一種金屬三通零件用沖壓模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于沖壓模具領域，具體涉及一種金屬三通零件用沖壓模具。本實用新型包括上模和下模；還包括：定位桿以及可放入預沖零件管腔內的滾珠；可沿定位桿的徑向作往復動作以夾持定位桿處預沖零件的夾持塊；沖壓桿，沖壓桿由上模的模面處鉛垂向下的延伸設置，沖壓桿外徑等于或小于預沖零件內徑且與定位桿軸線彼此同軸，沖壓桿底部設有用來將滾珠由預沖零件管壁的三通預沖孔推進至夾持塊內退珠孔的斜切面。本模具適用面廣，能夠在保證產品的成品強度和表面質量的同時，生產成本亦可得到進一步降低，材料利用率依靠得到有效提升。
【專利說明】
一種金屬三通零件用沖壓模具
技術領域
[0001]本實用新型屬于沖壓模具領域，具體涉及一種金屬三通零件用沖壓模具。
【背景技術】
[0002]三通為管道連接件的一種，用于安裝在管道有分支的地方。目前的金屬三通零件，通常采用金屬切削或壓鑄的方法進行制造。就金屬切削方法而言，首先需要利用銑床銑出零件外形，再用鉆床鉆出里面通孔;采用這種方法，生產效率極其低下，而且材料浪費也較多。當采用壓鑄的方法進行金屬三通的生產時，對零件的材料種類則有所限制。由于適合壓鑄的材料主要是某些特定的銅、鋁合金，但某些有特殊使用要求場合的零件所需的材料又往往不屬于上述壓鑄材料范圍內，從而給設計人員帶來困擾。比如需要耐酸、耐堿、耐腐蝕的場合的零件就必須使用特定的鎳合金材料，該類材料因熔點高，顯然就不適合進行壓鑄生產。而又有一些材料本身強度就比較低，這也會極大的影響壓鑄后成品零件的產品表面質量。如何尋求一種結構合理可靠的金屬三通零件用沖壓模具，能夠在保證產品的成品強度和表面質量的同時，進一步降低其生產成本，增加材料利用率，并能提升其生產效率，為本領域近年來所亟待解決的技術難題。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種結構合理可靠的金屬三通零件用沖壓模具，其適用面廣，能夠在保證產品的成品強度和表面質量的同時，生產成本亦可得到進一步降低，材料利用率依靠得到有效提升。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0005]—種金屬三通零件沖壓模具，包括彼此間可作鉛垂向的相近及遠離動作的上模和下模;其特征在于還包括:
[0006]供管壁處預開有三通預沖孔的直管狀的預沖零件插接定位的定位桿，所述定位桿由下模的模面處鉛垂向上延伸設置；
[0007]可放入預沖零件管腔內的滾珠，當滾珠擱置于定位桿的頂端面處時，滾珠的圓心所在水平面高度與三通預沖孔的水平軸線高度一致；
[0008]可沿定位桿的徑向作往復動作以夾持定位桿處預沖零件的夾持塊，所述夾持塊至少為兩個且沿定位桿軸線軸對稱分布，至少一個夾持塊的用于抵靠預沖零件外壁的端面處凹設或貫穿塊體布置退珠孔，所述退珠孔內徑等于三通預沖孔沖壓后的翻邊外徑，退珠孔的孔深大于或等于上述翻邊高度；
[0009]沖壓桿，所述沖壓桿由上模的模面處鉛垂向下的延伸設置，所述沖壓桿外徑等于或小于預沖零件內徑且與定位桿軸線彼此同軸，沖壓桿底部設有用來將滾珠由預沖零件管壁的三通預沖孔推進至夾持塊內退珠孔的斜切面。
[0010]滾珠直徑為翻邊高度的兩倍以上。
[0011]本模具包括兩段式階梯軸狀的凸柱，下模處設置有與之外形匹配的階梯孔；凸柱的小直徑段構成所述定位桿，且凸柱的軸肩高度低于下模的模面高度;位于階梯孔上段處的小孔徑段構成穿插定位桿的配合段，且小孔徑段孔徑大于或等于預沖零件的外徑。
[0012]所述定位桿的頂端設置有與沖壓桿底部斜切面配合的傾斜切面，傾斜切面與定位桿的頂端面間的交線所構成弦的弦長小于該頂端面的直徑。
