萬向接頭的母結合件的成型方法及其裝置與流程

2023-12-01 03:56:01

本發明涉及一種成型方法及其裝置，特別是涉及一種萬向接頭的母結合件的成型方法及其裝置。

背景技術：

手工具在使用時，常會受限於過度窄小且轉折過多的使用空間而無法將手工具伸入操作，一般使用者在面臨此一問題時會通過加裝一個萬向接頭來克服。參閱圖1，一般的萬向接頭1包含一公結合件11、一個一端樞接該公結合件11的連接件12，及一樞接於該連接件12的另一端的母結合件13。該公結合件11及該母結合件13未連接該連接件12的一端可分別結合手工具及其配件(圖未示)，而該公結合件11及該母結合件13的轉軸是相互垂直，使該公結合件11及該母結合件13可相對於該連接件12朝相互垂直的方向樞轉，藉此使手工具能有更高的自由度，以供使用者伸入狹小且轉折多的使用空間進行操作。

一般的母結合件13包括一個座體部131、兩相間隔地設置於該座體部131的同一端上的凸耳部132，及一個開設於該座體部131上且貫穿該座體部131的貫孔133。該座體部131及所述凸耳部132相配合界定出一個供該連接件12的一端置入的活動槽134。該母結合件13一般是全程以切削加工的方式製成，故材料利用率低並會導致成本上升及資源的浪費，而坯料在切削過程中也會因為連續性被破壞而使製成的成品強度下降，此外，切削加工是對坯料進行往復除料的加工方式，當欲成型的形狀較複雜時，需經多個道次以對坯料的不同方向進行往復切削，費時費工。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種可提高材料利用率、提升成品強度，且減少加工時間的成型方法。

本發明萬向接頭的母結合件的成型方法，該成型方法包含一個備 料步驟、一個預鍛步驟、一個凸耳加工步驟，及一個通孔加工步驟。在該備料步驟中，準備一個設定長度的柱狀坯料。在該預鍛步驟中，將該柱狀坯料置於一個預鍛模具中，使該柱狀坯料成型為一個預鍛件。在該凸耳加工步驟中，將該預鍛件置於一個凸耳成型模具中，使該預鍛件形成一個座體部，及兩個相間隔地形成於該座體部同一端的凸耳部，所述凸耳部及該座體部相配合形成一個活動槽。在該通孔加工步驟中，將該預鍛件的座體部朝上地置於一個通孔成型模具中，並以除料方式於該座體部上成型出一個縱向貫通該座體部的貫孔。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型方法，其中，在該通孔加工步驟中，每一個凸耳部位於兩相反側的側緣受擠壓而分別形成一個延伸至該座體部的斜面段，且每一個凸耳部是朝遠離該座體部的方向逐漸收合，且每一個斜面段是連接該座體部。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型方法，該成型方法還包含一個介於該預鍛步驟及該凸耳加工步驟間的凹處加工步驟，在該凹處加工步驟，是將該預鍛件置於一個凹處成型模具，使該預鍛件的兩端分別成型出一個凹陷部。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型方法，該成型方法還包含一個介於該凸耳加工步驟及該通孔加工步驟間的預斜鍛步驟，在該預斜鍛步驟中，將該預鍛件置於該預斜鍛模具中，使每一個凸耳部位於兩相反側的側緣受擠壓而分別形成一個預傾斜段，每一個凸耳部是朝遠離該座體部的方向逐漸收合，每一個預傾斜段朝向該座體部的一端是未連接該座體部。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型方法，該成型方法還包含一個介於該預斜鍛步驟及該通孔加工步驟間的預鍛孔步驟，在該預鍛孔步驟中，將該預鍛件置入一個預鍛孔模具中，使該預鍛件朝向上方的凹陷部進一步受到擠壓而形成一個向內凹陷，且深度大於該凹陷部的盲孔，並使每一個預傾斜段受擠壓而進一步形成一個第二傾斜段，每一個凸耳部的所述第二傾斜段遠離該座體部一端間的距離是小於所述預傾斜段遠離該座體部一端間的距離，每一個第二傾斜段朝向該座體部的一端是未連接該座體部，在該通孔加工步驟中，是將該預鍛件的盲孔朝上地置入該通孔成型模具中。

