阅读说明：本技术 一种冷镦旋转模 (Cold heading rotary die ) 是由 李志强 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及冷镦模技术领域,更具体地,本发明涉及一种冷镦旋转模,其包括模体1,所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2,模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1、n个孔道B3-2和孔道C 3-3,孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°,其中n为任意自然数。所述的冷镦旋转模能够实现剪料的旋转,方便后续的剪料的成型加工；选择DC53作为模体的材质,使之具有优异的硬度和韧性,延长了冷镦旋转模的使用寿命；同时,该设计思路巧妙,结构简单,操作方便。(The invention relates to the technical field of cold heading dies, in particular to a cold heading rotary die which comprises a die body 1, wherein a die cavity 2 is arranged at the center of the top of the die body 1, and a first pore passage 3 penetrating through the die body 1 is arranged in the die cavity 2; the first pore passage 3 comprises a pore passage A3-1, n pore passages B3-2 and a pore passage C3-3 which are sequentially and continuously connected, the projection of the starting point of the pore passage A3-1 on the bottom of the die body 1 and the end point of the pore passage C3-3 form a central angle of a corresponding arc which takes the center of the bottom of the die body 1 as the center of a circle as 90 degrees, wherein n is any natural number. The cold heading rotary die can realize the rotation of the cut material, and the subsequent forming processing of the cut material is convenient; the DC53 is selected as the material of the die body, so that the die body has excellent hardness and toughness, and the service life of the cold heading rotary die is prolonged; meanwhile, the design idea is ingenious, the structure is simple, and the operation is convenient.)

一种冷镦旋转模

技术领域

本发明涉及冷镦模技术领域，更具体地，本发明涉及一种冷镦旋转模。

背景技术

冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦粗成型的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部，可以减少或代替切削加工。锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80～90％。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多工位、自动化生产。棒料由送料机构自动送进一定深度，切断机构将其切断成坯料，然后由夹钳传送机构依次送至聚积压型和冲孔工位进行冷镦成型。冷镦的主要优点：冷镦可加工成适用较小的荷载和较短的跨度。通过冷镦加工可以经济地得到不同寻常的截面形状，获得令人满意的强度重量比。考虑包装和运输的紧密型，可生产可嵌套的截面。环境重力作用下无伸缩形变的影响。冷镦旋转模是在冷镦机上使坯料切断、预成型、成型为冷成型件的模具。

然而，常规冷镦多工位机器，对剪料结构部分，分为竖切和横切。剪料结果直接影响后续连续生产的产品质量。从冷镦技术上考虑，剪切撕裂行程越短，剪料质量越高，从而更好保证产品质量和后续多工位生产。但是，由于机台剪料结构的不同，通过购买机台来寻求合适剪切效果成本极高，且无法修改机台剪切结构。因此，通过模具结构的创新发明来解决机台剪料结构的不足是最优化且最经济的实施措施。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种冷镦旋转模，其包括模体1，所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1、n个孔道B 3-2和孔道C 3-3，孔道A3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°，其中n为任意自然数。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模腔2的横截面由多个交替分布的弧A2-1和弧B 2-2构成，所述弧A 2-1和弧B 2-2平滑连接。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述弧A 2-1和弧B 2-2外切。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模体1外侧设置有对称的第一开口槽6和第二开口槽7，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模腔2内部还设置有第二孔道4。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2；所述第一模体1-1和第二模体1-2一体连接。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模体1顶部边缘设置有倒角5。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述冷镦旋转模的材质为模具钢。

作为本发明的一种优选地技术方案，所述模具钢包括以下成分：0.9～1.1wt％碳、0.8～1wt％硅、0.3～0.35wt％锰、7～9wt％铬、1.5～2.2wt％钼、0.2～0.3wt％钒、0.006～0.008wt％磷，余量为铁。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供的冷镦旋转模能够实现剪料的旋转，方便后续的剪料的成型加工；选择DC53作为模体的材质，使之具有优异的硬度和韧性，延长了冷镦旋转模的使用寿命；同时，该设计思路巧妙，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明冷镦旋转模纵截面的结构示意图；

