专利名称：薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺钉的制造方法及其制造装置，特别是涉及一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法及其装置。
背景技术：
如图1及图2所示，以往的螺钉成型机1具有机台11、装设在机台11上的第一母模12、第二母模13与第三母模14、对应位在等母模12～14的前方且可相对朝该等母模12～14往复冲压的第一公模15、第二公模16与第三公模17、三组对应位在该等母模12～14的后方并对应穿伸于母模12～14中的顶托通出装置18，及三组同步往复移动于该等母模12的前方的夹具装置(图未示)。制造时，将线材19送入该螺钉成型机1中，经过整直、切料成胚料191，再经夹具装置依序夹送至该等母模12～14中，并受相对应的公模15～17进行一系列的冲压锻造，而后将此冲锻后的半成品送至钻床钻制导孔以后，再进行其他后续的搓牙、攻牙等作业制程，以完成制造。
如图2及图3所示，就尚未进行搓牙制程的薄型带扳手导向孔六角承窝头螺钉2的锻造部品而言，该螺钉2具有圆柱形的杆身21，及自杆身21的一端径向凸扩的端头22。该端头22具有形成于端面中央的内六角孔221。该杆身21则具有连接内六角孔221的导向孔211。而该螺钉2在以往的制法上，将会依照所须锻造的螺钉2造型，令上述螺钉成型机1的该等母模12～14及该等公模15～17，搭配界定出须对应成型的模穴的形状。
在设计上，该第一母模12具有面向第一公模15的第一模口121，该第一模口121的一前端缘呈开口朝前锥扩状，而该第一公模15具有对应第一模口121的第一冲头151，该第一冲头151的后端缘呈凹入的圆锥孔状，在该第一模口121与第一冲头151间界定出第一模穴，以冲锻出具有纺锤形端头的第一胚品23。该第二母模13具有一面向第二公模16的第二模口131，该第二模口131具有扩大成一略呈锥状圆柱孔的前段，该第二公模16具有对应第二模口131的第二冲头161，该第二冲头161的后端是呈由中央向后尖锥凸出的尖锥状，在该第二模口131与第二冲头161间界定出第二模穴，以冲锻出具有圆柱形端头且端头的端面中央具有尖锥孔的第二胚品24。该第三母模14具有面向第三公模17的第三模口141，该第三模口141具有直径较大于第二模口131的前段的圆柱孔形的前段，该第三公模17具有对应朝第三模口141凸伸的第三冲头171，该第三冲头171呈端缘中央尖锥的六边形柱体，在该第三模口141与第三冲头171间界定出第三模穴，以冲锻出具有内六角孔221的端头造型的第三胚品25。而该直杆状的胚料191借该等公模15～17及母模12～14的对应冲锻，乃在该等冲头与模口间所形成的模穴中，递次冲压成型为具有纺锤形端头的第一胚品23、具有扁圆形端头的第二胚品24，及具有内六角孔221的端头造型的第三胚品25。最后再对该第三胚品25作二次加工，必须在第三胚品25面向内六角孔221的一端面中心，再以钻床钻制一与内六角孔221同心的导向孔211，才完成搓牙前基本的螺钉2制造。
上述胚品的导向孔211在钻孔加工时，加工人员须将上述大量该等锻造部品，配合钻床以半手工的方式一一将其钻制成具有导向孔211的螺钉2，在加工上相当浪费人力及工时。此外，上述的螺钉2在钻孔加工上，易因钻床的钻头位于尾端的钻唇切边角度不正，或钻头的钻轴歪偏不直，或加工人员的操作不当等因素，而造成导向孔211中心不易对准的缺失。而目前在螺丝产制界中，有关导向孔211所规范的公差非常小，为0.06～0.09mm，因此制造该导向孔211的精度须相对的提高，然而如果当导向孔211的中心偏歪，或是因钻孔加工因素而使得导向孔211的孔径大小误差较大时，该螺钉2就是成为无法使用的瑕疵品，因此以往的制法具有不良率高且成本高等的缺失。