本發明的另一目的，即在提供一種可提高材料利用率、提升成品強度，且減少加工時間的萬向接頭的母結合件的成型裝置。

本發明萬向接頭的母結合件的成型裝置，用於加工一個柱狀坯料；該成型裝置包含一個預鍛模具、一個凸耳成型模具，及一個通孔成型模具。該預鍛模具包括一個用於容置該柱狀坯料的預鍛母模，及一個可相對於該預鍛母模往復移動以成型出一個預鍛件的預鍛公模。該凸耳成型模具包括一個容置該預鍛件的凸耳成型母模，及一個可相對於該凸耳成型母模往復移動的凸耳成型公模。該凸耳成型母模具有一個模穴，該模穴具有一個座體區，及兩個連接該座體區且分別位於該凸耳成型公模的兩側的凸耳區。該通孔成型模具包括一個用於容置該預鍛件的通孔成型母模，及一個可相對於該通孔成型母模往復移動的通孔成型公模。該通孔成型母模具有一個圍繞出一個容置該預鍛件的成型槽的通孔成型母模體，及一個伸置於該成型槽中的通孔成型母模仁。該通孔成型公模具有一個朝向該通孔成型母模體且呈中空狀而圍繞出一個退料槽的通孔成型公模仁。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型裝置，其中，該通孔成型母模體具有四個相間隔且對稱地傾斜設置的斜面段，所述斜面段是朝遠離該通孔成型公模的方向逐漸收合。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型裝置，該成型裝置還包含一個凹處成型模具，該凹處成型模具包括一個用於容置該預鍛件的凹處成型母模，及一個可相對於該凹處成型母模往復移動的凹處成型公模，該凹處成型母模具有一個凹處成型母模體，及一個設置於該凹處成型母模體內的凹處成型母模仁，該凹處成型母模仁與該凹處成型母模體相配合界定出一個容置該預鍛件的容置槽，該凹處成型母模仁末端具有一個朝該凹處成型公模方向延伸的第一凸塊部，該凹處成型公模的末端具有一個朝該凹處成型母模方向延伸的第二凸塊部。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型裝置，該成型裝置還包含一個預斜鍛模具，該預斜鍛模具包括一個用於容置該預鍛件的預斜鍛母模，及一個可相對於該預斜鍛母模往復移動的預斜鍛公模，該預斜鍛母模具有一個朝向該預斜鍛公模的末端部，及四個相間隔且對稱地傾斜設置的預斜鍛部，所述預斜鍛部是朝該預斜鍛公模的方向逐漸 收合，該預斜鍛公模具有一個模仁部，及一個由該模仁部末端朝該末端部延伸的凸伸部。

較佳地，前述萬向接頭的母結合件的成型裝置，該成型裝置還包含一個預鍛孔模具，該預鍛孔模具包括一個用於容置該預鍛件的預鍛孔母模，及一個可相對於該預鍛孔母模往復移動的預鍛孔公模，該預鍛孔母模包括一個朝向該預鍛孔公模的衝杆部，及四個相間隔且對稱地傾斜設置的第二斜鍛部，所述第二斜鍛部是朝該預鍛孔公模的方向逐漸收合。

本發明的有益效果在於：依據上述步驟可將該坯料成型為一萬向接頭的母結合件，且不需經二次切削加工，可提升材料利用率，並節省加工時間及道次。

附圖說明

圖1是一側視圖，說明一萬向接頭；

圖2是一示意圖，說明本發明萬向接頭的母結合件的成型裝置的一實施例；

圖3是一剖視圖，說明本實施例中的一預鍛模具；

圖4是一剖視圖，說明本實施例中的一凹處成型模具；

圖5是一剖視圖，說明本實施例中的一凸耳成型模具；

圖6是一剖視圖，說明本實施例中的一預斜鍛模具；

圖7是一剖視圖，說明本實施例中的一預鍛孔模具；

圖8是一剖視圖，說明本實施例中的一通孔成型模具；

圖9是一流程圖，說明本發明萬向接頭的母結合件的成型方法的一實施例；

圖10是一側視圖，說明本實施例成型出的一萬向接頭的母結合件；及

圖11是一側視圖，輔助說明圖10。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

參閱圖2，為本發明萬向接頭的母結合件的成型裝置的一實施例包含一預鍛模具2、一凹處成型模具3、一凸耳成型模具4、一預斜鍛 模具5、一預鍛孔模具6，及一通孔成型模具7。

