说明 书 一种矿用钎头坯体热冲孔成型模具及其应用 本发明涉及一种金属成型用模具及其应用，进一步地说，是涉及一种矿用钎头坯体热冲孔成型模具及其应用。
冲压成型是金属制品成型的一种常用方式。矿用钎头坯体就是使用这种成型方式进行热冲孔成型的。热冲孔成型是将加热到所需温度的毛坯放入凹模中，利用冲压机的冲头带动凸模冲压凹模中的毛坯，使之成型为所需形状结构的金属制品。在此冲压过程中，强大的冲击和摩擦会使凸模、凹模及金属坯料产生瞬间高温。由于金属材料在高温下会产生热膨胀等物理及相态变化，从而降低模具的抗冲击强度及模具的尺寸稳定性，影响成品合格率。同时也给成型制品的脱模带来困难。所以模具的冷却是很必要的。现有技术中常用的冷却方法是在每次或几次冲压后，将凸模进入冷却液，进行冷却。这种方法使凸模在工作时常处于骤冷骤热的状态，不仅影响了模具的尺寸精度，更大大降低了其使用寿命。而且这种冷却方式不能保证连续生产，影响成品的脱模速度，从而导致生产效率低。
本发明针对现有技术的不足，提供了一种矿用钎头坯体热冲孔成型模具。其利用循环冷却液对模具进行冷却，保证了模具尺寸精度，延长模具使用寿命，使成品易于脱模，大大提高了生产效率。
本发明提供的一种热冲孔成型模具，包括凸模、凹模及模具紧固件，其中模具紧固件包括凸模紧固件和凹模紧固件。其特征在于：
a.凸模的上端面中心向下开有底端封闭的竖直槽，该槽可用于通冷却液。凸模的上端面压有一平板，平板上对应于凸模上端面上竖直槽槽口的位置有一通孔，通孔壁上向外开有通槽。从外界通过平板的通孔向凸模地竖直槽内插入进液管，进液管与竖直槽的槽壁和槽底之间留有间隙。冷却液从该进液管进入凸模内的竖直槽，并沿进液管与竖直槽的间隙上升，充满竖直槽。之后冷却液再上升通过压板通孔进入通槽排出凸模。冷却液通过如此循环起到对凸模冷却的作用，在凸模冲压过程中能够保持凸模恒温，保证其尺寸精度。
b.凹模分为模套和模具。模具中心为型腔，型腔的结构形状为制品的外部结构形状。模套为中空的筒状结构，并将模具套在其间。模具外壁与模套内壁的形状结构相吻合，两者之间为紧密配合。在模套的内壁上，环绕模具开有冷却液通槽，在模套内壁与外壁之间分别开有进液槽和出液槽，进液槽和出液槽均与冷却液通槽相通。冷却液通过模套上的进液槽进入冷却液通槽，环绕模具，对模具进行冷却，然后再经过出液槽排出。如此循环可使模具及模具内的坯料在冲压过程中保持恒温，保证模具精度并使成品易于脱模。
本发明的热冲孔成型模具，其特征还在于：
本发明冲压模具的凸模分为上下两部分，凸模上部分套在凸模紧固件中，下部分的外形与制品所需的内部形状相一致。
在所述凹模模套上的冷却液通槽内，冷却液通槽分别与进液槽和出液槽相通的进液口和出液口之间，设有隔断。这样可使新鲜冷却液与过热冷却液隔开，不会相互混合，以保证冷却效果。
本发明凹模模套的内壁为上窄下宽的锥筒结构，凹模模具的外壁为上窄下宽的楔状结构。由此的楔状配合，使模套与模具在由上向下的冲击中，不发生松动，以保证模具定位的稳定性。而且模套与模具间的这种楔状紧密配合，使得冷却水槽得以密封。模套的进出水槽槽口与外接的进出水管为螺纹连接，以保证密封。
该冲压模具的凸模紧固件分为上紧固件和下紧固件，上紧固件为上端密封的筒状结构，其顶部与冲压机的冲头固定连接。下紧固件为中空筒状结构，凸模套在下紧固件内，凸模平板夹在上紧固件与凸模之间。凸模平板与紧固件和凸模的接触平面具有高的光洁度。上紧固件套在下紧固件的外面，并与下紧固件之间为螺纹式连接。当上、下紧固件旋紧之后，凸模及凸模上的平板被牢牢紧固在其间。上紧固件筒内圆周大于凸模平板外周，平板外缘与上紧固件筒状结构的内壁间形成环形通槽，上紧固件内壁与外壁之间开有进液槽和出液槽，进液槽与凸模平板通孔外口相通，出液槽与环形通槽相通。当凸模固定在紧固件中时，进液管可从上紧固件的进液槽插入，并通过凸模压板上的通孔，插进凸模的冷却液槽。从凸模冷却液槽出来的冷却液经平板通槽流入环形通槽，并从与环形通槽相通的上紧固件的出液槽排出。
凸模紧固件的下紧固件内壁为上宽下窄的锥筒结构，凸模套在下紧固件内的部分为与下紧固件内壁形状结构相吻合的、上宽下窄的楔状结构，其两者之间为紧密配合。由于凸模与下紧固件之间的楔状配合，当上、下紧固件旋的越紧时，凸模楔入下紧固件也越紧。由此使得凸模在连续冲压下也不会松动，保证了凸模的定位稳定及准确性。因冷却液在凸模与紧固件中为自由流动，无压力，而且由于此楔状紧密配合及上下紧固件间的螺纹紧密配合，加上平板与凸模和紧固件的接触面的高光洁度，使得在凸模与紧固件内部流动的冷却液得以密封。