如图4所示，为了避免上述导向孔211在加工上的问题，有的厂商便思考出若是改变第三冲头171的形状，在第三冲头171的后端再凸伸出一段尖柱杆172，成为一多层式阶状的冲头，就能直接对应在第三胚品25上冲锻出该内六角孔221及导向孔211，如此除了可解决上述缺失，更可减少制程，但是截面为六角形的第三冲头171与截面为圆形的尖柱杆172的面积差异过大，因而导致作用应力会集中在其间的交接处，且在实际的锻造上，因该第三冲头171及尖柱杆172是凸伸入胚品中，在冲锻胚品的同时也被变形的胚品挤推，受到胚品的作用力挤压，使第三冲头171及尖柱杆172未留空隙地整个填塞深埋而被夹置在胚品中，使该多层式冲头的交接处于此次成形中会受到更大的压应力，所以当冲锻完成而公模17前移时，该第三冲头171及尖柱杆172会受到拉扯而断裂，根本无法生产，因此在一次冲锻制造上仍有困难的地方。
另外，在上述的锻造制程中，该第三公模17与第三母模14是相对抵贴，且该第三胚品25是位在第三冲头171与第三模口141间密闭的第三模穴中，以微观来看，在冲锻的同时，该第三胚品25会受到冲力作用而变形，且材料的流动将受限于第三模穴中，然而因第三公模17并非固定在第三母模14上，所以于冲锻成型时，该第三公模17也会相对受到第三胚品25的反作用力，而稍微前移离开第三母模14，令第三胚品25具有朝前变形的裕度，而未完全被限位在第三模穴中，因此该第三胚品25子端头面向杆身的端缘角隅251处，并无法相对填充于第三模口141的前段的后缘，也就是第三模穴中形状变化的边角处，而使上述第三胚品25的端缘角隅251处形成一弧角，难以成形为平整表面及垂直夹角。此将影响螺钉在日后的使用性，降低使用效果。
发明内容本发明的目的是提供一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法及其制造装置，能在同一锻造部品成型机中成型一具有薄型带扳手导向孔的六角承窝头的螺钉，能达到制造精度高及降低成本的功效。
本发明提供一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法，其特征在于其包括下述步骤(1)第一锻造模组冲锻将一直杆状的胚料置入一第一母模的一第一模口中，并受一第一公模的一第一冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一纺锤形端头的第一胚品；(2)第二锻造模组冲锻将该第一胚品置入一第二母模的一第二模口中，并受一第二公模的一第二冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第二胚品，且该端头具有一自一端面沿着一中心轴线延伸缩束的锥孔；(3)第三锻造模组冲锻将该第二胚品置入一第三母模的一第三模口中，并受一第三公模的一第三冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第三胚品，该端头具有一自一端面沿着该中心轴线延伸的开孔，该开孔具有沿着该中心轴线依序排列的一靠近该端面的六角孔段、一逐渐缩束的拓拔孔段，及一逐渐尖锥缩合的尖锥孔段；及(4)第四锻造模组冲锻再将该第三胚品置入一第四母模的一第四模口中，并受一第四公模的一第四冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第四胚品，该端头具有一自一端面沿着该中心轴线延伸的开孔，该开孔沿着该中心轴线依序具有一六角孔段、一连接在该六角孔段后端的导引孔段，及一自该导引孔段的一后端逐渐尖锥缩合的锥孔段。
