本發(fā)明涉及模具，特別涉及一種冷鐓模及其加工工藝。

背景技術(shù)：

隨著冷鐓產(chǎn)品生產(chǎn)制造設(shè)備對加工速度的不斷提升以及緊固件行業(yè)高端客戶對產(chǎn)品技術(shù)要求的不斷提高，冷鐓模具原有的設(shè)計制造精度及損耗情況已經(jīng)不能滿足現(xiàn)行的快速生產(chǎn)、快速換型及過程制造能力的需要。

目前，公開號為cn202387902u的中國專利公開了一種制造不同長度規(guī)格產(chǎn)品倒角的冷鐓模具及加工方法，它包括模芯、模套、螺套和頂桿，模芯包括模芯頭部、墊塊、模芯成形部和模芯尾部，模芯各部分均開有貫通孔。這種冷鐓模具模芯通過過盈配合安裝在模芯內(nèi)，安裝模芯時要使模芯和模套保持較好的同心度裝入，若模芯和模套之間同心度存在較大的偏差，一方面會影響冷鐓成型的產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面會影響模芯和模套的使用壽命。此外由于模芯為易損件，當(dāng)模芯發(fā)生較大的磨損后需要使用較大的推力將模芯從模套內(nèi)退出然后再從新更換模芯。由于模芯和模套之間是過盈配合的，所以在更換過程中也容易導(dǎo)致模套發(fā)生破壞，影響模芯和模套之間的裝配精度和實際使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種冷鐓模具，能較為方便地實現(xiàn)模芯和模殼之間的拆卸和組裝，同時具有較高的精度。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種冷鐓模具，包括殼體和內(nèi)模，其特征是：所述殼體包括模殼，模殼內(nèi)設(shè)置有貫通模殼兩個端面的階梯孔，階梯孔的小端端部設(shè)有錐形段,錐形段處在模殼的上表面，階梯孔的大端處在模殼的下表面，內(nèi)模包括與錐形段內(nèi)壁配合的錐形的加強環(huán)，加強環(huán)內(nèi)安裝有內(nèi)模仁，加強環(huán)側(cè)面設(shè)置有貫通加強環(huán)內(nèi)外表面的軸向切口，內(nèi)模下方的階梯孔內(nèi)設(shè)置有與內(nèi)模下端抵觸的內(nèi)模后墊,內(nèi)模后墊下方設(shè)置有與殼體螺紋連接的螺紋件,螺紋件抵緊內(nèi)模后墊使加強環(huán)收縮并夾緊內(nèi)模仁。

通過上述技術(shù)方案，加強環(huán)外側(cè)面為錐形，并且加強環(huán)上設(shè)置有貫通其內(nèi)外表面的切口，所以當(dāng)加強環(huán)裝入錐形段并從錐形段的大端向小端移動的過程中，加強環(huán)的外側(cè)表面會與錐形段表面發(fā)生抵緊，使加強環(huán)收縮，從而使加強環(huán)內(nèi)圈的直徑發(fā)生一定程度的縮小，由于內(nèi)模仁安裝在加強環(huán)內(nèi)，當(dāng)加強環(huán)收縮時內(nèi)模仁會被逐漸夾緊，內(nèi)模仁下端又與內(nèi)模后墊抵觸，這樣可以使內(nèi)模仁得到有效固定。這樣設(shè)置內(nèi)模仁和加強環(huán)內(nèi)孔之間不需要采用過盈配合，兩者之間也能得到較好的固定。同時這樣設(shè)置當(dāng)需要更換內(nèi)模仁時，只要將加強環(huán)退出錐形段，加強環(huán)會發(fā)生復(fù)位，使其內(nèi)孔增大，可以很方便地將內(nèi)模仁取出，不會對加強環(huán)本身產(chǎn)生破壞。同時由于加強環(huán)的外側(cè)面為錐形的，錐形段的軸向截面也是錐形的，兩者之間逐漸壓緊時，能夠保證較好的同心度，保證兩者之間的精度，同時在反復(fù)拆卸、組裝過程中相互之間不會發(fā)生較大的磨損等情況，可以延長該模具的實用壽命。

