克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具及工艺

技术领域

本发明属于冷镦加工技术领域，尤其涉及一种克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具及工艺。

背景技术

冷镦工艺是少无切削金属压力加工新工艺之一。它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。冷镦工艺最适于用来生产螺栓、螺钉、螺母、铆钉、销钉等标准紧固件。现有技术的冷镦工艺在对金属板材进行冷镦挤压后，板材边沿容易产生鼓边形变。

例如，中国实用新型专利公开了一种具有保护功能的硬质合金冷镦模具[申请号：201921893345.9]，该实用新型包括上模、下模、下模底座，所述的上模的内部开设有一柱形槽，柱形槽内设有上模冲棒；所述的下模内也开设有一柱形槽，柱形槽内设有下模冲棒；其特征在于：所述的下模的底部设有导向套，导向套的外侧设有第一楔形块，第一楔形块设有四个，第一楔形块的下部设有弹簧限位块；所述的下模的底部套接在下模底座的内部。

该实用新型具有可以减缓上模具与下模具的刚性接触的优势，但其仍未解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可使冲压后的材料外表面平整的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种可使冲压后的材料外表面平整的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具，包括上模板和下模板，所述下模板表面具有用于放置待冷镦板材的冷镦区域，所述上模板上设有冷镦冲针，所述冷镦冲针的轴心线通过冷镦区域，所述下模板上设有形变限位块，所述形变限位块一侧表面与冷镦区域相贴合，所述上模板上设有插刀，向靠近下模板的方向移动上模板可使插刀与形变限位块远离冷镦区域的一侧表面相贴合。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具中，所述形变限位块设有两个且对称位于冷镦区域两侧，所述插刀设有两个且与形变限位块一一对应。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具中，所述形变限位块与下模板滑动连接，滑动形变限位块可使形变限位块靠近或远离冷镦区域，所述插刀与上模板固定连接。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具中，所述形变限位块靠近插刀的一端具有第一导向部，所述第一导向部的宽度由靠近形变限位块的一端向另一端逐渐变小，所述插刀靠近形变限位块的一端具有第二导向部，所述第二导向部的宽度由靠近插刀的一端向另一端逐渐变小。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具中，还包括可发生相对上模板活动的脱料板，所述脱料板位于上模板与下模板之间，活动脱料板可使冷镦冲针贯穿过脱料板。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具中，所述脱料板压设在下模板表面时，插刀的端部延伸至下模板内。

一种克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺，包括以下步骤：

上料步骤：将待冷镦板材置于下模板上的冷镦区域内；

挤压步骤：上模板和脱料板发生靠近下模板的移动，插刀与形变限位块相接触并推动形变限位块压设至待冷镦板材上，上模板继续下行，冷镦冲针压设至待冷镦板材上，在待冷镦板材上形成冲压槽以完成挤压。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺中，上料步骤前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括：在待冷镦板材上加工形成底孔。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺中，所述底孔的直径小于冲压槽的直径，且底孔的轴心线分别与两侧的形变限位块之间的距离相等。

在上述的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺中，挤压步骤后还包括脱料步骤，所述脱料步骤包括：上模板和脱料板同步上行一段距离后，脱料板下行使得冷镦后的板材与冷镦冲针相互分离。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的下模板上设有贴合在冷镦区域侧面的形变限位块，待冷镦板材放入冷镦区域后在挤压过程中边沿受到形变限位块的限位，从而保证板材侧面不容易产生鼓边。

2、本发明在挤压前对待冷镦板材进行预处理以形成底孔，冷镦冲针对待冷镦板材施加压力时，由于形变限位块挤压在板材侧面，因此板材形变的流动趋势为向底孔流动，进一步保证板材侧面不容易产生鼓边。

附图说明

图1是本发明冷镦挤压前的结构示意图；

图2是本发明冷镦挤压后的结构示意图；

图中：上模板1、下模板2、冷镦区域3、形变限位块4、插刀5、冷镦冲针6、第一导向部7、第二导向部8、脱料板9、待冷镦板材100、冲压槽200、底孔300。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例提供一种克制不锈钢板材冷镦挤压形变的模具，结合图1和图2所示，包括上模板1和下模板2，所述下模板2表面具有用于放置待冷镦板材100的冷镦区域3，所述上模板1上设有冷镦冲针6，所述冷镦冲针6的轴心线通过冷镦区域3，所述下模板2上设有形变限位块4，所述形变限位块4一侧表面与冷镦区域3相贴合。此处形变限位块4与冷镦区域3相贴合仅表示挤压时形变限位块4与冷镦区域3之间的位置关系，在非挤压时，例如在上料或脱料过程中，形变限位块4与冷镦区域3可相互分离。例如，所述上模板1上设有插刀5，向靠近下模板2的方向移动上模板1可使插刀5与形变限位块4远离冷镦区域3的一侧表面相贴合。

本发明，使用时，将待冷镦板材100置于下模板2上的冷镦区域3内，上模板1发生靠近下模板2的移动，冷镦冲针6压设至待冷镦板材100上，此时形变限位块4压设在待冷镦板材100侧面，冷镦冲针6在待冷镦板材100上形成冲压槽200以完成挤压。故本发明的下模板2上设有贴合在冷镦区域3侧面的形变限位块4，待冷镦板材100放入冷镦区3域后在挤压过程中边沿受到形变限位块4的限位，从而保证板材侧面不容易产生鼓边。

如图1所示，所述形变限位块4设有两个且对称位于冷镦区域3两侧，所述插刀5设有两个且与形变限位块4一一对应。这样可以保证待冷镦板材100在受压时外部的挤压力分布均匀。