[0013]所述夾持塊有兩塊，兩個夾持塊可移動地固定在下模上端面上，兩個夾持塊用于抵靠預沖零件外壁的內側端面設有適配并抱緊預沖零件外壁的弧形凹槽，貫穿夾持塊的退珠孔與其中一個弧形凹槽間彼此正交;兩個夾持塊在設置弧形凹槽所在端面相對的外側端面布置有楔形面，該楔形面朝向上模模面;上模上固定有通過斜面機構分別推動兩個夾持塊相對移動來夾持預沖零件的兩個推桿，兩個推桿底端分別設有與兩個夾持塊上的楔形面配合的楔形抵壓面，兩個推桿的長度足以保證合模時沖壓桿底部在接觸滾珠之前，兩個夾持塊由兩側將定位在定位桿上的預沖零件通過夾持固定;本模具還包括驅使夾持塊作遠離預沖零件動作的彈性組件，當上模和下模處于合模狀態時，楔形抵壓面與楔形面克服彈性組件的彈性回復力而彼此滑移交錯，此時兩夾持塊與預沖零件間構成夾持配合。
[0014]所述彈性組件為拉伸彈簧組，彈性組件和預沖零件分別位于夾持塊的兩端處，彈性組件包括固定于下模模面處的固定塊，由固定塊處沿預沖零件的徑向向夾持塊處延伸并固定有拉簧;拉簧的布置位置與推桿的活動路徑間彼此避讓。
[0015]所述每一個夾持塊均布置兩組拉簧，兩組拉簧以三通預沖孔的軸線所在的鉛垂面而面對稱設置，各夾持塊上還以該鉛垂面而面對稱的貫穿布置兩個導向孔;兩夾持塊上的各導向孔彼此一一對應并同軸布置，導向孔內的穿設用于定向夾持塊行進路徑的導向柱。
[0016]下模模面處布置燕尾滑槽，夾持塊的底端面處設置導向卡軌，兩者間構成滑軌導向配合。
[0017]上模和下模間以導柱作為引導兩者動作的導向元件;所述上模以由上而下彼此層疊布置的上模板、上模墊板及凸模固定板構成，凸模固定板上相應布置用于穿行及固定導柱、推桿以及沖壓桿的固定孔;下模包括下而上的彼此層疊布置的下模板、下模墊板以及凹模固定板，凹模固定板上布置階梯孔以及用于導柱穿行的導向軸套孔。
[0018]本實用新型的有益效果在于:
[0019]1)、不同于傳統的效率低下的金屬切削成型以及對原材料要求苛刻的壓鑄成型方式。本實用新型通過以定位桿來軸向的穿插定位預沖零件，以夾持塊來徑向的抱緊固定預沖零件，以沖壓桿的由上而下鉛垂動作來向滾珠施力，進而使球形滾珠在特定的時間向特定的方向(也即三通預沖孔方向)作擠壓動作，最終實現了對于三通零件的在線的高效沖壓生產。在整個沖壓過程中，由于三通預沖孔處的翻邊成型，完全依賴滾珠擠壓配合退珠孔的孔型約束來實現，因此材料完全不存在損耗性，材料的利用率極高。此外的，每次的三通沖壓操作，僅需重復定位桿處插料-合模-開模-取料四個動作即可，其生產效率顯然也極高。
[0020]綜上，本實用新型操作極為便捷可靠，適用面廣;其能夠在保證產品的成品強度和表面質量的同時，生產成本亦可得到進一步降低，材料利用率依靠得到有效提升。
[0021]2)、作為上述方案的進一步優選方案，滾珠直徑的限制，保證了每次由沖壓桿滾珠對滾珠施力，且滾珠擠壓三通預沖孔并使其翻邊成型后，滾珠都能夠自然的沿翻邊滾出并落于退珠孔內。之后，滾珠即可自然出料并留待下次使用。通過上述結構，避免了因滾珠直徑選擇問題而出現的滾珠與翻邊孔型間的卡死和無法脫料狀況，從而進一步的提升模具的工作效率。
[0022]3)、定位桿實際上是由凸柱的伸出下模模面的部分構成。凸柱的軸肩位于下模模面以下;也即預沖零件在穿插定位桿時，該零件的底端面實際上是位于下模模面以下的。之所以采用該種結構，一方面是便于在夾持部尚未抱緊預沖零件時，預沖零件能夠自然的與定位桿間實現徑向方向上的預約束。另一方面，該種結構能夠使得定位桿的直徑更細，也即預沖零件相對定位桿的徑向間隙更寬。上述徑向間隙變寬，也就使得沖壓桿能夠下壓的深度更大，甚至使得沖壓桿處斜切面能夠在與傾斜切面交錯后，還能繼續下沉一段距離，直至沖壓桿與定位桿間彼此母線接觸。這樣，在傾斜切面與定位桿的頂端面間的交線所構成弦的弦長一定的情況下，滾珠的沿三通預沖孔軸向的活動距離可得到進一步的提升，其三通翻邊的成型效果也就更好。
[0023]4)、實際上，定位桿可以采用更小的直徑，以使得上述預沖零件相對定位桿的徑向間隙增大，此時甚至不采用傾斜切面也能實現沖壓桿對于滾珠的徑向推動目的。當然，本實用新型優選采用具備傾斜切面的定位桿，以進一步提升滾珠的徑向動作可靠性。