優(yōu)選的，所述內(nèi)模仁分為多段，每段內(nèi)模仁的內(nèi)孔直徑不同。

由于冷鐓一般用于生產(chǎn)螺釘、螺栓、鉚釘?shù)葪U類零件，而此類零件一般包括一個頭部和與其一體連接的階梯軸段，在加工階梯軸段時，在軸徑發(fā)生變化處的內(nèi)模仁上表面會發(fā)生較大的磨損，使其相對內(nèi)模仁的其他地方更易發(fā)生磨損。內(nèi)模仁這樣分段，可以根據(jù)各段內(nèi)模仁的實際磨損情況，對各段內(nèi)模仁進行更換，同時還可以轉(zhuǎn)換內(nèi)模仁的上下兩端面，以提高同一個內(nèi)模仁的使用壽命。

優(yōu)選的，所述內(nèi)模仁端面及其外側(cè)面設(shè)置有油槽。

通過上述技術(shù)方案，油槽的設(shè)置可以方便在加工過程中模具內(nèi)的潤滑油的添加和排出，以提高冷鐓出的產(chǎn)品質(zhì)量，同時減少模具磨損和拉絲。

優(yōu)選的，所述模殼內(nèi)的階梯孔上設(shè)置有環(huán)形槽，環(huán)形槽上設(shè)置有排氣孔。

通過上述技術(shù)方案，在加工過程中內(nèi)模仁內(nèi)的空氣可以通過氣孔排出，避免由于內(nèi)模仁內(nèi)的型腔由于空氣的存在導(dǎo)致在冷鐓過程中內(nèi)模仁內(nèi)的空氣被快速壓縮，導(dǎo)致冷鐓時噪音增加。

優(yōu)選的，所述內(nèi)模仁端面上設(shè)置有倒角或者圓角。

通過上述技術(shù)方案，圓角或者倒角的設(shè)置可以可以方便冷鐓時被冷鐓的材料可以較為順暢地進入到內(nèi)模仁的內(nèi)孔內(nèi)，同時可以在一定程度上減少內(nèi)模仁端面外邊緣的破壞。

優(yōu)選的，所述模殼外表面上設(shè)置有定位槽。

通過上述技術(shù)方案，定位槽的設(shè)置可以方便模殼的固定和定位，使模殼固定時更加牢固。

優(yōu)選的，所述加強環(huán)的高度大于內(nèi)模仁的高度，內(nèi)模仁處在加強環(huán)的下端。

通過上述技術(shù)方案，在冷鐓時內(nèi)模仁上端面和加強環(huán)內(nèi)孔之間可以形成一個成型腔，加工螺釘?shù)攘慵r，這個成型腔可以用于加工螺釘?shù)攘慵穆葆旑^等。

本發(fā)明的另一個目的在與提供一種用于加工上述冷鐓模具的加工方法，包括模殼的加工工藝，

s1、選用牌號為skd61的鍛造圓鋼，使用大型切割機進行切料，

s2、機加工，粗車外圓，在cnc加工中心精車外圓，粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，粗車內(nèi)螺紋，

s3、熱處理，通過工控多用爐進行滲碳淬火，使用工控大型真空回火爐進行回火，使工件的整體硬度達到hrc46~48,

s4、粗磨外圓，精磨外圓，粗磨內(nèi)孔，精磨內(nèi)孔，精車內(nèi)螺紋；

加強環(huán)的加工工藝，

s1、選用skd11牌號的鍛造圓鋼，使用切割機進行切料，

s2、粗車外圓，然后在cnc加工中心依次進行粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，精車外圓，

