專利名稱：一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械塑性加工中的材料成型技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將金屬棒料進行圍環(huán) 成形的模具及其使用方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)機械加工領(lǐng)域，經(jīng)常需要加工一些端部呈圓環(huán)狀的金屬零部件，這種形狀 的零部件廣泛的使用在各個工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品之中，例如鐵路貨運車皮上所采用的吊門鉤、 機械工程車輛上采用的吊鉤等。目前，國內(nèi)企業(yè)在對此種零部件進行圍環(huán)成形時，普遍采用的加工方法是首先將 金屬棒料加熱后手工圍環(huán)方式，這種方式受人為因素影響較大，產(chǎn)品精度往往達不到工藝 設(shè)計要求，成形不良、外觀較差、產(chǎn)品一致性達不到要求，并且生產(chǎn)率低下。而國外一些大型 企業(yè)則采用大型數(shù)控鍛造設(shè)備進行加工，但是這種設(shè)備價格十分昂貴，對于非超大規(guī)模的 生產(chǎn)而言，成本太高，國內(nèi)企業(yè)及零部件采購方難以接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，為解決金屬棒料圍環(huán)成形問題，使其 在控制成本的前提下，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、批量化制造，提出一種圍環(huán)成形專用模具及其使用方法。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的專用模具，包括上模板、下模板、壓板、銷軸架、左 壓臂、右壓臂、支撐板、限位板、轉(zhuǎn)動軸、壓軸、軸支架、定位塊和螺母。其中，壓板的中部開有一個錐形孔，優(yōu)選的，錐形孔的錐度為5°。左壓臂、右壓臂上均開有一個軸孔，同時，支撐板、軸支架上各自均開有2個軸孔。 左壓臂的軸孔同支撐板的一個軸孔、軸支架的一個軸孔處于同一軸線上，右壓臂的軸孔同 支撐板的另一個軸孔、軸支架的另一個軸孔處于同一軸線上，使轉(zhuǎn)動軸能夠穿過這些軸孔， 將左壓臂、右壓臂與軸支架及支撐板裝配在一起。所述左壓臂、右壓臂在結(jié)構(gòu)上要求如下其圍環(huán)成形部半徑所在平面要與圓環(huán)直 徑的垂線成15°夾角。目的是在金屬棒料圍環(huán)過程中，不會對棒料的伸出部分造成擠壓，從 而防止棒料報廢。優(yōu)選的，為了讓左壓臂、右壓臂方便的恢復(fù)到初始位置，在每個壓臂上裝配有配重
直O(jiān)上述組成部件之間的連接關(guān)系如下壓軸安裝在銷軸架下端的軸孔內(nèi)，銷軸架的上端安裝在壓板的錐形孔內(nèi)，壓板同 上模板相連接。支撐板與下模板之間固連；軸支架與下模板之間固連；限位板同支撐板固連，用 于保證左、右壓臂固定在初始位置；定位塊與左壓臂固連，定位塊伸向金屬棒料方向的長度根據(jù)產(chǎn)品外形尺寸規(guī)格要求來確定；左壓臂、右壓臂分別通過轉(zhuǎn)動軸與軸支架及支撐板裝 配在一起。用螺母將轉(zhuǎn)動軸固定在軸支架和支撐板上。優(yōu)選的，該模具還包括彈性墊圈。彈性墊圈套在轉(zhuǎn)動軸的頂端螺絲部位，再用螺母 將轉(zhuǎn)動軸固定在軸支架上。優(yōu)選的，該模具還包括一個定位螺釘，定位螺釘旋擰在定位塊上，用于在初始試制 時對金屬棒料進行定位。
一種采用上述模具將金屬棒料進行圍環(huán)成形的方法，包括以下步驟首先，將金屬棒料放入右壓臂、左壓臂的型槽上，并將其頂端推至左壓臂上的定位 塊處，以避免棒料最終形成的圓環(huán)接觸部位之間的縫隙過大，并且避免擠傷棒料。優(yōu)選的， 如果采用了定位螺釘，則采用定位螺釘對金屬棒料進行定位。然后，啟動油壓機，活塞桿帶動壓軸向下壓制金屬棒料。即，壓軸首先接觸金屬棒 料，將金屬棒料不斷向下壓，金屬棒料在左壓臂、右壓臂以及壓軸所構(gòu)成的型腔中逐漸形成 一個圓環(huán)。此過程中，左壓臂、右壓臂均圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動并逐漸合攏。當(dāng)金屬棒料形成一個完整的圓環(huán)狀后，即停止壓制，隨后，活塞桿帶動壓軸，使金 屬棒料的伸出部分向上抬起，此時，左壓臂、右壓臂圍繞均轉(zhuǎn)動軸反向張開。在上抬過程中， 通過定位塊提供一個回頂力，將金屬棒料的伸出部分往頂回。當(dāng)左壓臂、右壓臂均恢復(fù)至初 始位置后，即可將產(chǎn)品取出。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低，在圍環(huán)成形過程中，采用左、右壓臂對稱轉(zhuǎn)動壓 型方式，對比現(xiàn)有的手工生產(chǎn)方式，工藝操作簡便，進一步改善了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，實現(xiàn)了 產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化制造，生產(chǎn)效率提高了至少5倍。