【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铆接，属于金属机械加工的铆接类(b21j)和紧固件类(f16b)，涉及一种单面带齿套环的冷挤压组合模具及其成型方法
技术介绍
1、铆接紧固件通常包括铆钉和套环。在铆接紧固件加工生产中，现有普通套环管部壁厚相对较厚、内部无台阶或特殊结构，依托冷挤压变形体积不变原理，普通套环通常采用反挤压成型设计，套环的加工工艺和模具结构相对较为简单。但针对于薄壁长管结构，常规套环成型方法无法保证壁厚的均匀性。同时，内锁单鼓用套环的内部存在台阶及小齿结构，常规工艺设计无法实现该结构的成型。
2、一种涉及内锁单鼓铆钉由一个铆钉和一个套环组成，铆钉头部有可移动的锁紧环、杆部有锁紧槽，安装过程中在锁紧环和铆枪作用下，挤压套环局部鼓包和内部变形形成双锁紧结构，双锁紧结构使得内锁型单鼓铆钉具有优异的抗震性能。安装后套环内锁紧有高强度的钉芯，因此，内锁型单鼓铆钉具有很好的抗剪性能。另外内锁型单鼓铆钉安装后无凸出物，不会发生干涉，外观美观。广泛应用于汽车市场和城轨市场。内锁单鼓套环材质为08al，加工工艺为：冷挤压成型→热处理→表面处理。其中，套环内部为两级台阶孔，且内部台阶反向延伸形成小齿结构，铆接时小齿受力挤压金属流动与锁紧槽形成锁紧结构；套环管部的变形区，在铆接时变形形成盲铆头。通过冷挤压成型制造，套环的外观尺寸一致性和小齿形成的稳定性可以得到有效保证。目前，因其技术难度和生产制造的稳定性，国内汽车、城轨领域使用的内锁单鼓铆钉多数为进口产品。
技术实现思路
1、本专利技术根据现有制造
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种单面带齿套环的冷挤压组合模具，模具组合与冷镦机配合冷镦成型，其特征在于：模具组合由剪切模具、初镦模具、内孔拉伸模具、法兰预镦模具、法兰成型模具、落料和锁紧齿成型模具组成，还包括与各模具配套用于送料的夹钳组成；
4、剪切模具，包括剪模和剪刀，用于将加工料通过剪切制成定尺棒料；
5、初镦模具，包括一工位冲棒、一工位主模和一工位顶针，用于成型完成优化剪切棒料端面平整质量；
6、内孔拉伸模具，包括二工位冲棒、二工位主模、二工位顶针和二工位推管，用于采用正挤压方式同时进行管部缩径与拉伸内孔，一次成型完成套管；
7、法兰预镦模具，包括三工位冲棒、三工位冲具、三工位主模、三工位顶针和三工位推管，用于预镦成型锥型法兰头；
8、法兰成型模具，包括四工位冲棒、四工位冲具、四工位主模、四工位顶针和四工位推管，用于成型完成法兰；
9、落料和锁紧齿成型模具，包括五工位冲棒管、五工位主模、五工位顶针、五工位推管，其中，五工位主模内孔直径等于成型套管外径，五工位顶针前部环杆设置整形部，整形部直径等于法兰内径，五工位顶针后端杆部直径等于套管内径，五工位顶针前部与后部联接部设置五工位顶针斜肩，斜肩角度5°，锁紧齿成型模具用于落料、套管整形和成型完成套管内端部锁紧齿。
10、进一步各模具冲棒和/或冲具安装在冷镦机的主滑块上，可作往复运动，主模、顶针和/或推管安装在成型机的模座上，模座上方和后方配置运转机构和顶出机构；各工位间采用夹钳转运坯料。
11、优选地，剪模和剪刀中心均设置用于穿过棒料的通孔，剪模后端通孔为外端大于内端的喇叭形扩径结构；剪刀和剪模的间隙w1为0.02d1mm，剪刀内径d2为1.01d1mm，剪模内径d3为1.015d1mm，剪模喇叭形扩径结构入料角α1＝30°，其中，d1是棒料直径。
12、优选地，一工位冲棒和一工位顶针为圆柱形顶杆结构，一工位主模设置具有变径整形台阶的通孔，主模内径d4＝d1+0.1mm，整形圆角r1取0.2d4mm，顶针印孔深w2＝0.5mm。
13、优选地，二工位冲棒和二工位顶针为圆柱形顶杆结构，二工位推管为套装在二工位顶针上的套管，二工位主模设置变径通孔；主模内径d5a＝d4+0.05mm，主模缩径内径d5b＝d0d-0.06mm，顶针拉伸内孔直径d5c＝d0c+0.1mm，主模缩径后直径d5e＝d5b+0.06mm，缩径导向角α2＝60°，缩径后过渡角α3＝30°，主模缩径带宽h1＝0.8mm，顶针拉伸内孔带宽h2＝0.5mm，缩径前过渡圆角r2＝0.3mm；其中，d0d是套管外径，d0c是套管内径。