參閱圖3，該預鍛模具2包括一預鍛母模21，及一可相對於該預鍛母模21往復移動的預鍛公模22。參閱圖4，該凹處成型模具3包括一凹處成型母模31，及一可相對於該凹處成型母模31往復移動的凹處成型公模32。該凹處成型母模31具有一凹處成型母模體311，及一設置於該凹處成型母模體311內的凹處成型母模仁312。該凹處成型母模體311與該凹處成型母模仁312相配合界定出一可供該凹處成型公模體32末端伸入的容置槽313。該凹處成型母模仁312末端具有一朝該凹處成型公模32方向延伸的第一凸塊部314。該凹處成型公模32的末端具有一朝該凹處成型母模31方向延伸的第二凸塊部321。

參閱圖5，該凸耳成型模具4包括一具有一模穴40的凸耳成型母模41，及一可相對於該凸耳成型母模41往復移動的凸耳成型公模42。該模穴40可供該凸耳成型公模42的末端伸置，並具有一座體區401，及兩彼此相間隔並連接該座體區401，且分別位於該凸耳成型公模42之兩側的凸耳區402。

參閱圖6，該預斜鍛模具5包括一預斜鍛母模51，及一可相對於該預斜鍛母模51往復移動的預斜鍛公模52。該預斜鍛母模51具有一朝向該預斜鍛公模52的末端部511，及四個相間隔地傾斜設置且朝該預斜鍛公模52的方向逐漸收合的預斜鍛部512(因視角關係故圖6中是以虛線顯示其中兩個)。該預斜鍛公模52具有一模仁部521，及一由該模仁部521末端朝該預斜鍛母模51的末端部511延伸的凸伸部522。該模仁部521及該凸伸部522間界定出兩分別位於該模仁部521兩側的段差523。

參閱圖7，該預鍛孔模具6包括一預鍛孔母模61，及一可相對於該預鍛孔母模61往復移動的預鍛孔公模62。該預鍛孔母模61包括一朝向該預鍛孔公模62的衝杆部611，及四個相間隔地傾斜設置且朝該預鍛孔公模62的方向逐漸收合的第二斜鍛部612(因視角關係故圖7中是以虛線顯示其中兩個)。

參閱圖8，該通孔成型模具7包括一通孔成型母模71，及一可相對於該通孔成型母模71往復移動的通孔成型公模72。該通孔成型母模71具有一圍繞出一成型槽710的通孔成型母模體711，及一伸置於 該成型槽710中的通孔成型母模仁712。該通孔成型母模體711具有四個相間隔地傾斜設置且朝該通孔成型公模72的方向逐漸收合的斜面段713(因視角關係故圖8中是以虛線顯示其中兩個)。該通孔成型公模72具有一朝向該通孔成型母模體711且呈中空狀而圍繞出一退料槽720的通孔成型公模仁721。

參閱圖9，為本發明萬向接頭的母結合件的成型方法的一實施例，是利用上述萬向接頭的母結合件的成型裝置予以進行，因此本實施例中所述及的裝置結構，即是上述萬向接頭的母結合件的成型裝置的實施例，故在此不多加贅述。該成型方法包含一備料步驟81、一預鍛步驟82、一凹處加工步驟83、一凸耳加工步驟84、一預斜鍛步驟85、一預鍛孔步驟86，及一通孔加工步驟87。

在該備料步驟81中，準備一設定長度的柱狀坯料(圖未示)。參閱圖3及圖9，在該預鍛步驟82中，將該柱狀坯料置於該預鍛模具2之預鍛母模21中，再將該預鍛公模22朝該預鍛母模21移動並對合，以將該坯料鍛造成型為一設定長度的預鍛件9。參閱圖4及圖9，在該凹處加工步驟83中，是將該預鍛件9置於該凹處成型母模31的該容置槽313內，配合該凹處成型公模32，使該預鍛件9的兩端分別被該凹處成型母模31的第一凸塊部314及該凹處成型公模32的第二凸塊部321壓印出一凹陷部91，並使該預鍛件9的外徑增加。

參閱圖5及圖9，在該凸耳加工步驟84中，將該預鍛件9置於該凸耳成型母模41的模穴40中，並配合該凸耳成型公模42將該預鍛件9成型出一與該座體區401相配合的座體部92，及兩分別與所述凸耳區402相配合且彼此相間隔，並連接該座體部92的凸耳部93。該座體部92及所述凸耳部93間界定出一用以供連接件(圖未示)活動的活動槽94。成型後該預鍛件9的外徑增加。