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施方式中所述模具的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施方式中所述壓板2的側(cè)視剖面圖；圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施方式中所述模具的側(cè)視剖面圖；圖4為本發(fā)明優(yōu)選實施方式中所述左壓臂17的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-上模板、2-壓板、3-銷軸架、4-第一螺釘、5-右壓臂、6_支撐板、7_限位 板、8-第二螺釘、9-下模板、10-轉(zhuǎn)動軸、11-軸支架、12-第三螺釘、13-第四螺釘、14-定位 螺釘、15-定位塊、16-第六螺釘、17-左壓臂、18-螺母、19-壓軸、20-彈性墊圈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式做進一步詳細說明。一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的專用模具，其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，分為上部和 下部，上部包括上模板1、壓板2、銷軸架3、第一螺釘4和壓軸19，下部包括右壓臂5、左壓 臂17、支撐板6、限位板7、轉(zhuǎn)動軸10、軸支架11、下模板9、定位塊15、第二螺釘8、第三螺釘 12、第四螺釘13、定位螺釘14、第六螺釘16、螺母18和彈性墊圈20。其中，壓板2為圓環(huán)盤狀，其中部開有錐形孔，錐形孔旁邊開有小孔，用于第一螺 釘4穿過。優(yōu)選的，錐形孔的錐度為5°。如圖2所示。
右壓臂5、左壓臂17上均開有一個軸孔，同時，支撐板6、軸支架11上各自分別開 有2個軸孔和4個螺紋孔。右壓臂5的軸孔同支撐板6的一個軸孔、軸支架11的一個軸孔 處于同一軸線上，左壓臂17的軸孔同支撐板6的另一個軸孔、軸支架11的另一個軸孔處于 同一軸線上，目的是使轉(zhuǎn)動軸10能夠穿過這些軸孔，將左壓臂17、右壓臂5與軸支架11及 支撐板6裝配在一起。此外，所述左壓臂17、右壓臂5在結(jié)構(gòu)上要求具備以下條件圍環(huán)成形部半徑所在 平面要與圓環(huán)直徑的垂線形成15°夾角，目的是在金屬棒料圍環(huán)過程中，不對棒料的伸出 部分造成擠壓，防止棒料報廢。左壓臂17的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其上安裝有定心塊。右壓臂 5結(jié)構(gòu)與左壓臂17的區(qū)別僅在于沒有定心塊。金屬棒料圍環(huán)形成的圓環(huán)直徑大小由左壓臂17、右壓臂5的圍環(huán)成形部的內(nèi)徑， 以及壓軸19的直徑大小決定。上述組成部件之間的連接關(guān)系如下壓軸19安裝在銷軸架3前端的軸孔內(nèi)，壓軸19用于下壓金屬棒料，如圖3所示。 銷軸架3的后端安裝在壓板2的錐形孔內(nèi)，壓板2通過第一螺釘4同上模板1相連接。支撐板6與下模板9之間通過第三螺釘13固連；軸支架11與下模板9之間通過 第四螺釘12固連；限位板7通過第二螺釘8同支撐板6固連；定位塊15通過第六螺釘16 與左壓臂17固連，定位螺釘18旋擰在定位塊15上；左壓臂17、右壓臂5分別通過轉(zhuǎn)動軸 10與軸支架11及支撐板6裝配在一起。彈性墊圈20套在轉(zhuǎn)動軸10的頂端螺絲部位，再用螺母18將轉(zhuǎn)動軸10固定在軸 支架11和支撐板6上。下面以采用上述模具制造鐵路貨運車皮吊門鉤的圓環(huán)端為例，對金屬棒料進行圍 環(huán)成形的方法進行說明。包括以下步驟首先，將本模具的上模板1同外部油壓機的活塞桿固定連接，同時，將下模板9同 外部工作臺的T型孔固定連接。然后，將金屬棒料放在右壓臂5和左壓臂17的型槽上，并將棒料頂端推至左壓臂 17的定位螺釘14處。然后，啟動油壓機，其活塞桿帶動壓軸19向下壓。壓軸19首先接觸金屬棒料，隨 著油壓機推動，壓軸19不斷向下推進壓制金屬棒料，左壓臂17、右壓臂5圍繞各自的轉(zhuǎn)動軸 10轉(zhuǎn)動并逐漸合攏。在此過程中，金屬棒料在左壓臂17、右壓臂5以及壓軸19所形成的型 腔中成形為一個圓環(huán)。當(dāng)金屬棒料形成一個完整的圓環(huán)后，停止壓制，活塞桿帶動壓軸19將金屬棒料向 上抬起，此時，左壓臂17、右壓臂5圍繞均轉(zhuǎn)動軸10反向張開。在上抬過程中，定位塊15提 供一個回頂力，將金屬棒料的伸出部分向回頂。當(dāng)左壓臂17、右壓臂5均恢復(fù)至初始位置 后，即可將成形后的產(chǎn)品取出。優(yōu)選的，為了讓左壓臂17、右壓臂5方便的恢復(fù)到初始位置，可以通過在每個壓臂 上焊接一個配重裝置；也可以采用彈簧將壓臂同支撐架6連接的方式，實現(xiàn)壓臂的快速回 位。