14、优选地，三工位冲棒和三工位顶针为圆柱形顶杆结构，三工位冲具和三工位主模设置变径通孔，三工位推管为套装在三工位顶针上的套管；主模内径d6a＝d5b+0.02mm，顶针内径d6b＝d5c-0.04mm，冲具预镦法兰斜角α4＝30°。
15、优选地，四工位冲棒和四工位顶针为圆柱形顶杆结构，四工位冲具和四工位主模设置通孔，四工位冲具端面设置法兰成型模腔，四工位推管为套装在四工位顶针上的套管；冲具法兰成型模腔口直径d8＝d0a+1mm，冲具成型模腔深w3＝w0a-0.6mm，冲棒印孔深w4＝2.2mm，推管到主模水平面距离w5＝w0bmm，主模内径d7a＝d6a+0.02mm，顶针直径d7b＝d6b-0.04mm；其中，d0a是法兰外径，w0a是法兰厚度，w0b是套管长度。
16、优选地，五工位冲棒管设置变径通孔，五工位主模设置通孔，五工位顶针为变径的圆柱形顶杆结构，变径段形成斜肩并在斜肩前设置由缩径形成的凹槽，五工位推管为套装在五工位顶针上的套管；其中，六工位顶针前部环杆设置变径的沿杆轴向表面光滑过渡的整形部；主模内径d9a＝d0d，顶针冲孔直径d9b＝d0b-0.03，顶针整形直径d9c＝d0b，顶针杆部直径d9d＝d0c，冲棒管内齿直径d10＝d0b-0.06，顶针冲孔工作带宽h3＝0.8mm，顶针斜肩角度α5＝5°。
17、本专利技术还公开了采用上述单面带齿套环的冷挤压模具组合的成型方法；套环冷镦采用用盘条，通过1次球化退火和2次冷拉，盘条表面通过磷皂化处理提升材料表面的润滑性能；
18、冷镦工艺为五工位成型，成型工艺为：剪切下料后依次进行初镦整形、内孔拉伸、预镦法兰、成型法兰、落料和锁紧齿成型；
19、剪切下料，由剪模和剪刀共同完成原料的剪断下料；通过成型机操作面板和挡料规设定剪切长度，经过矫直的盘条在送料轮的运转下进入剪模内孔，并在接触到前方挡料规时，剪刀在切料机构的往复运动下完成盘元的剪断下料；
20、初镦整形，由一工位成型，切下的棒料通过一工位夹钳运转到一工位，一工位冲棒将棒料推入一工位主模内4mm时，夹钳松开，主滑块继续推动冲棒向前并压迫棒料在一工位主模模腔内变形，当主滑块运行至上死点位置时，完成初镦整形，冲具开始随主滑块后退；同时，后顶出机构向前推动顶针运动，将一工位主模内工件顶出，在将工件前端面顶出至一工位主模模面6mm时，二工位夹钳闭合夹住工件，直至工件被完全顶出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单面带齿套环的冷挤压组合模具，模具组合与冷镦机配合冷镦成型，其特征在于：模具组合由剪切模具、初镦模具、内孔拉伸模具、法兰预镦模具、法兰成型模具、落料和锁紧齿成型模具组成，还包括与各模具配套用于送料的夹钳组成；
2.根据权利要求1所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：各模具冲棒和/或冲具安装在冷镦机的主滑块上，可作往复运动，主模、顶针和/或推管安装在成型机的模座上，模座上方和后方配置运转机构和顶出机构；各工位间采用夹钳转运坯料。
3.根据权利要求2所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：剪模和剪刀中心均设置用于穿过棒料的通孔，剪模后端通孔为外端大于内端的喇叭形扩径结构；剪刀和剪模的间隙W1为0.02D1mm，剪刀内径D2为1.01D1mm，剪模内径D3为1.015D1mm，剪模喇叭形扩径结构入料角α1＝30°，其中，D1是棒料直径。
4.根据权利要求3所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：一工位冲棒和一工位顶针为圆柱形顶杆结构，一工位主模设置具有变径整形台阶的通孔，主模内径D4＝D1+0.1mm，整形圆角R1＝
5.根据权利要求3所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：二工位冲棒和二工位顶针为圆柱形顶杆结构，二工位推管为套装在二工位顶针上的套管，二工位主模设置变径通孔；主模内径D5a＝D4+0.05mm，主模缩径内径D5b＝D0d-0.06mm，顶针拉伸内孔直径D5c＝D0c+0.1mm，主模缩径后直径D5e＝D5b+0.06mm，缩径导向角α2＝60°，缩径后过渡角α3＝30°，主模缩径带宽H1＝0.8mm，顶针拉伸内孔带宽H2＝0.5mm，缩径前过渡圆角R2＝0.3mm；其中，D0d是套管外径，D0c是套管内径。