s3、使用工控多用爐進行滲碳淬火，然后使用工控大型真空回火爐進行回火，使工件整體硬度達到hrc60~61，

s4、粗磨內(nèi)孔、精磨內(nèi)孔，然后粗磨外圓、精磨外圓，

s5、在加強環(huán)外側(cè)面使用線切割開槽；

內(nèi)模仁的加工工藝，

s1、選用牌號在va80~va95范圍內(nèi)的模具用鎢鋼，通過線切割進行切料，

s2、粗磨內(nèi)孔、精磨內(nèi)孔，粗磨外圓，精磨外圓，

s3、使用電火花放電對內(nèi)孔進行倒角，電火花對油槽進行加工，

s4、拋光，然后對內(nèi)模仁表面進行久美特涂層處理，涂層厚度0.5~0.8um；

內(nèi)模后墊的加工工藝，

s1、選用skd61牌號的鍛造圓鋼，使用切割機進行切料，

s2、粗車外圓，然后在cnc加工中心依次精車外圓、粗車內(nèi)孔、精車內(nèi)孔；

s3、通過工控多用爐進行滲碳淬火，然后實用工控大型真空回火爐進行回火，使工件整體硬度達到hrc46~48，

s4、精車外圓、精車內(nèi)孔；

螺紋件的加工工藝，

s1、選用skd61牌號的鍛造圓鋼，使用切割機下料，

s2、粗車外圓，在cnc加工中心進行精車處理，精車外圓，粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，銑平面，車外螺紋，

s3、通過工控多用爐進行滲碳淬火，然后實用工控大型真空回火爐進行回火，使工件整體硬度達到hrc44~46，

s4、精車外圓，精車內(nèi)孔，精車外螺紋。

優(yōu)選的，在對模殼、螺紋件和內(nèi)模后墊進行淬火時，工件加熱溫度到870℃~890℃，保溫1.4~1.6小時，在對模殼、螺紋件和內(nèi)模后墊進行回火時工件溫度保持在350~500℃之間，保溫時間根據(jù)滲碳淬火后的工件硬度和回火后所需的工件硬度每降低hrc1回火時間增加5~10分鐘。

優(yōu)選的，還包括組裝工藝，

s1、將內(nèi)模仁裝入加強環(huán)，

s2、將內(nèi)模仁、內(nèi)模后墊、螺紋件從模殼后端依次裝入階梯孔內(nèi)，然后利用四柱模壓機將加強環(huán)、內(nèi)模仁、內(nèi)模后墊壓入階梯孔的錐形段內(nèi)，使加強環(huán)與模殼上端面平齊，

s3、轉(zhuǎn)動螺紋件，將模具鎖緊。

通過上述技術(shù)方案，可以使該冷鐓模具的各個部件保持較好的實用壽命，在加工過程中不易發(fā)生過量變形、斷裂破壞等現(xiàn)象，同時對模具進行加工、組裝時較為方便。

附圖說明

圖1為實施例一的截面示意圖；

圖2為實施例一中加強環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例一中內(nèi)模仁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1、模殼；11、排氣孔；12、定位槽；13、固定環(huán)；14、螺釘孔；15、環(huán)形槽；2、加強環(huán)；21、切口；22、倒角；3、內(nèi)模仁；31、上仁；32、中仁；33、下仁；34、油槽；4、內(nèi)模后墊；5、螺紋件。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。

實施例一，一種冷鐓模具，

如圖1至圖3所示，一種冷鐓模具，包括圓柱形的模殼1，模殼1外側(cè)面設(shè)置有一個用定位槽12，定位槽12由線切割切割而成，定位槽12包括一個與模殼1軸向垂直的面和一個斜面，斜面與模殼1軸線之間的夾角為15°。定位槽12的設(shè)置可以與冷鐓機上的纖維部件配合，防止模具裝入到冷鐓機后發(fā)生轉(zhuǎn)動。模殼1內(nèi)設(shè)置有一個軸向的階梯孔，階梯孔貫通模殼1上下兩個端面，階梯孔小端為錐形段，并與模殼1上端面連通，錐形段的軸向截面為錐形；階梯孔的大端為圓柱段，圓柱段下端上設(shè)置有內(nèi)螺紋。