[0024]5)、兩相對動作的夾持塊上均布置弧形凹槽，從而使得兩弧形凹槽在圍合后能夠形成可緊緊抱住預沖零件外壁的箍緊套，以保證在沖壓桿下壓時的預沖零件的位置固定效果。退珠孔優選為貫穿孔，以實現滾珠沿翻邊擠出后的快速退珠目的。楔形面的設置，配合推桿，從而實現了夾持塊在合模時自然可作向預沖零件處的位移動作。彈性組件的布置位置則相反:彈性組件利用自身的彈性回復力，以使得在開模時，夾持塊能夠立即松開預沖零件，并沿遠離預沖零件的方向動作至初始位置，以待下次合模動作。上述各部件間彼此協調，聯動性強，工作效率顯然極高。
[0025]6)、彈性組件包括拉簧以及固定塊。拉簧用于提供相對夾持塊的回復動作力，而固定塊則提供拉簧以固定基點，以確保拉簧對于夾持塊的拉力作用效果。導向柱及導向孔的布置，保證了夾持部處的兩弧形凹槽之間的對中性，以提升其工作穩定程度和動作精確程度;導向卡軌與燕尾滑槽的導向配合同理。
[0026]7)、上模和下模的具體結構中，上模以由上而下彼此層疊布置的上模板、上模墊板及凸模固定板構成；下模則包括下而上的彼此層疊布置的下模板、下模墊板以及凹模固定板。上模板和下模板構成基礎的模具框架，上模墊板和下模墊板提供了沖壓桿等各工作部件以穩固的受力支撐體，各固定板則作為直接固定平臺以固定各工作部件，最終保證了整個模具的正常可靠及高效運作。
【附圖說明】

[0027]圖1為本實用新型處于開模狀態下的結構剖視示意圖；
[0028]圖2為本實用新型處于合模狀態下的結構剖視示意圖；
[0029]圖3為下模模面的俯視示意圖；
[0030]圖4為凹模固定板的結構剖視示意圖。
[0031 ]附圖中各標記與本實用新型的各部件名稱對應關系如下:
[0032]a_預沖零件al-翻邊
[0033]10-凸柱11-定位桿I Ia-傾斜切面
[0034]12-階梯孔12a-小孔徑段13-導向軸套孔
[0035]20-沖壓桿20a-斜切面30-滾珠
[0036]40-夾持塊40a-楔形面41-退珠孔42-弧形凹槽
[0037]50-推桿50a-楔形抵壓面
[0038]61-固定塊62-拉簧70-燕尾滑槽80-導向柱90-導柱
[0039]101-上模板102-上模墊板103-凸模固定板
[0040]111-下模板H2-下模墊板113-凹模固定板
【具體實施方式】
[0041]為便于理解，此處結合圖1-4的具體實施例圖對本實用新型的結構及工作過程作進一步描述:
[0042]本實用新型的具體結構如圖1-3所示的，其主體框架由上模、下模及導柱90構成；上模和下模沿導柱90的導向方向可作鉛垂向的合模及開模動作。上模包括由上而下層疊布置的上模板101、上模墊板102及凸模固定板103，下模則包括由上而下層疊布置的凹模固定板113、下模墊板112及下模板111。
[0043]作為模具工作部件的基礎安裝體，其中如圖1-2及圖4所示的，凹模固定板113和凸模固定板103上開設有若干的固定孔等孔路。凹模固定板113的板體內穿插并固定有:用于安置導向軸套以構成導柱導向體的導向軸套孔13、用于容納和固定凸柱10的階梯孔12。凹模固定板113的上板面處則構成上述的下模模面，以固定夾持塊40及彈簧組件。如圖1所示，凹模固定板113的上板面處還布置有燕尾凹槽70，以實現對于夾持塊40移動方向的位移導向功能。凸模固定板103的板體內穿插并固定有:導柱90、與夾持塊40構成斜面配合的推桿50以及與凸柱10處定位桿11構成斜面配合的沖壓桿20。