6.根据权利要求5所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：三工位冲棒和三工位顶针为圆柱形顶杆结构，三工位冲具和三工位主模设置变径通孔，三工位推管为套装在三工位顶针上的套管；主模内径D6a＝D5b+0.02mm，顶针内径D6b＝D5c-0.04mm，冲具预镦法兰斜角α4＝30°。
7.根据权利要求6所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：四工位冲棒和四工位顶针为圆柱形顶杆结构，四工位冲具和四工位主模设置通孔，四工位冲具端面设置法兰成型模腔，四工位推管为套装在四工位顶针上的套管；冲具法兰成型模腔口直径D8＝D0a+1mm，冲具成型模腔深W3＝W0a-0.6mm，冲棒印孔深W4＝2.2mm，推管到主模水平面距离W5＝W0bmm，主模内径D7a＝D6a+0.02mm，顶针直径D7b＝D6b-0.04mm；其中，D0a是法兰外径，W0a是法兰厚度，W0b是套管长度。
8.根据权利要求7所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：五工位冲棒管设置变径通孔，五工位主模设置通孔，五工位顶针为变径的圆柱形顶杆结构，变径段形成斜肩并在斜肩前设置由缩径形成的凹槽，五工位推管为套装在五工位顶针上的套管；其中，六工位顶针前部环杆设置变径的沿杆轴向表面光滑过渡的整形部；主模内径D9a＝D0d，顶针冲孔直径D9b＝D0b-0.03，顶针整形直径D9c＝D0b，顶针杆部直径D9d＝D0c，冲棒管内齿直径D10＝D0b-0.06，顶针冲孔工作带宽H3＝0.8mm，顶针斜肩角度α5＝5°。
9.一种单面带齿套环的冷挤压成型方法，其特征在于：采用权利要求1至8任一项所述的单面带齿套环的冷挤压模具组合；套环冷镦采用用盘条，通过1次球化退火和2次冷拉，盘条表面通过磷皂化处理提升材料表面的润滑性能；
...【技术特征摘要】
1.一种单面带齿套环的冷挤压组合模具，模具组合与冷镦机配合冷镦成型，其特征在于：模具组合由剪切模具、初镦模具、内孔拉伸模具、法兰预镦模具、法兰成型模具、落料和锁紧齿成型模具组成，还包括与各模具配套用于送料的夹钳组成；
2.根据权利要求1所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：各模具冲棒和/或冲具安装在冷镦机的主滑块上，可作往复运动，主模、顶针和/或推管安装在成型机的模座上，模座上方和后方配置运转机构和顶出机构；各工位间采用夹钳转运坯料。
3.根据权利要求2所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：剪模和剪刀中心均设置用于穿过棒料的通孔，剪模后端通孔为外端大于内端的喇叭形扩径结构；剪刀和剪模的间隙w1为0.02d1mm，剪刀内径d2为1.01d1mm，剪模内径d3为1.015d1mm，剪模喇叭形扩径结构入料角α1＝30°，其中，d1是棒料直径。
4.根据权利要求3所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：一工位冲棒和一工位顶针为圆柱形顶杆结构，一工位主模设置具有变径整形台阶的通孔，主模内径d4＝d1+0.1mm，整形圆角r1＝0.2d4mm，顶针印孔深w2＝0.5mm。
5.根据权利要求3所述的单面带齿套环的冷挤压组合模具，其特征在于：二工位冲棒和二工位顶针为圆柱形顶杆结构，二工位推管为套装在二工位顶针上的套管，二工位主模设置变径通孔；主模内径d5a＝d4+0.05mm，主模缩径内径d5b＝d0d-0.06mm，顶针拉伸内孔直径d5c＝d0c+0.1mm，主模缩径后直径d5e＝d5b+0.06mm，缩径导向角α2＝60°，缩径后过渡角α3＝30°，主模缩径带宽h1＝0.8mm，顶针拉伸内孔带宽h2＝0.5mm，缩径前过渡圆角r2＝0.3mm；其中，d0d是套管外径，d0c...
【专利技术属性】
技术研发人员：张威，游丙超，万永，李新荣，朱纹昊，周露洋，王霞，王成，文华，贾云龙，杨旭，
申请(专利权)人：眉山中车紧固件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。