一种触头座的成形方法及专用于该成形方法的闭式模具

摘要

本发明公开了一种触头座的成形方法及专用于该成形方法的闭式模具。触头座的成形方法，包括以下步骤：步骤一，将棒状的预锻件平放在模具的冲头和模垫之间，预锻件的外周面的顶部朝向冲头的底面、底部处于模垫的顶面上，冲头的底面用于与终锻件的顶面吻合互补，模垫的顶面用于与终锻件的底面吻合互补；步骤二，冲头和模垫沿预锻件的径向相向锻压，直至将预锻件锻压为终锻件。在进行所述扁平型紫铜触头座闭式套模成形工艺设计时，根据触头座的长度远大于高度的结构特点，采用棒形的预锻件沿径向锻打成形的方法，从而缩短了触头座成形的周期，提高了提高触头座自由锻加工成形效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种触头座的成形方法及专用于该成形方法的闭式模具。

背景技术

目前，真空断路器上使用的一种材质为纯铜的扁平型触头座属于异形非回转体结构，其扁平板体上下面带有不同高度的凸缘。如图1-2所示，标准触头座8包括从上往下依次布置的环形凸缘81、板体82和圆柱体83，其中环形凸缘81和圆柱体83为回转体结构，板体82为非回转体结构。板体82为板厚为h2的水平板，板体82顶部的中心处开设而有圆槽84；环形凸缘81处于圆槽的上端槽沿处，环形凸缘的高度为h1；圆柱体83凸设在板体82的下侧板面上，板圆柱体83的高度为h3，h1+h2+h3远小于板体82的长度。传统加工方式中，该触头座8是采用棒料直接加工成形工艺的，材料利用率很低，不到17%；如采用普通的自由锻加工成形的方式生产该触头座的工艺的话，材料利用率有所提高，但仍未超过31%。

中国专利文献CN104139146A公开了一种“触头座的闭式套模”，包括模套及其内沿轴向导向移动相对装配的冲头、模垫，其中模套的内腔分为自上而下布置的用于插装冲头的上部模腔、用于容纳触头座终锻件的边缘的中部型腔及用于插装模垫的下部型腔；模垫为环形柱体结构，模垫具有用于成型标准触头座的圆柱体的内腔、用于与下部型腔配合的外壁，模垫具有用于成型标准触头座的板体下端面的上端面；冲头包括模座，模座中心处的下部设有用于成型标准触头座的凹槽的凸部，模座具有用于成型标准触头座的板体上端面的下端面，上部模腔具有用于成型标准触头座的板体侧表面的内壁。在锻造时，将棒料放入模垫的内腔中，接着冲头沿模垫的轴向进行锻压，以随着棒料的逐渐镦粗成形出所需的触头座。这种轴向镦粗锻压的锻造工艺中，棒料顶部的金属组织需通过径向的流动进行成形，金属组织的流动行程较大，导致触头座的锻压成形中棒料的变形行程较大，延长了锻压加工的周期，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高触头座自由锻加工成形效率的触头座的成形方法，同时还提供了一种专用于实施该方法的闭式模具。

为了实现以上目的，本发明中触头座的成形方法的技术方案如下：

触头座的成形方法，包括以下步骤：

步骤一，将棒状的预锻件平放在模具的冲头和模垫之间，预锻件的外周面的顶部朝向冲头的底面、底部处于模垫的顶面上，冲头的底面用于与终锻件的顶面吻合互补，模垫的顶面用于与终锻件的底面吻合互补；

步骤二，冲头和模垫沿预锻件的径向相向锻压，直至将预锻件锻压为终锻件。

在步骤一中，在将预锻件放入冲头和模垫之前，将圆柱状的细长棒料沿径向预锻成预锻件，预锻件的外周的相背两侧具有相互平行的平面段。

细长棒料的预锻是在平砧上进行的。

细长棒料在进行预锻前，先进行加热，且预锻过程中及对预锻件的锻压过程中无需再进行加热。

本发明中闭式模具的技术方案如下：

闭式模具，包括模套及其内上下相对插装的冲头、模垫，冲头处于模垫的上方，冲头的底面上凸设有用于成形触头座的圆槽的成形凸部，模垫上开设有用于成形触头座的圆柱体的成形模腔，成形模腔和成形凸部均与模套同轴布置，冲头的底面上开设有用于成形触头座的环形凸缘的环形凹槽，环形凹槽过渡连接在冲头的底面和成形凸部的外周面之间，且环形凹槽环绕在成形凸部的外周上。

成形模腔为模垫的顶面上开设的圆形的成形凹槽，成形凹槽的槽底面为用于成形所述圆柱体的下端面的封闭槽底。

模垫上还开设有排气孔，排气孔的一端孔口连通成形凹槽、另一端孔口处于模垫的底面上。

排气孔上下延伸，排气孔的上端孔口处于成形凹槽的槽底面上、并连通成形凹槽，排气孔的下端孔口处于模垫的底面上。

模套的内腔自上而下分为与冲头沿上下方向导向移动配合的上部模腔、与模垫沿上下方向导向移动配合的中部型腔以及上窄下宽的下部型腔，下部型腔的上端口与中部型腔的下端口一体设置。