[0044]夾持塊40自身為楔形塊。以圖1-2中位于左側的為左側夾持塊，位于右側的為右側夾持塊。左側夾持塊的楔形面40a位于左側上頂角處，而右側夾持塊的楔形面40a則位于右側上頂角處，從而配合上模處的推桿50處的楔形抵壓面50a，來實現夾持塊40相對預沖零件a的夾持緊箍動作。在上述夾持動作的前提下，模具本身必然還需要夾持塊40能夠在適時的松開夾持，以便于放料和取料。夾持塊40的松開動作依賴彈簧組件來實現。如圖1-2所示的，每當模具合模，推桿50下壓時，推桿50依靠楔形抵壓面50a施予夾持塊40以向預沖零件a方向的位移力，此時彈性組件的拉簧62處于受拉力伸長狀態。當模具開模，推桿50上移時，在如圖3所示的拉簧62的自身彈性回復力下，夾持塊40迅速回位，從而放松對于預沖零件a的緊箍動作，以便于取料和再次放料。
[0045]本實用新型的實際工作流程如下:
[0046]合模時，先把預沖零件a套入下模模面處的定位桿11，如圖1所示。以預先鉆有三通預沖孔的預沖零件a上有三通預沖孔的一面對準左側夾持塊上的退珠孔41，再從預沖零件a上方放入滾珠30。在滾珠30放入預沖零件a內孔后，啟動壓力機，上模開始作向下合模動作。隨著上模動作，推桿50和沖壓桿20隨之向下移動。由于推桿50的露出下模模面的桿身長度大于沖壓桿20桿長，推桿50處的楔形抵壓面50a先于沖壓桿20，而產生與夾持塊40上的楔形面40a的接觸，并開始推動夾持塊40向里移動;夾持塊40上的弧形凹槽42逐漸接近預沖零件a直至抱緊該零件。在弧形凹槽42抱緊預沖零件a的同時，沖壓桿20處的斜切面20a才開始接觸到滾珠30。再如圖2所示，隨著上模繼續向下運動，推桿50的母線與夾持塊40的母線已經接觸，之后他們之間只是進行相互滑動，夾持塊40仍保持初始的抱緊力。同時，沖壓桿20的斜切面20a開始頂住滾珠30，并逐漸推動滾珠30產生如圖2所示的向左移動動作。隨著滾珠推動的深入，滾珠30再從預沖零件a的三通預沖孔擠出。由于滾珠30的直徑大于三通預沖孔的直徑，必然會把三通預沖孔四周的材料向外翻出形成翻邊al，進而使得三通的一頭成型。滾珠30完成擠壓動作后，從翻邊al里鉆出并滾進夾持塊40上的退珠孔41里，直至滾到模具夕卜，以方便進行下一次生產。
[0047]開模時，上模產生向上動作，推桿50的楔形抵壓面50a逐漸與夾持塊40的楔形面40a分離。在彈性組件的彈性回復力下，拉簧62拉動夾持塊40向外移動并復位，夾持塊40處的弧形凹槽42開始脫離成型零件。開模動作完成后，即可現場取出沖壓成型的三通零件，完成一次生產流程。之后如若繼續生產，可繼續取來新的預沖零件，重復上述放料合模及開模動作。
【主權項】
1.一種金屬三通零件用沖壓模具，包括彼此間可作鉛垂向的相近及遠離動作的上模和下模;其特征在于還包括: 供管壁處預開有三通預沖孔的直管狀的預沖零件(a)插接定位的定位桿(11)，所述定位桿(11)由下模的模面處鉛垂向上延伸設置； 可放入預沖零件(a)管腔內的滾珠(30)，當滾珠(30)擱置于定位桿(11)的頂端面處時，滾珠(30)的圓心所在水平面高度與三通預沖孔的水平軸線高度一致； 可沿定位桿(11)的徑向作往復動作以夾持定位桿(11)處預沖零件(a)的夾持塊(40)，所述夾持塊(40)至少為兩個且沿定位桿(11)軸線軸對稱分布，至少一個夾持塊(40)的用于抵靠預沖零件(a)外壁的端面處凹設或貫穿塊體布置退珠孔(41)，所述退珠孔(41)內徑等于三通預沖孔沖壓后的翻邊(al)外徑，退珠孔(41)的孔深大于或等于上述翻邊(al)高度； 沖壓桿(20)，所述沖壓桿(20)由上模的模面處鉛垂向下的延伸設置，所述沖壓桿(20)外徑等于或小于預沖零件(a)內徑且與定位桿(11)軸線彼此同軸，沖壓桿(20)底部設有用來將滾珠(30)由預沖零件(a)管壁的三通預沖孔推進至夾持塊(40)內退珠孔(41)的斜切面(21)。2.根據權利要求1所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:滾珠(30)直徑為翻邊(al)高度的兩倍以上。3.