1.本发明涉及精密件挤压加工技术领域,种引作方具体为一种引信体的信体效冷高效冷挤压成型工艺。
背景技术:
2.引信是高的制一种可靠度要求极高的集成化的信息系统,其中包括如附图1中所示的挤压微小型引信体。此类引信体一般采用冷镦挤压工艺加工生产,成型在加工时需要进行制坯、工艺挤形和挤齿等工序,种引作方将引信体加工成最终所需的信体效冷形状和尺寸。
3.现有技术中公开号为cn109773432a的高的制中国专利提供了多工位冷挤压齿轴成形工艺,金属棒材通过自动锯切机断料,挤压断料表面抛丸处理;断料加热挤压制坯、成型退火;制坯表面抛丸、工艺磷皂化处理;齿部冷挤压成形;花键冷挤压成形、种引作方齿部精整;切削表面、信体效冷热处理及后续加工等工序,高的制能够挤压出精度高、强度高的齿轴。
4.但是上述现有技术应用在引信体的加工中存在如下问题:1.加工步骤复杂繁多,在加工过程中需要进行去毛刺和去氧化皮等工序,降低了加工生产的效率;2.前续加工精度较低,需要后续校准精加工,增加了生产成本,降低了加工生产的效率。
技术实现要素:
5.本发明提供一种引信体的高效冷挤压成型工艺,用于解决现有技术在加工具有齿状的小型引信体时工艺步骤复杂、前续加工精度较低,从而造成加工效率较低、生产成本较高的技术问题。
6.本发明提供一种引信体的高效冷挤压成型工艺,包括以下工序:
7.s1、将圆柱卷料钢丝用自动送料装置送到压力机上,在压力机上剪切成圆柱形节料;
8.s2、圆柱形节料被自动送到级进模具的挤压模内进行挤压镦平,挤压镦平后形成两端齐整的棒状节料;
9.s3、棒状节料被自动送至级进模的挤形模内进行多级挤形,最后形成具有帽状头部、中径段和小径段的引信体节料;所述帽状头部与中径段之间设有倒角,所述中径段与小径段之间设有倒角;
10.s4、引信体结构被自动送入挤齿模中,在挤齿模中将中径段加工成齿形,形成最终的引信体;
11.s5、所有工序加工完成后,对引信体进行清洗和质检。
12.本发明的有益效果:
13.本技术发明人在实际生产和研究中发现,由于引信体体积较小,加工精度要求高并且需要具备一定的外型加工要求,因此在使用挤压工艺生产时所需工序多且较难保证生产精度的合格率,非常影响企业生产效率。其中在挤压工艺中耗时较多的工艺就是在锯切下料后需要车削外圆和端面去除毛刺等,造成没法连续生产。同时,本技术人还发现在挤形
和挤齿加工过程中如果只针对引信体端面进行挤压加工,则会导致加工的引信体精度较差。以上原因造成了现有引信体加工时生产效率低、加工精度差和生产成本高的问题。
14.1.本技术在锯切下料后对节料进行了两端镦平的加工,镦平中可以将节料两端多余的角料去除,同时在后续加工中避免了端面受力不均匀而产生毛刺,因此可以保证本工序可以连续生产且产品的合格率及生产精度较高。
15.2.本技术在挤形阶段依次形成不同直径的径段,同时在不同径段间加工有倒角,降低了引信体加工表面的应力集中,防止了引信体在连续挤形中发生较大程度的形变,造成加工精度下降。同时采用多级挤形的方式能够使节料的直径尺寸逐渐变大,不会在一开始就将模具充满,有利于脱模和成型。
16.3.本发明采用级进模冷挤压成型,由自动送料装置送料,精密挤形,精密挤齿成型工序组成,整个生产过程中无任何机加工切削工序,完全采用连续挤压方式成型,挤压出的产品形状与尺寸完全达到成品图规定的精度与尺寸要求,该工艺技术方法加工工序道次少,加工时间短,材料利用率高,加工效率可达70件/min,加工成本为0.4元/件。相比于现有技术进行紧密加工时加工效率15件/min、加工成本2.2元每件,大大减少了生产成本和生产时间。同时本技术工艺生产产品精度高,能够将生产批次尺寸直径精度控制到0.01mm,批次产品质检合格率能达到99%以上。