图2为本发明冷镦旋转模横截面的结构示意图；

其中，1-模体；2-模腔；3-第一孔道；4-第二孔道；5-倒角；6-第一开口槽；7-第二开口槽；1-1-第一模体；1-2-第二模体；2-1-弧A；2-2-弧B；3-1-孔道A；3-2-孔道B；3-3-孔道C

具体实施方式

除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

本发明提供了一种冷镦旋转模，如图1所示，其包括模体1，所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1、n个孔道B 3-2和孔道C 3-3，孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°，其中n为任意自然数。

所述模体1的形状不作特别限定，本领域技术人员根据需要可作常规选择。

优选地，所述模体1的形状为圆柱形。

本发明所述孔道A 3-1、孔道B 3-2和孔道C 3-3的轨迹形状不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择，只要最终得到孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°即可。

本申请人意外地发现当孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°时剪料结果的质量较高，本申请认为可能的原因是当孔道A3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°时剪料可以在在模腔内部进行旋转，且旋转角度恰好为90°，使得剪料剪切撕裂行程较短，避免了传统冷镦多工位机器，对剪料的横切和竖切，从而提高了剪料结果的质量。

在一种实施方式中，如图2所示，所述模腔2的横截面由多个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，所述弧A2-1和弧B 2-2平滑连接。

优选地，所述弧A 2-1和弧B 2-2外切；更优选地，所述弧A 2-1和弧B 2-2开口方向相反。

本发明所述弧A 2-1和弧B 2-2的个数不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择。

本申请人意外地发现当模腔2的横截面由多个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，所述弧A 2-1和弧B 2-2外切，且弧A 2-1和弧B 2-2开口方向相反时，得到剪料结果的质量较高，并且利于剪料的加工，本申请人认为可能的原因是弧A 2-1和弧B 2-2外切且开口方向相反，并且其连续交替分布，使得剪料在进入模体1中时，其摩擦力迅速降低，同时剪料受到的剪切应力降低，剪料能够平滑稳定地进行加工。此外，该模腔2的横截面设计，使得模腔与剪料接触，直接参与变形的过程，在进行剪料加工的过程中冷镦旋转模在静态高压强烈冲击作用下，模腔产生的应力产生了复杂的抗涨，使之剪料顺利进行加工。

在一种实施方式中，所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2；所述模体1-1和模体1-2一体连接。

优选地，所述第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

在使用本发明旋转模时，将该旋转模放置于外壳中。

本发明第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径保证了该旋转模与外壳紧固连接，旋转模在轴向方向上移动而不脱落。

在一种实施方式中，所述模体1外侧设置有第一开口槽6和第二开口槽7。

优选地，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

本发明第一开口槽6和第二开口槽7进一步保证了该旋转模在使用过程中的紧密固定。

在一种实施方式中，所述模腔2内部还设置有第二孔道4。

本发明孔道4保证了该旋转模在使用过程中进出主模。

在一种实施方式中，所述模体1顶部边缘设置有倒角5。

在一种实施方式中，所述冷镦旋转模的材质为模具钢。

模具钢是用来制造冷冲模、热锻模、压铸模等模具的钢种。模具是机械制造、无线电仪表、电机、电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本，而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。

优选地，所述模具钢包括以下成分：0.9～1.1wt％碳、0.8～1wt％硅、0.3～0.35wt％锰、7～9wt％铬、1.5～2.2wt％钼、0.2～0.3wt％钒、0.006～0.008wt％磷，余量为铁；更优选地，所述模具钢包括以下成分：1.0wt％碳、0.91wt％硅、0.32wt％锰、8wt％铬、2wt％钼、0.28wt％钒、0.007wt％磷，余量为铁。