錐形段內(nèi)安裝有內(nèi)模，內(nèi)模包括加強環(huán)2和內(nèi)模仁3。加強環(huán)2外側(cè)面為圓錐臺狀，加強環(huán)2內(nèi)側(cè)面為圓柱形，加強環(huán)2上沿加強環(huán)2軸線方向設(shè)置有切口21，切口21連通加強環(huán)2的內(nèi)外側(cè)面，使整個加強環(huán)2呈c形。切口21由線切割加工而成，借口寬度在0.6~1.0mm左右。當(dāng)加強環(huán)2從錐形段大端向錐形環(huán)小端移動的過程中加強環(huán)2會發(fā)生彈性變形，使加強環(huán)2整體發(fā)生收縮，使加強環(huán)2內(nèi)側(cè)面的直徑發(fā)生一定的變小。加強環(huán)2的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)模仁3，加強環(huán)2套設(shè)在內(nèi)模仁3上，當(dāng)加強環(huán)2發(fā)生變形時，加強環(huán)2夾緊內(nèi)模仁3；當(dāng)加強環(huán)2沒有發(fā)生變形時，內(nèi)模仁3可以在加強環(huán)2內(nèi)沿著加強環(huán)2內(nèi)側(cè)面順暢滑動。

內(nèi)模仁3的上下兩個端面及其外側(cè)面上都設(shè)置有油槽34，油槽34由電火花加工而成，以使用于潤滑的油液在冷鐓過程中可以進入到模具內(nèi)部，對內(nèi)模仁3表面進行潤滑，以減少材料在冷鐓成型過程中和內(nèi)模仁3之間發(fā)生的摩擦，延長內(nèi)模仁3的實用壽命。內(nèi)模仁3的端面上還設(shè)置有倒角22或者倒有圓角，以使加工工件的原料在進入到內(nèi)模仁3的內(nèi)孔內(nèi)使更加順暢，減少內(nèi)模仁3內(nèi)孔和端面的交界處在不斷的加工過程中收到的破壞。內(nèi)模仁3在人堆過程中的破壞一般發(fā)生朝向從頭的表面上，內(nèi)模仁3的另一個表面在冷鐓過程中基本不會發(fā)生破壞，同時由于內(nèi)模仁3和加強環(huán)2之間不是通過過盈配合的，兩者之間拆卸比較方便，當(dāng)內(nèi)模仁3的上端面在冷鐓過程中發(fā)生破壞時，可以通過調(diào)換內(nèi)模仁3朝向從頭的方向來達到使模具重新正常工作的目的。這樣可以節(jié)約資源，使資源利用率達到最大。

內(nèi)模下方設(shè)置有與其下端面抵觸的內(nèi)模后墊4，內(nèi)模后墊4呈階梯軸狀，內(nèi)后墊插設(shè)在階梯孔內(nèi)，其大端的端面與內(nèi)模下端面抵觸。內(nèi)模后墊4內(nèi)設(shè)置有與內(nèi)模仁3內(nèi)的內(nèi)孔連通的通孔。內(nèi)模后墊4小端外側(cè)套設(shè)有螺紋件5。螺紋件5上端與內(nèi)模后墊4的下表面抵觸，螺紋件5外側(cè)面上設(shè)置有模殼1內(nèi)孔上的內(nèi)螺紋配合的外螺紋。裝配時，螺紋件5螺紋連接在模殼1階梯孔的下端，并壓緊內(nèi)模后墊4使加強環(huán)2處在錐形段內(nèi)并處于壓縮狀態(tài)。此時加強環(huán)2夾緊內(nèi)模仁3，同時加強環(huán)2和內(nèi)模仁3下端表面抵緊在內(nèi)模后墊4上。