17.进一步,所述s1中圆柱卷料钢丝型号为20a型钢。
18.本技术中,20a型钢相较于引信体中较常用的铝制件具有更强的冷锻性能,使用挤压工艺生产不易发生较大程度的形变。同时,相比于其他小型件制造材料如35型、40型钢,20a型钢具有较大的屈服强度和拉伸强度,更加适用于引信体的挤压生产。
19.进一步,所述s1中节料长度为16-16.2mm,直径为3.5
±
0.01mm。
20.本技术中,在s1中将节料长度控制在一定范围不会造成原料浪费,且能节省削料等程序步骤,提高了加工效率。同时,将直径控制在略小于级进模具尺寸,便于加料在加工过程中被夹持移动。
21.进一步,所述s2、s3和s4中均使用水冷冲洗,水冷温度为40℃。
22.本技术中,使用水冷冲洗模具和引信体能够使引信体在加工中不会由于连续受热导致材料温度升高造成引信体在加工中发生膨胀形变,加工完成后由于冷却又发生冷缩形变,降低产品的生产精度。
23.进一步,所述s2、s3和s4中,凸模的作用压力为38-42ton。
24.本技术中,凸模的作用压力决定本技术挤压锻造的成型精度和加工质量。凸模作用压力较大,则会造成生产型材加工过度,形成毛刺或精度控制较差。凸模作用压力过小,则引信体加工不完全。本技术中凸模压力配合节料的直径,使节料在加工时产品压力处于合理范围内,保证了加工的精度。
25.进一步,所述工序s3中多级挤形包括一级挤形、二级挤形和三级挤形,一级挤形形成一级台阶状节料;二级挤形形成二级台阶状节料;三级挤形形成引信体节料。
26.本技术中,采用多级挤形能够更好的控制生产的精度。同时,本技术中引信体属于大头细杆类型零件,多级挤形可以防止引信体的头部边缘出现裂纹。
27.进一步,所述一级台阶状节料包括一级大径段和一级小径段,一级大径段直径为3.6
±
0.01mm,长度为9
±
0.01mm;一级小径段直径为3.55
±
0.01mm,长度为7
±
0.01mm;一级
大径段和一级小径段之间设有一级倒角,一级倒角的度数为45
°
。
28.本技术中,一级台阶状节料的加工主要形成一级小径段,并形成一级倒角。一级倒角能够减少节料在后续加工过程中产生应力集中,有效的提高了加工精度。
29.进一步,所述二级台阶状节料包括二级大径段、二级中径段和二级小径段,二级大径段的直径为3.70
±
0.01mm,长度为8
±
0.01mm;二级中径段的直径为3.60
±
0.01mm,长度为4.80
±
0.01mm;二级小径段的直径为2.90
±
0.01mm,长度为3.10
±
0.01mm;二级小径段和二级中径段形成有二级倒角,二级倒角的度数为45
°
。
30.本技术中,二级台阶状节料的加工主要形成了二级小径段和二级倒角,采用两级倒角设置保证了本技术引信体在挤压过程中的受力情况,使引信体在加工过程中不会出现较大程度的应力集中而发生形变,导致加工精度变差。
31.进一步,所述引信体节料包括帽状头部、引信体大径段和引信体小径段,帽状头部的高度为3.7
±
0.01mm,宽度为6.4
±
0.01mm,引信体大径段的直径为3.65
±
0.01mm,长度为4.8
±
0.01mm;引信体小径段的直径为2.95
±
0.01mm,长度为2.8
±
0.01mm。
32.本技术中,引信体节料加工主要形成了帽状头部,同时将引信体大径段和引信体小径段的直径进一步扩大,为后续加工成合尺寸的引信体打下基础。
33.进一步,所述s4中引信体包括帽状头部、齿状径段和小径段,其中齿状径段的直径为3.70