本发明冲压模具的凹模紧固件分为上夹板和下夹座，两者之间固定有凹模。下夹座上对应于凹模模具的位置为通槽，通槽中设有一活块，活块上开有一通孔。活块上端面大于凹模模具的下端面，并与之相贴。该活块可通过抽动或摇把摇动等方式在下夹座的通槽中的两个固定位置间作往复运动。当凸模向凹模冲击时，活块处于其中一个固定位置，使得模具型腔对应于活块上端面的通孔以外的平面，以便于模具型腔中坯料的成型；当冲击完毕，坯料成型后，将活块处于另一个固定位置，使活块的通孔与模具型腔处于同一中心轴线，成品脱模并从活块的通孔中掉出。采用这种脱模方式，可保证连续生产，提高生产效率。在成品脱模时，为使成品顺利从活块通孔中掉出，同时防止模具脱掉，活块通孔横截面上的圆周大于模具下端面上其型腔的外缘，小于在此接触面上模具外壁的外缘。
本发明冲孔模具冷却循环用的冷却液为冷却水或其他通用冷却介质。冷却液可通过液泵进行循环。
本发明的热冲孔成型模具可用于各种冲击成型的金属制品，特别是矿山用冲击钻的钎头坯体等。当本发明的模具用于钎头坯体的热冲孔成型时，凸模、凹模相关部分的结构形状为钎头裤体所需的形状。
本发明所提供的矿用钎头坯体热冲孔成型模具由于在模具中设计循环冷却液回路，模具在冲压过程中能够保持稳定温度，从而使得该模具具有比现有技术中的模具长十倍多的使用寿命，并保证了较高的尺寸稳定性，成品合格率可达99％以上。此外，使用本发明的冲压模具，没有繁复的冷却工序，成品也易于脱模，大大保证了生产连续性，有效提高生产效率。
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。
图1模具装配示意图
图2凹模A-A剖视图
图3凹模夹座俯视图
本发明热冲孔成型模具如图1所示，包括凸模9、凹模17及模具紧固件。其中模具紧固件包括凸模紧固件和凹模紧固件。其中：
本发明冲压模具的凸模9分为上下两部分，凸模上部分套在凸模紧固件中，下部分的外形与制品所需的内部形状相一致。凸模9的上端面中心向下开有底端封闭的竖直槽21，该槽可用于通冷却液。凸模9的上端面压有一平板7，平板7上对应于凸模上端面上竖直槽槽口的位置有一通孔4，通孔壁上向外开有通槽3。
该冲压模具的凸模紧固件分为上紧固件5和下紧固件8。上紧固件5为上端密封的筒状结构，其顶部与冲压机的冲头固定连接。下紧固件8为中空筒状结构，凸模9套在下紧固件8内。下紧固件8内壁可以为上宽下窄的锥筒结构，凸模9套在下紧固件内的部分为与下紧固件内壁形状结构相吻合的、上宽下窄的楔状结构，其两者之间为紧密配合。上紧固件5套在下紧固件8的外面，并与下紧固件之间为螺纹式连接。当上、下紧固件旋紧之后，凸模9及凸模上的平板7被牢牢紧固在其间。凸模平板7与凸模紧固件和凸模9的接触平面具有高的光洁度。上紧固件5筒内圆周大于凸模平板7外周，平板7外缘与上紧固件5筒状结构的内壁间形成环形通槽2，上紧固件5内壁与外壁之间开有进液槽6和出液槽1，进液槽6与凸模平板通孔4外口相通，出液槽1与环形通槽2相通。当凸模9固定在紧固件中时，有一进液管从上紧固件5的进液槽6通过平板7的通孔4插入凸模9的竖直槽21，进液管与竖直槽21的槽壁和槽底之间留有间隙。冷却液从该进液管进入凸模内的竖直槽21，并沿进液管与竖直槽的间隙上升，充满竖直槽。之后冷却液再上升通过平板通孔4进入通槽3，并从通槽3进入环形通槽2，再通过与环形通槽2相通的上紧固件5的出液槽1排出。由此对凸模9进行冷却。
如图1所示，本发明冲压模具的凹模17分为模套11和模具20。模具20中心为型腔19，型腔19的结构形状为所需制品的外部结构形状。模套11为中空的筒状结构，并将模具20套在其间。模具20外壁与模套1内壁的形状结构相吻合，模套11的内壁可以为上窄下宽的锥筒结构，凹模模具20的外壁则为上窄下宽的楔状结构，两者之间为紧密配合。
如图1、2所示，在模套11的内壁上，环绕模具20开有冷却液通槽13。模套11内壁与外壁之间分别开有进液槽12和出液槽18，进液槽12和出液槽18均与冷却液通槽13相通。冷却液环绕模具20，对模具进行冷却。冷却液通槽13内，其分别与进液槽12和出液槽18相通的进液口24和出液口22之间，设有隔断23。
本发明冲压模具的凹模紧固件分为上夹板10和下夹座14，两者之间固定有凹模17。如图3所示，下夹座14上对应于凹模模具20的位置为通槽16，通槽16中设有一活块15，活块15上开有一通孔25。活块15上端面大于凹模模具20的下端面，并与之相贴。该活块15在下夹座14的通槽16中的两个固定位置间作往复运动。当凸模9向凹模17冲击时，活块15处于其中一个固定位置，使得模具型腔19对应于活块15上端面的通孔25以外的平面，以便于模具型腔19中坯料的成型；当冲击完毕，坯料成型后，将活块15处于另一个固定位置，使活块的通孔25与模具型腔19处于同一中心轴线，成品脱模并从活块的通孔25中掉出。在成品脱模时，为使成品顺利从活块通孔25中掉出，同时防止模具20脱掉，活块通孔25横截面上的圆周大于模具下端面上其型腔19的外缘，小于在此接触面上模具20外壁的外缘。