半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模及其加工方法。采用的技術方案是：硬質合金陰模，由合金芯子、中套和外體構成；合金芯子中心設有通孔Ⅰ，合金芯子插入中套內并與中套過盈配合，然后再整體插入外體內，并與外體過盈配合，外體上設有通孔Ⅱ，通孔Ⅰ與通孔Ⅱ同軸。由合金芯子、中套和外體組合后構成的工作端面為斜面，具有30′-1°向心角。合金芯子的通孔Ⅰ工作面一端具有圓角。采用本發(fā)明的方法加工的硬質合金陰模，加工出的鉚釘產(chǎn)品滿足使用以及設計精度等各種要求。
【專利說明】半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模及其加工方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造屬于模具加工方法領域，具體地涉及一種用于加工半扁圓頭、平錐頭 鉚釘用的硬質合金陰模的加工方法。

【背景技術】
[0002] 鉚釘和螺栓等標準件主要用來緊固零件，因而其用途廣泛，數(shù)量需求量很大，鉚釘 等標準件一般都是在冷鐓機上通過陰模、陽模冷鐓機沖壓而成的，可以實現(xiàn)批量生產(chǎn)，根據(jù) 被加工材料的不同其需要的陰模的外形、材質等也不同。如果是鋼材質的鉚釘需要的陰模 其模芯應為硬質合金，因其擔負著承受金屬變形抗力較大，而普通的鋼芯子陰模一般用來 加工鋁料等材質的鉚釘。通過硬質合金陰模、陽模在冷鐓機上的使用使零件最終達到成型 的重要作用。所以，合金陰模的制造精度和使用壽命對產(chǎn)品的質量、成本有著直接的影響。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種適用于半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模的加 工方法，采用本發(fā)明創(chuàng)造的方法加工的硬質合金陰模，加工出的鉚釘產(chǎn)品滿足使用以及設 計精度等各種要求。
[0004] 本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術方案是：一種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，由合 金芯子、中套和外體構成；合金芯子中心設有通孔I，合金芯子插入中套內并與中套過盈配 合，然后再整體插入外體內，并與外體過盈配合，外體上設有通孔II，通孔I與通孔II同軸。
[0005] 上述的半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，由合金芯子、中套和外體組合后構 成的工作端面為斜面，具有30' -Γ向心角。
[0006] 上述的半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，合金芯子的通孔I工作面一端具 有圓角。
[0007] -種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模的加工方法，步驟如下：
[0008] 1)加工合金芯子
[0009] 1. 1)備料；取中心具有內孔的合金芯子料；
[0010] 1. 2) -次鉗工工序：用兩個頂尖抵住合金芯子的兩端的孔，研中心內孔；
[0011] 1. 3) -次電解磨工序：用電解磨床自帶的頂尖，撥桿，用卡箍裝夾，磨外圓見光；
[0012] 1. 4)線切工序：以外圓找正用夾具裝夾，線切孔，留0. 08-0. 10mm的余量，保持孔 的圓度和圓柱度在Φ 0.02-0. 03mm之內；
[0013] 1. 5)二次鉗工工序：用漲套粗研通孔I，留0. 04mm余量，保證圓柱度在0. 02mm之 內，漲套套在一個帶小錐度的棒上，在研通孔I時，漸進通孔I，隨著長度的深入錐度增加 漲套尺寸漸進漲開實現(xiàn)漲孔；
[0014] 1. 6)三次鉗工工序：采用若干不同直徑尺寸的研磨棒精研通孔I至要求，所述的 研磨棒的長度L5 =所需研磨孔的長度Ll+55mm ;
[0015] 1. 7)二次電解磨工序：用磨床自帶的卡箍裝夾，磨外圓，并磨合金芯子一端，使 合金芯子一端具有長度L2 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸度在 Φ 0. 025mm 之內；