优选地，所述形变限位块4与下模板2滑动连接，滑动形变限位块4可使形变限位块4靠近或远离冷镦区域3，所述插刀5与上模板1固定连接。这样便于实现板材的上料和下料。

优选地，所述形变限位块4靠近插刀5的一端具有第一导向部7，所述第一导向部7的宽度由靠近形变限位块4的一端向另一端逐渐变小，所述插刀5靠近形变限位块4的一端具有第二导向部8，所述第二导向部8的宽度由靠近插刀5的一端向另一端逐渐变小。第一导向部7和第二导向部8可相互配合起到导向的作用，使得插刀5插入时，插刀5对形变限位块4有个收拢的作用，进一步保证了形变限位块4对待冷镦板材100侧面的压力。

如图2所示，还包括可发生相对上模板1活动的脱料板9，所述脱料板9位于上模板1与下模板2之间，活动脱料板9可使冷镦冲针6贯穿过脱料板9，所述脱料板9压设在下模板2表面时，插刀5的端部延伸至下模板2内。挤压完成后，脱料板9便于将冷镦后的板材与冷镦冲针6相互分离。

实施例2

本实施例提供一种由实施例1中记载的模具结构实现的克制不锈钢板材冷镦挤压形变的工艺，结合图1和图2所示，包括以下步骤：

预处理步骤：在待冷镦板材100上加工形成底孔300，其中，所述底孔300的直径小于冲压槽200的直径，且底孔300的轴心线分别与两侧的形变限位块4之间的距离相等；

上料步骤：将待冷镦板材100置于下模板2上的冷镦区域3内；

挤压步骤：上模板1和脱料板9发生靠近下模板2的移动，插刀5与形变限位块4相接触并推动形变限位块4压设至待冷镦板材100上，上模板1继续下行，冷镦冲针6压设至待冷镦板材100上，在待冷镦板材100上形成冲压槽200以完成挤压；

脱料步骤：上模板1和脱料板9同步上行一段距离后，脱料板9下行使得冷镦后的板材与冷镦冲针6相互分离。

此处的下行均表明上模板1和下模板2相互接近的运动方向，下上行均表明上模板1和下模板2相互远离的运动方向。

对比例1

本对比例提供一种冷镦挤压形变的工艺，包括以下步骤：

上料步骤：将待冷镦板材100置于下模板2上的冷镦区域3内；

挤压步骤：上模板1和脱料板9发生靠近下模板2的移动，冷镦冲针6压设至待冷镦板材100上，在待冷镦板材100上形成冲压槽200以完成挤压；

脱料步骤：上模板1和脱料板9同步上行一段距离后，脱料板9下行使得冷镦后的板材与冷镦冲针6相互分离。

此处的下行均表明上模板1和下模板2相互接近的运动方向，下上行均表明上模板1和下模板2相互远离的运动方向。

对比例2

本对比例提供一种冷镦挤压形变的工艺，包括以下步骤：

上料步骤：将待冷镦板材100置于下模板2上的冷镦区域3内；

挤压步骤：上模板1和脱料板9发生靠近下模板2的移动，插刀5与形变限位块4相接触并推动形变限位块4压设至待冷镦板材100上，上模板1继续下行，冷镦冲针6压设至待冷镦板材100上，在待冷镦板材100上形成冲压槽200以完成挤压；

脱料步骤：上模板1和脱料板9同步上行一段距离后，脱料板9下行使得冷镦后的板材与冷镦冲针6相互分离。

此处的下行均表明上模板1和下模板2相互接近的运动方向，下上行均表明上模板1和下模板2相互远离的运动方向。

对比例3

本对比例提供一种冷镦挤压形变的工艺，包括以下步骤：

预处理步骤：在待冷镦板材100上加工形成底孔300，其中，所述底孔300的直径小于冲压槽200的直径，且底孔300的轴心线分别与两侧的形变限位块4之间的距离相等；

上料步骤：将待冷镦板材100置于下模板2上的冷镦区域3内；

挤压步骤：上模板1和脱料板9发生靠近下模板2的移动，冷镦冲针6压设至待冷镦板材100上，在待冷镦板材100上形成冲压槽200以完成挤压；

脱料步骤：上模板1和脱料板9同步上行一段距离后，脱料板9下行使得冷镦后的板材与冷镦冲针6相互分离。

此处的下行均表明上模板1和下模板2相互接近的运动方向，下上行均表明上模板1和下模板2相互远离的运动方向。

应用例1

将一块板材裁剪成面积均为S0的四块，即待冲压板材1、待冲压板材2、待冲压板材3和待冲压板材4。

待冲压板材1通过实施例2中记载的工艺加工得到成品板材1；

待冲压板材2通过对比例1中记载的工艺加工得到成品板材2；

待冲压板材3通过对比例2中记载的工艺加工得到成品板材3；

待冲压板材4通过对比例3中记载的工艺加工得到成品板材4；

以上冲压所用的冷镦冲针6的大小形状均相同，分别测量成品板材1、成品板材2、成品板材3和成品板材4侧面鼓出部分在板材下表面所处平面的投影的面积为S1、S2、S3和S4，再分别除以S0以计算出鼓边率，结果如下表所示：

结果分析：从上表可以看出，成品板材1具有最小的鼓边率，故达到了本发明的预期目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了上模板1、下模板2、冷镦区域3、形变限位块4、插刀5、冷镦冲针6、第一导向部7、第二导向部8、脱料板9、待冷镦板材100、冲压槽200、底孔300等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。