階梯孔上的錐形段和圓柱段之間設(shè)置有與模殼1外側(cè)連通的氣孔，當(dāng)沖模將原料沖入內(nèi)模仁3時，內(nèi)模仁3內(nèi)孔中空氣可以通過氣孔被排出，避免內(nèi)模仁3中的空氣在工件加工過程中被反復(fù)壓縮，產(chǎn)生較大的噪音。同時加強套的高度可以大于內(nèi)模仁3的高度，并使內(nèi)模仁3處在加強環(huán)2的下端。這樣當(dāng)對加工零件的棒料進行冷鐓時，棒料的上端會處在加強環(huán)2內(nèi)側(cè)面和內(nèi)模仁3上表面一起構(gòu)成的成型腔內(nèi)，形成螺釘?shù)攘慵念^部。這樣可以進一步簡化該冷鐓模具的結(jié)構(gòu)，減少內(nèi)模仁3內(nèi)的內(nèi)孔段數(shù)。

此外還可以在內(nèi)模后墊4上端面上設(shè)置另外的獨立的內(nèi)模仁3，兩個內(nèi)模仁3的內(nèi)孔直徑不同，對應(yīng)螺栓等代加工零件的不同段。內(nèi)模仁3分為兩段可以減少內(nèi)模仁3的加工難度，同時當(dāng)內(nèi)模仁3的某一段發(fā)生破壞時不需更換所有的內(nèi)模仁3。

實施例二，一種冷鐓磨具，

如圖4所示，實施例二與實施例一的區(qū)別在于模殼1和內(nèi)模仁3。實施例二的模殼1外側(cè)面的中部設(shè)置有一圈固定環(huán)13，固定環(huán)13和模殼1為一體的。固定環(huán)13上設(shè)置有多個螺釘孔14，以方便將模殼1固定到冷鐓機上。同時模殼1內(nèi)部階梯孔的圓錐段和圓柱段之間還設(shè)置有一個環(huán)形槽15，排氣孔11位于環(huán)形槽15上。當(dāng)模具安裝完成后，內(nèi)模的下端面和內(nèi)模后墊4的上端面均處在環(huán)形槽15內(nèi)。冷鐓時，內(nèi)模仁3內(nèi)孔上的空氣可以從排氣孔11進出。

實施例二的內(nèi)?？臃譃樯先?1、中仁32和下仁33。上仁31、中仁32、下仁33內(nèi)的內(nèi)孔直徑依次減少。同時上仁31、中仁32和下仁33均安裝在加強環(huán)2內(nèi)，以進一步方便內(nèi)模仁3各段的更換。

同時在實施例二中還可以將內(nèi)模后墊4和螺紋件5一體設(shè)置,再加工螺紋件5時,直接將內(nèi)模后墊4一體制造在螺紋件5上端，一方面減少加工工序，另一方面進一步簡化模具結(jié)構(gòu)。實施例三，一種冷鍛模具的加工工序，

一種冷鍛模具的加工工序，包括模殼的加工工藝、加強環(huán)的加工工藝、內(nèi)模仁的加工工藝、內(nèi)模后墊的加工工藝和螺紋件的加工工藝。

模殼的加工工藝包括：

s1、下料：選用牌號為skd61的鍛造圓鋼，使用大型切割機進行切料，

s2、機加工：粗車外圓，然后在cnc加工中心依次精車外圓，粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，粗車內(nèi)螺紋，

s3、熱處理：通過工控多用爐進行滲碳淬火，使用氣體滲碳的方法，將工件加熱到880℃，然后保溫1.5小時，然后將工件取出進行淬火。再將淬火后的工件使用工控大型真空回火爐進行回火，先將工件的溫度加熱到430℃，然后根據(jù)工件淬火后的硬度和所需要的回火后的硬度決定回火時間，一般按照每降低hrc1增加7分鐘的保溫時間，使工件的整體硬度達到hrc46~48。

s4、精加工：粗磨外圓，精磨外圓，粗磨內(nèi)孔，精磨內(nèi)孔，精車內(nèi)螺紋。精加工后要求模殼外尺寸的精度要求在-0.05~0mm之間，階梯孔的尺寸在0~0.01mm之間，同軸度和圓度要求在0.01mm之內(nèi)，平行度要求在0.02,mm，直線度要求在0.01mm之內(nèi)，內(nèi)孔圓跳動度在0.02mm之內(nèi)。