[0016] 1. 8)三次電解磨工序：磨合金芯子兩端，保證平行度在0. 02mm之內并且與孔軸線 的垂直度在Φ 〇.〇3mm之內；
[0017] 1. 9)四次鉗工工序：用油石粗打通孔I工作面一端的圓角的1/2及錐度為5°的 圓錐形一端；
[0018] 2)加工中套
[0019] 2. 1)備料；
[0020] 2. 2) -次車工工序：用車床自帶的三爪卡盤裝夾，車外圓，留0.3-0. 4mm的余量， 內孔按合金芯子外圓留〇. 4-0. 5mm的余量,長度方向上留l-2mm余量；
[0021] 2. 3)熱處理工序：淬回火至HRC53-58 ;
[0022] 2. 4)吹砂工序：吹砂
[0023] 2. 5) -次平磨工序：用平口鉗子裝夾磨出一端基準面；
[0024] 2. 6)內孔磨工序：以平磨磨出的基準面為基準，與合金芯子配磨內孔成對交付；
[0025] 3)合金芯子與中套配合
[0026] 3. 1) -次鉗工工序：中套于450°C中溫鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將合金芯 子壓入中套內孔中；
[0027] 3. 2)車工工序：車去壓合后兩端的多余部分；
[0028] 3.3)外磨工序：以合金芯子的孔為基準，磨中套外圓，并磨中套一端，使中套一端 具有長度L3 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸度在Φ0. 025mm之內；
[0029] 3.4)平磨工序：以磨出的外圓為基準，磨兩端與合金芯子保持齊平，保證兩端的 平行度在〇.〇2mm之內并且與孔軸線的垂直度在Φ 0.03mm之內；
[0030] 3. 5)二次鉗工工序：用油石打圓中套上錐度為5°的圓錐形一端；
[0031] 4)加工外體（3)
[0032] 4. 1)備料；
[0033] 4. 2) -次車工工序，粗車外圓，留2mm余量，按中套外圓粗車內孔留2mm余量，長度 加長5mm，其余不加工；
[0034] 4. 3)熱處理工序：對外體進行調質HRC37-41 ;
[0035] 4. 4)吹砂工序：吹砂；
[0036] 4. 5)二次車工工序：精車內孔，內孔直徑與中套外徑配合留0. 09-0. 11mm余量，內 孔的口端與底端保證垂直于孔軸線的垂直度在Φ0. 015mm之內，其余不車；
[0037] 4. 6)平磨工序：上平口鉗子磨尾端與口端，保證平行度在0.015mm之內；
[0038] 5)中套⑵與外體⑶的配合
[0039] 5. 1) -次鉗工工序：將外體置于450°C鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將中套壓 入外體至外體底部；
[0040] 5.2) -次車工工序：用車床自帶的夾具以通孔I中心為基準，鉆鉸通孔II， 留0. 01-0. 04mm余量，通孔I和通孔II同軸，車外圓至要求，保證與通孔I的同軸度在 Φ0. 05mm內，車兩端面長，留磨量0. 2-0. 3mm余量；
[0041] 5. 3) -次鉗工工序：采用若干不同尺寸的研磨棒精研通孔II至要求；
[0042] 5. 4)凹心磨：磨由合金芯子（1)、中套⑵和外體（3)組合后構成的工作端面（6)， 磨工作端面的向心角為30' -Γ ;
[0043] 5. 5)平磨工序：平磨尾端保證平行并與孔軸線的垂直度在Φ0. 03mm內，保持長度 方向至尺寸；
[0044] 5. 6)二次鉗工工序：用油石研磨拋光通孔I工作面一端的圓角及工作端面向心 角至要求。
[0045] 本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是：本發(fā)明創(chuàng)造采用硬質合金作為芯子，使得陰模冷鐓模 在承受沖擊或強沖擊的耐磨工作條件下，有較好的抗沖擊韌性，斷裂韌性，疲勞強度以及良 好的耐磨性。本發(fā)明創(chuàng)造的工作端面具有向心角（一般為30'?Γ )，而該向心角可以在 冷鐓加工時，使工件（一般為鋼絲）被沖壓的更徹底，保證加工出的鉚釘端面更加齊平。本 發(fā)明創(chuàng)造工作端面的通孔I上制有圓角，使產(chǎn)品滿足使用以及設計精度等各種要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1是一種半扁圓頭鉚釘?shù)慕Y構示意圖。
[0047] 圖2是半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模的結構示意圖。