本发明所述模具钢为DC53。

本申请人意外地发现当使用的模具钢包含以下成分：0.9～1.1wt％碳、0.8～1wt％硅、0.3～0.35wt％锰、7～9wt％铬、1.5～2.2wt％钼、0.2～0.3wt％钒、0.006～0.008wt％磷，余量为铁，尤其是模具钢为DC53时，所得到的冷镦旋转模的使用寿命较长，本申请认为可能的原因是DC53制成的冷镦旋转模的表面具有较高的硬度，同时满足其模腔具有良好的韧性，其表面材料的致密度高，且无砂眼、无气孔，具有高强度和高耐冲击性能，具有一定的压应力，其可以抵消在冷镦过程中承受的应力。

本发明所述冷镦旋转模的制备方法本领域技术人员可作常规选择。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例

实施例1

本发明的实施例1提供了一种冷镦旋转模，如图1所示，其包括圆柱形模体1，其顶部边缘设置有倒角5；所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3和第二孔道4；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1、1个孔道B 3-2和孔道C 3-3，孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°；所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2，其之间一体连接，且第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

如图2所示，所述模腔2的横截面分别由4个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，其之间平滑连接，且弧A 2-1和弧B 2-2外切，开口方向相反；所述模体1外侧设置有第一开口槽6和第二开口槽7，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

所述冷镦旋转模的材质为DC503。

实施例2

本发明的实施例2提供了一种冷镦旋转模，其包括圆柱形模体1，其顶部边缘设置有倒角5；所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3和第二孔道4；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1和孔道C 3-3，孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°，所述孔道A 3-1和孔道C 3-3分别为弧形；所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2，其之间一体连接，且第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

所述模腔2的横截面分别由4个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，其之间平滑连接，且弧A 2-1和弧B 2-2外切，开口方向相反；所述模体1外侧设置有第一开口槽6和第二开口槽7，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

所述冷镦旋转模的材质为DC503。

实施例3

本发明的实施例3提供了一种冷镦旋转模，其包括圆柱形模体1，其顶部边缘设置有倒角5；所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3和第二孔道4；所述第一孔道3与模体1的垂直中心轴线平行；所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2，其之间一体连接，且第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

所述模腔2的横截面分别由4个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，其之间平滑连接，且弧A 2-1和弧B 2-2外切，开口方向相反；所述模体1外侧设置有第一开口槽6和第二开口槽7，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

所述冷镦旋转模的材质为DC503。

实施例4

本发明的实施例4提供了一种冷镦旋转模，其包括圆柱形模体1，其顶部边缘设置有倒角5；所述模体1顶部的中心位置设置有模腔2，模腔2内部设置有贯穿模体1的第一孔道3和第二孔道4；所述第一孔道3包括依次连续连接的孔道A 3-1、1个孔道B 3-2和孔道C 3-3，孔道A 3-1起点在模体1底部的投影与孔道C 3-3的终点形成的以模体1底部中心为圆心的所对应弧的圆心角为90°；所述模体1包括第一模体1-1和第二模体1-2，其之间一体连接，且第一模体1-1的直径大于第二模体1-2的直径。

所述模腔2的横截面分别由4个交替分布的弧A 2-1和弧B 2-2构成，其之间平滑连接，且弧A 2-1和弧B 2-2外切，开口方向相同；所述模体1外侧设置有第一开口槽6和第二开口槽7，所述第一开口槽6和第二开口槽7关于模体1垂直中心轴线对称。

所述冷镦旋转模的材质为DC503。

实施例5

本发明的实施例5提供了一种冷镦旋转模，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述冷镦旋转模的材质为SKD11。

性能评估

1.剪料的加工质量：在对剪料进行加工的过程中分别使用实施例1～5得到的冷镦旋转模来弥补机器本身对剪料带来的不足，其中，在对剪料加工的过程中优化剪料形式，最后对剪料加工质量进行评价，评价标准为A级：剪料结果质量很好，无瑕疵；B级：剪料结果质量较好，瑕疵数在1～5；C级：剪料结果质量较差。

2.使用寿命：连续使用实施例1～5得到的冷镦旋转模1年，对其磨损情况进行评价，评价标准为：A级：无磨损；B级：磨损较小，冷镦旋转模还可以正常使用；C级：磨损较大，无法正常使用。

表1

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上发明所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。