本发明还提供一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造装置，包含一机台、依序装设在该机台上的一第一母模、一第二母模、一第三母模及一第四母模，以及对应位在该等母模的前方且连接动力源的一第一公模、一第二公模、一第三公模及一第四公模；其特征在于该第一母模具有一设于一前端面上的第一模口，该第一模口具有一呈开扩状的前端开口，而该第一公模具有一对应该第一模口的第一冲头，该第一冲头具有一设于后端且呈向前凹入的锥孔；该第二母模具有一面向第二公模的第二模口，该第二模口具有一扩大成一锥状圆柱孔的前段开口，该第二公模具有一对应该第二模口的第二冲头，该第二冲头具有一自后端中央凸出的尖锥；该第三母模具有一面向第三公模的第三模口，该第三模口具有一直径较大于该前段开口的圆柱开孔，该第三公模具有一对应朝该第三模口凸伸的第三冲头，该第三冲头具有一向后凸伸的六边形柱段、一形成于该柱段的一后端缘中央且逐渐缩束的锥颈段，及一自该锥颈段的一端缘向后渐缩束成尖锥状的锥头段；及该第四母模具有一面向第四公模的第四模口，该第四模口具有一直径大于第三模口的圆柱开孔的圆柱开孔，该第四公模具有一对应朝该第四模口凸伸的第四冲头，该第四冲头沿着一中心轴线由前向后依序具有一向后凸伸的延伸段、一自该延伸段的一后端延伸且逐渐朝中间部位弧弯成颈缩状的颈伸段、一连接在该颈伸段的后端的圆柱段，及一自该圆柱段的一端缘向后渐缩束成尖锥状的尖锥段。
本发明较以往螺钉成型机为隹的优点在于一、制造便利利用本发明的螺钉制造方法及制造装置，便可在同一部锻造部品成型机中，以四组模具依序冲压冷锻，就可一贯化地完成在搓牙前所需的作业流程及所要的形状，而不必有另外的车制加工作业，实为一种便利的制造装置。且因在同一部锻造部品成型机中就可完成所需的作业，所以整体的作业时间可大为缩短，对于竞争日渐严重的螺钉业，实为一项节省工时的设计。
二、节省成本承上所述，本发明可在一螺钉成型机中直接锻造成型，而不须另行加工车制，因此可大量减少瑕疵品，降低不良率，以节省成本。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一种以往螺钉成型机的简略机构的俯视剖视示意图。
图2是图1中对应的三母模与三公模的放大剖视图。
图3是一以往螺钉成型流程示意图，说明一胚品经以往螺钉成型机锻造后的变型流程，并在最后的流程中以一假想线表示的钻头示意在一第三胚品中钻制一导向孔。
图4是图1的部份放大剖视图，说明对应的一第三母模与一第三公模，及其间所冲锻的一第三胚品的部份放大图。
图5是本发明螺钉装置的一较隹实施例的部份剖视图，说明对应的四母模与四公模相对关系。
图6是该较隹实施例的部份剖视图，说明对应的一第三母模与一第三公模，及其间所冲锻的一第三胚品的部份放大图。
图7是该较隹实施例的部份剖视图，说明对应的一第四母模与一第四公模，及其间所冲锻的一第四胚品的部份放大图。
图8是一流程示意图，说明胚品经本实施例的该等公模及母模分别锻造后的变形流程。
具体实施方式
如图5、图6及图7所示，本发明的一种螺钉制造装置的第一较隹实施例是包含一机台3、依序装设在该机台3上的一第一母模41、一第二母模42、一第三母模43及一第四母模44，以及对应位在该等母模41～44的前方且可受动力源驱动而相对朝该等母模41～44往复冲压的一第一公模51、一第二公模52、一第三公模53及一第四公模54。至于该螺钉制造装置的其他装置与作动则与以往相同，恕不再冗述。上述该等公模51～54须分别搭配所对应的母模41～44，以依序界定出预定形状的模穴，而锻造成型出所须造型的螺钉，因此在以下说明中，是各别将母模及所对应的公模成组对应地先后顺序说明，也就是将相对的母模及公模视为一组锻造模组。当然，该等母模及公模分别是由复数个不同的模块所组成，在本实施例中只针对界定出成型胚品的模穴来说明，也就是说明每一母模具有一对应公模的模口，及每一公模具有一相对嵌合该模口的冲头。
就第一锻造模组而言，该第一母模41具有一形成于前端面上的第一模口411，该第一模口411具有一位于后方的长直形的后段圆孔412，及一位于前方连接后段圆孔412且呈开扩状的前端开口413。而该第一公模51具有一形成于后端面上并对应该第一模口411的第一冲头511，该第一冲头511具有一形成于后端且逐渐向前缩束的锥孔512。以在相对的第一模口411与第一冲头511间界定出一第一模穴。