[0048] 圖3是合金芯子加工示意圖。
[0049] 圖4是中套加工示意圖。
[0050] 圖5是合金芯子和中套壓芯后結構不意圖。
[0051] 圖6是外體加工示意圖。
[0052] 圖7是漲套的使用示意圖。
[0053] 圖8是孔用研磨棒的外形示意圖。
[0054] 圖9是鉚釘加工過程的示意圖（加工前）。
[0055] 圖10是鉚釘加工過程的示意圖（加工后）。

【具體實施方式】
[0056] 實施例1 一種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模
[0057] 如圖2所示，一種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模：由合金芯子（1)、中套 ⑵和外體（3)構成。
[0058] 合金芯子（1)中心設有通孔I (4)，合金芯子（1)插入中套⑵內并與中套⑵過 盈配合，然后再整體插入外體（3)內，并與外體（3)過盈配合，外體（3)上設有通孔II (5)， 通孔I (4)與通孔II (5)同軸。
[0059] 由合金芯子（1)、中套（2)和外體（3)組合后構成的工作端面（6)為斜面，具有 30' -Γ向心角。
[0060] 合金芯子（1)的通孔I (4)工作面一端具有圓角。
[0061] 實施例2 -種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模的加工方法
[0062] 加工實施例1的硬質合金陰模的方法。合金芯子的材質為YG20或者YG25硬質合 金，中套的材質為T8A，外體的材質為30CrMnSiA。加工方法如下：
[0063] 1)如圖3所示，加工合金芯子（1)
[0064] 1. 1)備料；取中心具有內孔（一般為Φ 1)的合金芯子料，材質完好，無裂紋，無砂 眼；
[0065] 1. 2) -次鉗工工序：用兩個頂尖抵住合金芯子的兩端的孔，目的是去一下雜質， 研中心內孔；
[0066] 1. 3) -次電解磨工序：用電解磨床自帶的頂尖，撥桿，用卡箍夾裝夾，磨外圓見 光；電解磨床是專門磨合金的磨床，用的是金剛石砂輪1A1/T2 ;
[0067] 1.4)線切工序：以外圓找正用專用的夾具裝夾，線切孔，留0.08-0. 10mm的余量， 保持孔的圓度和圓柱度在Φ 0.02-0. 03mm之內；
[0068] 1. 5)二次鉗工工序：用如圖7所示的漲套粗研通孔I (4)，留0. 04mm余量，保證圓 柱度在0.02mm之內，漲套（7)套在一個帶小錐度的棒（8)上，在研通孔I時，漸進通孔I， 隨著長度的深入錐度增加漲套尺寸漸進漲開實現(xiàn)漲孔；
[0069] 1. 6)三次鉗工工序：精研通孔I (4)至要求，在專門研磨用的立式機床，手拿合金 芯子，用最小尺寸的孔用研磨棒（如圖8所示）裝夾在立式研磨床上，工作時，研磨棒蘸研 磨膏接觸芯子內孔，隨著尺寸增大，更換研磨棒，追著研磨棒尺寸的遞進到最終尺寸達到研 磨孔到設計尺寸的目的，研磨完成。研磨棒的長度L5 =所需研磨孔的長度Ll+55mm(夾量 和研磨棒運動時的活動區(qū)域）；
[0070] 1. 7)二次電解磨工序：用磨床自帶的卡箍裝夾，磨外圓（直徑D1)，并磨合金芯子 一端，使合金芯子一端具有長度L2 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸 度在Φ 0.025mm之內；
[0071] 1. 8)三次電解磨工序：磨合金芯子兩端，保證平行度在0. 02mm之內并且與孔軸線 的垂直度在Φ 〇.〇3mm之內；
[0072] 1. 9)四次鉗工工序：用油石粗打通孔I工作面一端的圓角（R)的1/2及錐度為 5°的圓錐形一端（5°尾角）；
[0073] 2)如圖4所示，加工中套（2)
[0074] 2. 1)備料：剪切下料；材質完好，無裂紋，無砂眼；
[0075] 2. 2) -次車工工序：用車床自帶的三爪卡盤裝夾，車外圓（直徑D2)，留 0.3-0. 4mm的余量，內孔按合金芯子外圓（直徑D1)留0.4-0. 5mm的余量，長度方向上留 l-2mm余量；
[0076] 2. 3)熱處理工序：淬回火至HRC53-58 ;
[0077] 2. 4)吹砂工序：吹砂
[0078] 2. 5) -次平磨工序：用平口鉗子裝夾磨出一端基準面；
[0079] 2. 6)內孔磨工序：以平磨磨出的基準面為基準，與合金芯子配磨內孔成對交付；
[0080] 3)如圖5所示，合金芯子⑴與中套⑵配合
