[实用新型]钢球冷镦模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及金属冲压领域，具体的说是一种钢球冷镦模具，适用于轴承钢球生产。

背景技术

目前常用的钢球冷镦模具模芯型腔内部形状是球形的，生产出来的球坯也是球形的。球形模芯型腔一般采用硬质合金经烧结后磨削而成的，球形模芯型腔磨削质量要求是一致的，因为尺寸限制，磨削球形模芯型腔顶(底)部非常困难，磨削质量没有模芯型腔中部高。

当原材料在球状模芯型腔内塑性流动时，钢球冷镦模具受力在不断的发生变化，对比不同位置点的径向分力与轴向分力，能够发现越接近模芯型腔顶(底)部，径向分力愈小，轴向分力愈大，金属的变形抗力也愈大。因此，冷镦时在钢球球坯成形最后阶段，金属要充满模芯型腔顶(底)部是比较困难的，模具会受到很大的应力，造成模具寿命不长。故要求钢球模具模芯型腔内部形状能做适当的调整，降低钢球生产中的最大应力，使得钢球模具的寿命能提高，生产出来的钢球内应力也能降低。

每个钢球球坯的原始材料采用冷拉钢丝高速横向切断，产生一段圆柱形坯料，每个圆柱形坯料两端都有切口，切的再好也都是不平整的，当圆柱形坯料在冷镦成球形球坯时，圆柱形坯料两端的刀切口纹理会影响球坯两极处的质量。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有的技术缺陷，提供一种钢球冷镦模具，对模具模芯型腔内部形状进行改进，设计了一种球锥形模具模芯型腔。

解决的技术问题：本实用新型提供一种球锥形模芯型腔的钢球冷镦模具。能让金属在冷镦更方便的充满模具模芯型腔顶(底)部，从而降低钢球生产中的最大应力，降低钢球内应力，提高钢球模具的寿命；同时能让坯料两端的刀切口部份材料排除出最后成形钢球范围，提高钢球球坯两极处的质量；模具模芯型腔加工方便。

技术方案：从模具模芯型腔内部形状入手，设计了一种新的球锥形模具模芯型腔；在常用的球形钢球冷镦模具模芯型腔基础上，在球形模芯型腔顶(底)部再增加一个球形凹坑，使整个模芯型腔呈现球锥形。模芯型腔采用硬质合金，在烧结前就做成球锥形，烧结后分别磨削模芯中部球形型腔与模芯顶(底)部球形型腔，模芯顶(底)部球形型腔有填充坯料两端的刀切口部份材料功能，在磨削时质量要求比较低。

有益效果：本实用新型能够降低钢球冷镦生产中的最大应力，使得钢球模具的寿命能提高，生产出来的钢球内应力也能降低；能让金属更方便的充满模具模芯型腔顶(底)部，同时能把圆柱形坯料两端的刀切口部分材料填充在模具模芯型腔顶(底)部，排除出最后成形钢球范围，提高钢球质量，还能节省原材料，模具模芯型腔加工方便。

附图说明

图1是球锥形钢球冷镦模具示意图

图2是球锥形钢球冷镦模具内部型腔示意图

图3是球形钢球毛坯成型受力示意图

图4是球锥形钢球毛坯成型结束时在模具内示意图

图5是球锥形钢球球坯示意图

图6是球形钢球球坯示意图

图中1、上模壳，2、装配工艺沟，3、模壳极孔，4、模芯极孔，5、模芯顶(底)部球形型腔，6、固定缺口，7、上模芯，8、模芯中部球形型腔，9、下模芯，10、下模壳，11、加工中的钢球球坯，12、球锥形球坯两极，13、球锥形球坯环带(赤道)，14、球形球坯两极，15、球形球坯环带(赤道)

具体实施方式

在图1中，上模芯(7)过盈装配在带装配工艺沟(2)的上模壳(1)中，下模芯(9)也过盈装配在带装配工艺沟的下模壳(10)中。上模芯(7)与下模芯(9)尺寸一致，对称放置，上模壳(1)与下模壳(10)尺寸一致，对称放置。

在图2中，上模芯(7)、下模芯(9)的内部型腔形状不是一个球形，而是由模芯中部球形型腔(8)与模芯顶部球形型腔(5)组成的，一个球锥形球型腔。型腔用硬质合金经烧结后磨削而成，模芯顶(底)部球形型腔(5)在磨削时质量要求比模芯中部球形型腔(8)低。

在图3中，加工中的钢球球坯(11)放在上模芯(7)与下模芯(9)中间随着上模芯(7)慢慢下移，上模芯(7)与下模芯(9)之间的距离越来越接近，模芯极孔(4)中形成钢球球坯的两极(12)，在上模芯(7)与下模芯(9)之间形成环带(13)，对比成型过程中A点、B点的径向分力Px与轴向分力Py，能够发现越接近模芯型腔底(顶)部，径向分力Px愈小，轴向分力Py愈大。因为有模芯顶(底)部球形型腔(5)的存在，金属到达模芯顶(底)部球形型腔(5)位置时，轴向分力Py能限制在一定范围内，不再增加，坯料两端的刀切口部分材料能比较方便的填充到模芯型腔顶(底)部，直到钢球球坯完全成型(如图4所示)。

球锥形钢球球坯(如图5所示)，与图6中的球形钢球球坯相比，球锥形球坯两极(12)体积大于球形球坯两极(14)，能够更方便的容纳坯料两端的刀切口部分材料。因为有更多材料填充到球锥形球坯两极(12)，球锥形球坯环带(赤道)(13)与球形球坯环带(赤道)(15)相比，直径更小。