±
0.01mm,长度为4.8
±
0.01mm;小径段的直径为3.00
±
0.01mm,长度为2.5
±
0.01mm。
34.本技术中,s4主要用于将引信体节料的大径段加工出齿形,使其最终形成引信体的结构和尺寸。
附图说明
35.图1为本发明中引信体加工过程示意图;
36.图2为本发明级进模中凸模的结构示意图;
37.图3为图2中凸模的剖面图;
38.图4为本发明级进模中凹模的结构示意图。
具体实施方式
39.下面通过具体实施方式进一步详细说明:
40.说明书附图中的标记包括:模座1、凸模固定板2、凹模固定板3、凸模固定夹4、凹模上盖5、棒状节料6、一级台阶状节料7、二级台阶状节料8、引信体节料9、引信体10、挤压凸模21、一级挤形凸模22、二级挤形凸模23、三级挤形凸模24、挤齿凸模25、挤压凹模31、一级挤形凹模32、二级挤形凹模33、三级挤形凹模34、挤齿凹模35。
41.实施例
42.参考附图1-4所示,本发明提供一种引信体的高效冷挤压成型设备,包括级进模和其配套的压力机。其中级进模的结构示意图如附图2-3所示,包括模座1、凸模固定板2、凹模固定板3、凸模和与凸模相对应的凹模。凸模固定板2和凹模固定板3均通过螺栓固定连接在模座1上。凸模固定板2上设有凸模固定夹4,凸模固定夹4一端设有螺纹,可以与凸模固定板2螺纹连接。另一端设有夹手,用于夹持固定凸模。凹模固定板3上螺纹连接设有凹模上盖5,
凹模固定在凹模上盖5上。
43.凸模包括依次设置的挤压凸模21、挤形凸模和挤齿凸模25。如附图3所示,凸模一端被凸模固定夹4夹持,另一端伸出凸模固定夹4,用于伸入凹模中挤压节料将节料加工成相应的形状。
44.其中挤压凸模21伸出凸模固定夹4一端包括挤压凸模大径段和挤压凸模锥段;挤压凸模锥段的端部为平面,且该端面直径为3.5mm。挤压凸模锥段的圆锥角度为22
°
。本实施例中设置挤压凸模锥段能够将节料两端镦平。
45.挤形凸模包括一级挤形凸模22、二级挤形凸模23和三级挤形凸模24。安装时,一级挤形凸模22靠近挤压凸模21设置,三级挤形凸模24靠近挤齿凸模25设置。
46.一级挤形凸模22包括依次连接的大径直线段、渐变段、小径直线段,其中大径直线段夹持在凸模固定夹4内;小径直线段直径为3.8mm,长度为25mm。二级挤形凸模23的规格与一级挤形凸模22相同。本实施例中渐变段和小径直线段能够将节料加工出不同尺寸的径段,并保证相邻径段间形成倒角,进而保证节料在加工过程中避免出现应力集中的情况。
47.三级挤形凸模24伸出凸模固定夹4一端为长度30mm,直径11mm的圆柱径段,其端面开设有高度3.7mm,宽度6.4mm的帽状凹槽。挤齿凸模25的规格与三级挤形凸模24相同。本实施例中,三级挤形凸模24的帽状凹槽能够将节料加工出帽状头部;挤齿凸模25的帽状凹槽可以使前续加工的帽状头部不会重新被镦平。同时三级挤形凸模24和挤齿凸模25的直径尺寸大于引信体的尺寸,增大了引信体在加工中的受力面积,保证了引信体的加工质量。
48.凹模与凸模一一对应设置,包括依次设置的挤压凹模31、挤形凹模和挤齿凹模35。其中挤形凹模包括一级挤形凹模32、二级挤形凹模33和三级挤形凹模34。
49.压力机可采用z41-6型冷镦机,由于其是现有技术,在此就不过多赘述。
50.本发明还提供了一种引信体的高效冷挤压成型工艺,步骤如下:
51.s1、将圆柱卷料钢丝用自动送料装置送到压力机上,在压力机上剪切成圆柱形节料;
52.具体的,选用20a型钢材,直径为3.5mm的圆柱体卷料钢丝放置在自动送料装置上,自动送料装置将钢丝输送至压力机上,压力机中圆盘机床将钢丝裁剪成长度为16.2mm的圆柱形节料。