[0081] 3. 1) -次鉗工工序：中套于450°C中溫鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將合金芯 子壓入中套內孔中；
[0082] 3. 2)車工工序：車去壓合后兩端的多余部分；
[0083] 3.3)外磨工序：以合金芯子的孔為基準，磨中套外圓（直徑D2)，并磨中套一端， 使中套一端具有長度L3 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸度在 Φ 0. 025mm 之內；
[0084] 3.4)平磨工序：以磨出的外圓為基準，磨兩端與合金芯子保持齊平，保證兩端的 平行度在〇.〇2mm之內并且與孔軸線的垂直度在Φ 0.03mm之內；
[0085] 3. 5)二次鉗工工序：用油石打圓中套上錐度為5°的圓錐形一端（5°尾角）；
[0086] 4)如圖6所示，加工外體（3)
[0087] 4. 1)備料：鋸切下料；材料完好無破損裂紋；
[0088] 4.2) -次車工工序，粗車外圓（直徑D0)，留2mm余量，按中套外圓（直徑D2)粗 車內孔留2mm余量，長度加長5mm，其余不加工；
[0089] 4. 3)熱處理工序：對外體進行調質HRC37-41，調質是淬火加高溫回火的雙重熱處 理。高溫回火的目的是消除淬火產(chǎn)生的內應力，以取得預期的力學性能。調質可以使鋼的 性能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能；
[0090] 4. 4)吹砂工序：吹砂；
[0091] 4.5)二次車工工序：精車內孔（直徑D2)，內孔直徑與中套外徑配合留 0. 09-0. 11mm余量，內孔的口端與底端保證垂直于孔軸線的垂直度在Φ 0. 015mm之內，其余 不車；
[0092] 4. 6)平磨工序：上平口鉗子磨尾端與口端，保證平行度在0.015mm之內；
[0093] 5)最后的配合
[0094] 5. 1) -次鉗工工序：將外體置于450°C鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將中套壓 入外體至外體底部；
[0095] 5.2) -次車工工序：用車床自帶的夾具以通孔I中心為基準，鉆鉸通孔II， 留0. 01-0. 04mm余量，通孔I和通孔II同軸，車外圓至要求，保證與通孔I的同軸度在 Φ0. 05mm內，車兩端面長，留磨量0. 2-0. 3mm余量；
[0096] 5. 3) -次鉗工工序：采用如圖8所示的，若干不同尺寸的研磨棒精研通孔II至要 求；
[0097] 5. 4)凹心磨：磨由合金芯子（1)、中套（2)和外體（3)組合后構成的工作端面（6)， 磨工作端面的向心角為30' -Γ，保證與孔軸線的跳動在Φ0. 05mm之內；
[0098] 5. 5)平磨工序：平磨尾端保證平行并與孔軸線的垂直度在0. 03mm內，保持長度方 向至尺寸；
[0099] 5. 6)二次鉗工工序：用油石研磨拋光通孔I工作面一端的圓角及工作端面向心 角至要求。
[0100] 工作過程如下：如圖9所示，加工時，將鋼絲（9)放入陰模的通孔中，陰模與陽模 (10)配合，在冷鐓機上通過陰模、陽模冷鐓機沖壓，沖壓后如圖10所示，完成如圖1所示的 鉚釘?shù)募庸ぁ?br> 【權利要求】
1. 一種半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，其特征在于：由合金芯子（1)、中套（2) 和外體（3)構成；合金芯子（1)中心設有通孔I (4)，合金芯子（1)插入中套（2)內并與中 套（2)過盈配合，然后再整體插入外體（3)內，并與外體（3)過盈配合，外體（3)上設有通 孔II (5)，通孔I (4)與通孔II (5)同軸。
2. 如權利要求1所述的半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，其特征在于：由合金芯 子（1)、中套⑵和外體⑶組合后構成的工作端面（6)為斜面，具有30' -Γ向心角。
3. 如權利要求2所述的半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模，其特征在于：合金芯子 (1)的通孔I (4)工作面一端具有圓角（R)。