權(quán)利要求
一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具，包括上模板、下模板、中部開有錐形孔的壓板和支撐板，其特征在于，還包括銷軸架、左壓臂、右壓臂、限位板、轉(zhuǎn)動軸、壓軸、軸支架、定位塊和螺母；所述左壓臂、右壓臂上均開有一個軸孔；支撐板、軸支架上各自均開有2個軸孔；所述左壓臂的軸孔同支撐板的一個軸孔、軸支架的一個軸孔處于同一軸線上，所述右壓臂的軸孔同支撐板的另一個軸孔、軸支架的另一個軸孔處于同一軸線上，使轉(zhuǎn)動軸能夠穿過這些軸孔，將左壓臂、右壓臂與軸支架及支撐板裝配在一起；所述左壓臂、右壓臂在結(jié)構(gòu)上要求如下其圍環(huán)成形部半徑所在平面要與圓環(huán)直徑的垂線成15°夾角；上述組成部件之間的連接關(guān)系如下壓軸安裝在銷軸架下端的軸孔內(nèi)，銷軸架的上端安裝在壓板的錐形孔內(nèi)，壓板同上模板相連接；支撐板與下模板之間固連；軸支架與下模板之間固連；限位板同支撐板固連，用于保證左、右壓臂固定在初始位置；定位塊與左壓臂固連，定位塊伸向金屬棒料方向的長度根據(jù)產(chǎn)品外形尺寸規(guī)格要求來確定；左壓臂、右壓臂分別通過轉(zhuǎn)動軸與軸支架及支撐板裝配在一起；用螺母將轉(zhuǎn)動軸固定在軸支架和支撐板上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具，其特征在于，該模具包 括一個彈性墊圈，彈性墊圈套在轉(zhuǎn)動軸的頂端螺絲部位，再用螺母將轉(zhuǎn)動軸固定在軸支架 上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具，其特征在于，該模具包 括一個定位螺釘，定位螺釘旋擰在定位塊上，用于在初始試制時對金屬棒料進行定位。
4.如權(quán)利要求1所述的一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具，其特征在于，在左壓臂、 右壓臂上均裝配有配重裝置。
5.一種采用權(quán)利要求1所述模具將金屬棒料進行圍環(huán)成形的方法，其特征在于包括以 下步驟首先，將金屬棒料放入右壓臂、左壓臂的型槽上，并將其頂端推至左壓臂上的定位塊 處，以避免棒料最終形成的圓環(huán)接觸部位之間的縫隙過大，并且避免擠傷棒料；然后，啟動油壓機，活塞桿帶動壓軸向下壓制金屬棒料，即，壓軸首先接觸金屬棒料，將 金屬棒料不斷向下壓，金屬棒料在左壓臂、右壓臂以及壓軸所構(gòu)成的型腔中逐漸形成一個 圓環(huán)，此過程中，左壓臂、右壓臂均圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動并逐漸合攏；當(dāng)金屬棒料形成一個完整的圓環(huán)狀后，即停止壓制，隨后，活塞桿帶動壓軸，使金屬棒 料的伸出部分向上抬起，此時，左壓臂、右壓臂圍繞均轉(zhuǎn)動軸反向張開；在上抬過程中，通過 定位塊提供一個回頂力，將金屬棒料的伸出部分往頂回；當(dāng)左壓臂、右壓臂均恢復(fù)至初始位 置后，即可將產(chǎn)品取出。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，采用定位螺釘對金屬棒料進行定位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將金屬棒料進行圍環(huán)成形的模具及其使用方法。模具包括上模板、下模板、壓板、銷軸架、左壓臂、右壓臂、支撐板、限位板、轉(zhuǎn)動軸、壓軸、軸支架和定位塊。壓軸安裝在銷軸架前端的軸孔內(nèi)，銷軸架的后端安裝在壓板的錐形孔內(nèi)，壓板同上模板相連接。支撐板與下模板之間固連；軸支架與下模板之間固連；限位板同支撐板固連；定位塊與左壓臂固連；左壓臂、右壓臂分別通過轉(zhuǎn)動軸與軸支架及支撐板裝配在一起。圍環(huán)成形時，左壓臂、右壓臂均圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動并逐漸合攏，金屬棒料在左壓臂和右壓臂所構(gòu)成的型腔中逐漸形成一個圓環(huán)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，操作簡便，改善了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，實現(xiàn)了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化制造，極大的提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B21D37/10GK101875073SQ20101015494
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者寧建強, 李曉峰, 趙大海, 趙禎 申請人:晉西工業(yè)集團有限責(zé)任公司