下部型腔的内壁面为自上而下逐渐向外扩张的内锥面。

本发明在进行所述扁平型紫铜触头座闭式套模成形工艺设计时，根据触头座的长度远大于高度的结构特点，采用棒形的预锻件沿径向锻打成形的方法，相比现有技术中沿轴向锻打成形的工艺方法，预锻件在锻打成形中金属组织的流动行程得以减少，从而缩短了触头座成形的周期，提高了提高触头座自由锻加工成形效率。

附图说明

图1是现有触头座的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中触头座的成形方法的实施例中预锻件的主视图；

图4是图3的左视图；

图5是本发明中触头座的成形方法的实施例中终锻准备阶段的结构示意图；

图6是本发明中触头座的成形方法的实施例中终锻结束后的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8是本发明中触头座的成形方法的实施例中冲头的结构示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是本发明中触头座的成形方法的实施例中模套的结构示意图；

图11是图10的俯视图；

图12是本发明中触头座的成形方法的实施例中模垫的结构示意图。

具体实施方式

本发明中触头座的成形方法的实施例：该成形方法适用于扁平型触头座的闭式成形工艺，包括以下步骤：

1）备料，预备截面呈圆形的细长棒料，并将该细长棒料加热；

2）预锻，将细长棒料平放在平砧上，沿径向预锻成预锻件1，如图3和图4所示，预锻件1呈棒状，预锻件1的顶、底面均为平面段，且预锻件1顶、底部的平面段相互平行；

3）终锻准备，将预锻件1平放在闭式模具中，如图5所示，闭式模具由模套3及其内上下相对插装的冲头2、模垫4组成；

4）终锻，在保持模套3和模垫4不动的情况下，冲头2向下锻压，以通过冲头2的底面将预锻件1锻打成终锻件9，如图6和图7所示。

如图10和图11所示，在步骤2）中，模套3的内腔分为自上而下分为与冲头2沿上下方向导向移动配合的上部模腔31、与模垫4沿上下方向导向移动配合的中部型腔32以及上窄下宽的下部型腔33，其中上部模腔31的形状与触头座的板体形状相同，中部型腔32的高度为h4，下部型腔33的高度为h5。设计下部型腔33的目的是降低模垫4的脱模难度。下部型腔33的上端口与中部型腔32的下端口一体设置，下部型腔33的内壁面为自上而下逐渐向外扩张的内锥面，以在下部型腔33的内壁面和模垫的外周面之间形成环形的拔模斜度5。

如图8和图9所示，在步骤2）中，冲头2包括用于沿上下方向导向移动插装在模套3的上部模腔31中的模座21，模座21的形状是与上部模腔31的形状互补吻合的非回转体结构，其横截面与扁平型触头座的板体横截面的形状相同，其下端面用于成形触头座的板体的上侧板面。模座21的底面上同轴凸设有倒圆锥形的成形凸部22，该成形凸部22的下端面用于成形扁平型触头座上端中部的圆槽。模座21的底面上开设有环绕在成形凸部22周围的环形凹槽23，该环形凹槽23过渡连接在冲头2的底面和成形凸部22的外周面之间，环形凹槽23用于成形触头座的上端面的环形凸缘。

如图12所示，在步骤2）中，模垫4为圆柱形体结构，模垫4的外周面与模套3的中部型腔32的腔壁沿上下方向吻合的导向配合，模垫4的高度为h6。模垫4的顶面上开设用于成形扁平型触头座的圆柱体的成形模腔，成形模腔是与模套3同轴的圆形的成形凹槽41，该成形凹槽41的槽底面为用于成形所述圆柱体的下端面的封闭槽底。模垫4的上端面用于成形扁平型触头座的板体的下端面。为了使模垫4上端面与模套3上部模腔31的下端面紧密贴合，有效减少毛刺甚至飞边的产生，设计模具时，将h6的值设定略为大于h4+h5。为了保证模垫4的内腔在扁平型触头座的圆柱体成形时不至于憋气，造成填充不满缺肉而产生废品，设计了在成形凹槽41下方同轴布置的上下延伸的排气孔6，排气孔6的上端孔口处于成形凹槽41的槽底面上、并连通成形凹槽41，排气孔6的下端孔口处于模垫4的底面上。

为了便于夹取模具，设计模具时，在冲头2、模套3和模垫4中的至少一个外周圆面上开设有钳口7。而在本实施例中，在冲头2、模套3和模垫4的外圆面上均设有钳口7。

在步骤2）中，首先将模垫4装入模套3的中部型腔32中，然后将预锻件1放入模垫4的上端面，接着将冲头2装入模套3的上部型腔中，开动锤头击打冲头2即可实现触头座的终锻成形。在步骤3）中，终锻工序完成后，继续向下击打冲头2，可以实现触头座终锻件9与模垫4同时从模套3中脱出，实现一次分模；接着将触头座终锻件9从模垫4中夹出实现二次分模。由于该模具采用双向分模方式，便于实现锻件脱模。利用本发明设计的成形工艺及闭式模具可以成功锻造出该扁平型非回转体触头座。与现有技术相比，该技术生产工序简单，触头座板体部分除两端的外圆面部分外，其余外壁不再进行机械加工，使材料利用率从原来的近31％提高到65.8％，后续机械加工效率明显提高，加工成本降低了55.3%，经济效益显著。

在上述实施例中，预锻件是经过平砧锻打后再进行终锻，在其他实施例中，预锻件也可以直接采用圆柱棒料或块状基材，这样可省去预锻工序。

本发明中闭式模具的实施例：本实施例中闭式模具的结构与上述实施例中闭式模具的结构相同，因此不再赘述。