4. 一種權利要求3所述的半扁圓頭、平錐頭鉚釘用硬質合金陰模的加工方法，其特征 在于：步驟如下： 1) 加工合金芯子（1) 1. 1)備料；取中心具有內孔的合金芯子料； 1. 2) -次鉗工工序：用兩個頂尖抵住合金芯子兩端的孔，研中心內孔； 1.3) -次電解磨工序：用電解磨床自帶的頂尖，撥桿，用卡箍裝夾，磨外圓見光； 1. 4)線切工序：以外圓找正用夾具裝夾，線切孔，留0. 08-0. 10_的余量，保持孔的圓 度和圓柱度在Φ 0.02-0. 03mm之內； 1. 5)二次鉗工工序：用漲套粗研通孔I (4)，留0. 04mm余量，保證圓柱度在0. 02mm之 內，漲套套在一個帶小錐度的棒上，在研通孔I時，漸進通孔I，隨著長度的深入錐度增加 漲套尺寸漸進漲開實現(xiàn)漲孔； 1. 6)三次鉗工工序：采用研磨棒精研通孔I至要求，所述的研磨棒的長度L5 =所需研 磨孔的長度Ll+55mm ; 1.7) 二次電解磨工序：用磨床自帶的卡箍裝夾，磨外圓，并磨合金芯子一端，使合 金芯子一端具有長度L2 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸度在 Φ 0. 025mm 之內； 1.8) 三次電解磨工序：磨合金芯子兩端，保證平行度在0.02mm之內并且與孔軸線的垂 直度在Φ0. 03mm之內； 1. 9)四次鉗工工序：用油石粗打通孔I工作面一端的圓角的1/2及錐度為5°的圓錐 形一端； 2) 加工中套（2) 2. 1)備料； 2. 2) -次車工工序：用車床自帶的三爪卡盤裝夾，車外圓，留0. 3-0. 4mm的余量，內孔 按合金芯子外圓留0. 4-0. 5mm的余量，長度方向上留l-2mm余量； 2. 3)熱處理工序：淬回火至HRC53-58 ; 2. 4)吹砂工序：吹砂 2. 5) -次平磨工序：用平口鉗子裝夾磨出一端基準面； 2. 6)內孔磨工序：以平磨磨出的基準面為基準，與合金芯子配磨內孔成對交付； 3) 合金芯子（1)與中套（2)配合 3. 1) -次鉗工工序：中套于450°C中溫鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將合金芯子 (1)壓入中套內孔中； 3. 2)車工工序：車去壓合后兩端的多余部分； 3.3)外磨工序：以合金芯子的孔為基準，磨中套外圓，并磨中套一端，使中套一端具有 長度L3 = 5mm且錐度為5°的圓錐形，同時保證與通孔I的同軸度在Φ 0.025mm之內； 3. 4)平磨工序：以磨出的外圓為基準，磨兩端與合金芯子保持齊平，保證兩端的平行 度在0.02mm之內并且與孔軸線的垂直度在Φ 0.03mm之內； 3. 5)二次鉗工工序：用油石打圓中套上錐度為5°的圓錐形一端； 4) 加工外體（3) 4. 1)備料； 4. 2) -次車工工序，粗車外圓，留2mm余量，按中套外圓粗車內孔留2mm余量，長度加長 5mm，其余不加工； 4. 3)熱處理工序：對外體進行調質HRC37-41 ; 4. 4)吹砂工序：吹砂； 4. 5)二次車工工序：精車內孔，內孔直徑與中套外徑配合留0. 09-0. 11mm余量，內孔的 口端與底端保證垂直于孔軸線的垂直度在Φ0. 〇15mm之內，其余不車； 4.6)平磨工序：上平口鉗子磨尾端與口端，保證平行度在0.015mm之內； 5) 中套⑵與外體（3)的配合 5. 1) -次鉗工工序：將外體置于450°C鹽爐中保溫30分鐘后取出，迅速將中套壓入外 體至外體底部； 5.2) -次車工工序：用車床自帶的夾具以通孔I中心為基準，鉆鉸通孔II，留 0. 01-0. 04mm余量，通孔I和通孔II同軸，車外圓至要求，保證與通孔I的同軸度在 Φ0. 05mm內，車兩端面長，留磨量0. 2-0. 3mm余量； 5. 3) -次鉗工工序：采用研磨棒精研通孔II至要求； 5. 4)凹心磨：磨由合金芯子（1)、中套⑵和外體（3)組合后構成的工作端面（6)，磨 工作端面的向心角為30' -Γ ; 5. 5)平磨工序：平磨尾端保證平行并與孔軸線的垂直度在Φ0. 03mm內，保持長度方向 至尺寸； 5. 6)二次鉗工工序：用油石研磨拋光通孔I工作面一端的圓角及工作端面向心角至 要求。
【文檔編號】B21J13/02GK104057007SQ201410268428
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權日:2014年6月16日
【發(fā)明者】張筠, 江秋林, 李春柏, 佟丹 申請人:沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司