53.s2、圆柱形节料被自动送到级进模具的挤压模内进行挤压镦平,挤压镦平后形成两端齐整的棒状节料6;
54.具体的,裁剪形成的圆柱形节料被自动送料装置送入级进模具中的挤压凹模31内,随后挤压凸模21采用正挤压的方式压入挤压凹模31,将节料镦平形成两端齐整的棒状节料6。其中挤压凸模21的压力需要保持在40ton。挤压完成后棒状节料6的长度为16mm,直径为3.5mm。
55.s3、棒状节料6被自动送至级进模的挤形模内进行多级挤形,最后形成具有帽状头部、中径段和小径段的引信体节料9;
56.具体的,棒状节料6先被送入一级挤形凹模32内,在一级挤形凸模22的作用下,棒状节料6被加工成一级台阶状节料7,包括直径为3.5mm,长度为9mm的一级大径段和直径为3.55mm,长度为7mm的一级小径段。一级大径段和一级小径段之间还被挤压形成有一级倒角,一级倒角的度数为45
°
。
57.加工完成的一级台阶状节料7再被送入二级挤形凹模33,在二级挤形凸模23的作用下,一级台阶状节料7形成二级台阶状节料8,包括直径为3.7mm,长度为8mm的二级大径段以及直径为3.6mm,长度为4.8mm的二级中径段和直径为2.9mm,长度为3.1mm的二级小径段。二级小径段和二级中径段也被挤压形成有二级倒角,二级倒角的度数为45
°
。
58.加工完成的二级台阶状节料8再被送入三级挤形凹模34,在三级挤形凸模24的作用下,二级台阶状节料8形成引信体节料9,包括帽状头部;直径为3.65mm,长度为4.8mm的引信体中径段和直径为2.95mm,长度为2.8mm的引信体小径段。帽状头部的高度为3.7mm,宽度为6.4mm。
59.s4、引信体节料9被自动送入挤齿模中,在挤齿模中将中径段加工成齿形,最终形成完整的引信体10;
60.具体的,引信体节料9被自动送入挤齿凹模35内,在挤齿凸模25的作用下,引信体节料9的中径段被加工成具有竖齿状的结构,加工完成后,中径段直径为3.7mm,长度为4.8mm;小径段直径为3mm,长度为2.5mm。
61.s5、所有工序加工完成后,对引信体10进行清洗和质检。
62.具体的,所有加工工序完成后将引信体10送至清洗池中进行冲洗。清洗完成后对引信体10采用机器质检,质检项目包括比对引信体10的帽状头部、齿状径段和小径段的尺寸。
63.按照本实施例生产出来的引信体,质检时合格率可达到99%以上。同时,合格产品的尺寸精度可以控制在0.01mm的精度,符合引信体的生产标准。在生产成本核算中,平均每个引信体的生产成本仅为0.4元/件,远远低于现有技术在生产引信体的单件成本。
64.另外,本技术发明人也尝试改变上述生产条件进行实验,例如在级进模具中不设置挤压模具对圆柱形节料进行两端镦平进行连续生产,生产结果显示最终的引信体合格率在80%左右,主要的问题出现在引信体直径尺寸不合格,且产品生产产品表面较为粗糙。除此之外,发明人在s2和s3步骤中,不对产品进行倒角加工,在连续生产中发现,最终产品在连续挤形中尺寸变化差异较大,部分产品在齿状径段的直径甚至涨到3.8mm左右。最终产品的合格率仅为50%左右。并且,本发明人在调整节料初始直径和凸模压力时发现,如果将节料初始直径减小,虽然可以降低凸模压力减少压力机运行成本,但是最后生产的产品由于需要发生较大程度的形变,导致产品的加工精度急剧下降,产品合格率只在30%左右。
65.以上的仅是本发明的实施例,该发明不限于此实施案例涉及的领域,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。