參圖6及圖9，在該預斜鍛步驟85中，將該預鍛件9以與前一步驟上下相反的方向置於該預斜鍛母模51中，使該預斜鍛母模51的末端部511是頂抵於該預鍛件9的座體部92且位於所述凸耳部93間，所述預斜鍛部512分別頂抵所述凸耳部93位於兩相反側的側緣。將該預斜鍛母模51與該預斜鍛公模52對合，使該預斜鍛公模52的凸伸部522是由頂抵該預鍛件9剩餘的一凹陷部91的外緣，進一步擠 壓該凹陷部91，迫使所述凸耳部93分別填滿所述段差523。而每一凸耳部93位於兩相反側的側緣受擠壓而分別形成一預傾斜段95，每一凸耳部93的所述預傾斜段95間的距離是朝遠離該座體部92的方向逐漸減少，使該凸耳部93是朝遠離該座體部92的方向逐漸收合，且每一預傾斜段95朝向該座體部92的一端是未連接該座體部92。成型後該預鍛件9的外徑增加且內徑不變，而該座體部92的高度亦增加。該預斜鍛步驟85是用於減緩傾斜特徵的加工難度，並確保加工精度。

參閱圖7及圖9，在該預鍛孔步驟86中，是將該預鍛件9以與上一步驟相同的方向置入該預鍛孔母模61中，使該衝杆部611頂抵該座體部92且位於所述凸耳部93間，並使所述第二斜鍛部612分別頂抵所述預傾斜段95(見圖6)。將該預鍛孔母模61與該預鍛孔公模62配合，使該預鍛孔公模62擠壓該預鍛件9的凹陷部91(見圖6)，使該凹陷部91進一步形成一向內凹陷且深度大於該凹陷部91的盲孔96。而所述預傾斜段95分別受到所述第二斜鍛部612的擠壓而分別形成第二傾斜段97。每一凸耳部93的所述第二傾斜段97間的距離同樣是朝遠離該座體部92的方向逐漸減少，且每一第二傾斜段97朝向該座體部92的一端依然是未連接該座體部92。成型後該預鍛件9的外徑增加而內徑不變，所述凸耳部93高度增加，該座體部92高度亦增加。該預鍛孔步驟86可減緩加工難度，並確保成型精度。

參閱圖8及圖9，在該通孔加工步驟87中，是將該預鍛件9的盲孔96(見圖7)朝上地置入該通孔成型母模體711的成型槽710內，並使該通孔成型母模仁712頂抵該預鍛件9。當合模時，該通孔成型公模仁721是卡置該預鍛件9的盲孔96的外緣，並持續將該預鍛件9向下推擠，而固定不動的通孔成型母模仁712配合向下移動的退料槽720，將該預鍛件9的座體部92貫通，使該預鍛件9成型出一貫通該座體部92且連通該活動槽94的貫孔98。而所述斜面段713分別擠壓所述第二傾斜段97(見圖7)，使該預鍛件9成型出四個連接該座體部92的斜面段99(因視角關係故圖8中是以虛線顯示其中兩個)，每一凸耳部93是向外逐漸收合，且每一斜面段99是連接該座體部92。成型後，該預鍛件9的外徑增加而內徑不變，所述凸耳部93高度增加， 該貫孔98內徑與該盲孔96相同。

參閱圖10及圖11，通過上述步驟可成型出一萬向接頭的母結合件A，該母結合件A包含一圍繞出一貫孔98的座體部92、兩相間隔地設置於該座體部92的一側的凸耳部93，及四個分別形成於所述凸耳部93位於兩相反側的側緣且連接該座體部92並傾斜設置的斜面段99。每一凸耳部93的所述斜面段99間的距離是如圖11所示地朝遠離該座體部92的方向逐漸減少，使每一凸耳部93是向外逐漸收合。此種成型方法不需經過二次切削加工，可避免破壞金屬連續性而增加成品強度，並提高材料利用率及減少加工時間。

綜上所述，通過上述步驟可將該坯料成型為一母結合件A，且不需經切削製程，因此可提高材料利用率及可避免破壞材料的連續性，並節省加工時間及道次，故確實能達成本發明的目的。