加強環(huán)的加工工藝：

s1、選用skd11牌號的鍛造圓鋼，使用切割機進行切料。

s2、粗車外圓，然后在cnc加工中心依次進行粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，精車外圓，在精車內(nèi)孔時，同時對內(nèi)孔端部進行倒角。

s3、使用工控多用爐進行滲碳淬火，使用氣體滲碳的方法，將工件加熱到880℃，然后保溫1.5小時，然后將工件取出進行淬火。再將淬火后的工件使用工控大型真空回火爐進行回火，先將工件的溫度加熱到430℃，然后根據(jù)工件淬火后的硬度和所需要的回火后的硬度決定回火時間，一般按照每降低hrc1增加7分鐘的保溫時間，使工件整體硬度達到hrc60~61，

s4、粗磨內(nèi)孔、精磨內(nèi)孔，然后粗磨外圓、精磨外圓。精加工后，加強環(huán)的外部尺寸精度在-0.01~0mm之間，內(nèi)孔精度在0~0.01mm之間，平行度在0.01mm之內(nèi)，同軸度在0.01mm，內(nèi)孔直線度在0.01mm，內(nèi)孔圓跳動度在0.01mm之內(nèi)，內(nèi)孔倒角角度工廠為±0.5°。

s5、在加強環(huán)外側(cè)面使用線切割開槽，切口寬度為0.8±0.05mm。

內(nèi)模仁的加工工藝：

s1、選用牌號在va80~va95范圍內(nèi)的模具用鎢鋼，通過線切割進行切料。一般情況下上仁和中仁使用va95牌號的模具用鎢鋼，下仁使用va80牌號的模具用鎢鋼。同時對材料的硬度進行檢測，要求上仁和中仁的硬度要求為hra81.5~82.5范圍之內(nèi)，下仁的硬度要求在hra84~86。

s2、粗磨內(nèi)孔、精磨內(nèi)孔，粗磨外圓，精磨外圓。

s3、使用電火花放電對內(nèi)孔進行倒角，電火花對油槽進行加工油槽的直徑為0.3±0.05mm。

s4、拋光，然后對內(nèi)模仁表面進行久美特涂層處理，涂層厚度0.5~0.8um。加工完成后內(nèi)模仁的外尺寸精度在-0.01~0mm之間，內(nèi)尺寸精度在0~00.005mm之間，平行度在0.005mm，同軸度0.005mm，圓度0.005mm，內(nèi)孔直線度0.005mm，內(nèi)孔圓跳動度0.008mm。

螺紋件的加工工藝：

s1、選用skd61牌號的鍛造圓鋼，使用切割機下料。

s2、粗車外圓，在cnc加工中心進行精車處理，精車外圓，粗車內(nèi)孔，精車內(nèi)孔，銑平面，車外螺紋，

s3、通過工控多用爐進行滲碳淬火，然后實用工控大型真空回火爐進行回火，使工件整體硬度達到hrc44~46。該步驟可采用與外殼的滲碳淬火及回火的工藝要求。

s4、精車外圓，精車內(nèi)孔，精車外螺紋。

精加工后螺紋件的外尺寸精度為-0.02~0mm，內(nèi)尺寸精度為0~0.05mm，平行度為0.02mm，直線度0.01mm，內(nèi)孔跳動度0.03mm。

當(dāng)該冷鐓模具的各個部件加工完成后，先將上仁、中仁以及下仁等內(nèi)模仁依次裝入到加強環(huán)內(nèi)，然后將加強環(huán)從錐形段大端裝入錐形段內(nèi)。然后再將內(nèi)模后墊裝入模殼的階梯孔內(nèi)，然后再將螺紋件套設(shè)在內(nèi)模后墊的小端。然后將初步組裝的冷鐓模具放入到四柱模壓機上，使四柱模壓機分別作用在模殼上端面和內(nèi)模后墊下表面，使加強環(huán)與模殼上端面平齊。然后將螺紋件擰緊，將冷鐓模具整體鎖緊。

以上所述僅是本發(fā)明的示范性實施方式，而非用于限制本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明的保護范圍由所附的權(quán)利要求確定。