根據權利要求1或2所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:本模具包括兩段式階梯軸狀的凸柱(10)，下模處設置有與之外形匹配的階梯孔(12);凸柱(10)的小直徑段構成所述定位桿(U)，且凸柱(10)的軸肩高度低于下模的模面高度;位于階梯孔(12)上段處的小孔徑段(12a)構成穿插定位桿(11)的配合段，且小孔徑段孔徑大于或等于預沖零件(a)的外徑。4.根據權利要求1或2所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:所述定位桿(11)的頂端設置有與沖壓桿(20)底部斜切面(21)配合的傾斜切面(11a)，傾斜切面(Ila)與定位桿(11)的頂端面間的交線所構成弦的弦長小于該頂端面的直徑。5.根據權利要求1或2所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:所述夾持塊(40)有兩塊，兩個夾持塊(40)可移動地固定在下模上端面上，兩個夾持塊(40)用于抵靠預沖零件(a)外壁的內側端面設有適配并抱緊預沖零件(a)外壁的弧形凹槽(42)，貫穿夾持塊(40)的退珠孔(41)與其中一個弧形凹槽(42)間彼此正交;兩個夾持塊(40)在設置弧形凹槽(42)所在端面相對的外側端面布置有楔形面(40a)，該楔形面(40a)朝向上模模面;上模上固定有通過斜面機構分別推動兩個夾持塊相對移動來夾持預沖零件(a)的兩個推桿(50)，兩個推桿底端分別設有與兩個夾持塊(40)上的楔形面(40a)配合的楔形抵壓面(50a)，兩個推桿(50)的長度足以保證合模時沖壓桿(20)底部在接觸滾珠(30)之前，兩個夾持塊(40)由兩側將定位在定位桿(11)上的預沖零件(a)通過夾持固定;本模具還包括驅使夾持塊(40)作遠離預沖零件(a)動作的彈性組件，當上模和下模處于合模狀態時，楔形抵壓面(50a)與楔形面(40a)克服彈性組件的彈性回復力而彼此滑移交錯，此時兩夾持塊(40)與預沖零件(a)間構成夾持配合。6.根據權利要求5所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:所述彈性組件為拉伸彈簧組，彈性組件和預沖零件(a)分別位于夾持塊(40)的兩端處，彈性組件包括固定于下模模面處的固定塊(61)，由固定塊(61)處沿預沖零件(a)的徑向向夾持塊(40)處延伸并固定有拉簧(62);拉簧(62)的布置位置與推桿(50)的活動路徑間彼此避讓。7.根據權利要求6所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:所述每一個夾持塊(40)均布置兩組拉簧(62)，兩組拉簧(62)以三通預沖孔的軸線所在的鉛垂面而面對稱設置，各夾持塊(40)上還以該鉛垂面而面對稱的貫穿布置兩個導向孔;兩夾持塊(40)上的各導向孔彼此一一對應并同軸布置，導向孔內的穿設用于定向夾持塊(40)行進路徑的導向柱(80)。8.根據權利要求6所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:下模模面處布置燕尾滑槽(70)，夾持塊(40)的底端面處設置導向卡軌，兩者間構成滑軌導向配合。9.根據權利要求3所述的一種金屬三通零件用沖壓模具，其特征在于:上模和下模間以導柱(90)作為引導兩者動作的導向元件；所述上模以由上而下彼此層疊布置的上模板(101)、上模墊板(102)及凸模固定板(103)構成，凸模固定板(103)上相應布置用于穿行及固定導柱(90)、推桿(50)以及沖壓桿(20)的固定孔;下模包括下而上的彼此層疊布置的下模板(111)、下模墊板(112)以及凹模固定板(113)，凹模固定板(113)上布置階梯孔(12)以及用于導柱(90)穿行的導向軸套孔(13)。
【文檔編號】B21D28/28GK205702055SQ201620580342
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】李挺
【申請人】銅陵市晶賽電子有限責任公司