就第二锻造模组而言，该第二母模42具有一面向第二公模52的第二模口421，该第二模口421具有一位于后方的长直形的后段圆孔422，及一位于前方且连接该后段圆孔422的前段开口423，该前段开口423是扩大成一锥状圆柱孔。该第二公模52具有一对应第二模口421的第二冲头521，该第二冲头521具有一自后端中央凸出的尖锥522。在该第二模口421与第二冲头521间界定出一第二模穴。
就第三锻造模组而言，该第三母模43具有一面向第三公模53的第三模口431，该第三模口431具有一位于后方的长直形的后段圆孔432，及一位于前方且连通该后段圆孔432的前段圆柱开孔433。该圆柱开孔433的直径较大于第二母模42的前段开口423。该第三公模53具有一伸入塞置在第三模口431的圆柱开孔433的前端上的后抵端531，及一对应朝该第三模口431凸伸进入的第三冲头532，该第三冲头532具有一向后凸伸的六边形柱段533、一形成于该柱段533的后端缘中央且逐渐缩束的锥颈段534，及一自该锥颈段534的端缘向后逐渐缩束成尖锥状的锥头段535。在该第三模口431与第三冲头532间界定出一第三模穴。
就第四锻造模组而言，该第四母模44具有一面向第四公模54的第四模口441，该第四模口441具有一位于后方的长直形的后段圆孔442，及一位于前方且连通该后段圆孔442的前段圆柱开孔443。该圆柱开孔443的直径微大于第三模口431的圆柱开孔433。该第四公模54具有一对应朝第四模口441凸伸的第四冲头541，该第四冲头541沿着一中心轴线由前向后依序具有一向后凸伸的长条延伸段542、一自该延伸段542的后端延伸且逐渐朝中间部位弧弯成颈缩状的颈伸段543、一连接在该颈伸段543的后端的圆柱段544，及一自该圆柱段544的端缘向后逐渐缩束成尖锥状的尖锥段545。该颈伸段543的后端及圆柱段544的截面直径，微小于该第三冲头532的锥颈段534与锥头段535间连接处的直径，该颈伸段543的中间部位的截面直径小于圆柱段544的截面直径。在该第四模口441与第四冲头541间界定出一第四模穴。
如图5及图8所示，本发明的制造方法的一较隹实施例是依照下述步骤进行(1)第一锻造模组冲锻将一直杆状的胚料6置入第一模口411中，并受第一冲头511的对应冲锻，以在第一模穴中锻造出具有纺锤形端头611的第一胚品61。
(2)第二锻造模组冲锻将第一胚品61置入第二模口421中，并受第二冲头521的对应冲锻，以在第二模穴中锻造出具有圆柱形端头621的第二胚品62，且该端头621具有自端面沿着中心轴线延伸缩束的锥孔622。
(3)第三锻造模组冲锻将第二胚品62置入第三模口431中，并受第三冲头532的对应冲锻，以在第三模穴中锻造出具有圆柱形端头631的第三胚品63，该端头631具有自端面沿着中心轴线延伸的开孔632，该开孔632具有沿着中心轴线依序排列的一靠近端面且截面呈六角形的六角孔段633、一截面呈圆形且逐渐缩束的拓拔孔段634，及一锥度较大于拓拔孔段634且逐渐尖锥缩合的尖锥孔段635。
(4)第四锻造模组冲锻再将第三胚品63置入第四模口441中，并受第四冲头541的对应冲锻，以在第四模穴中锻造出第四胚品64。该第四胚品64具有自第三胚品63的开孔632延伸形成的开孔641，该开孔641沿着中心轴线依序具有一与第三胚品63的六角孔段633相同的六角形孔的六角孔段642、一连接在该六角孔段642后端且截面呈圆形的导引孔段643，及一自该导引孔段643的后端逐渐尖锥缩合的锥孔段644。
如图6及图7所示，在上述的第三锻造模组冲锻制程中，该第三冲头532的后抵端531是伸入塞堵在第三模口431的前端上，而使成形第三胚品63的第三模穴成为一密闭空间，所以于冲锻的同时，该第三胚品63将完全填充在该第三模穴中，而不具离开第三模穴的裕度，使第三胚品63于一端头面向一杆身的端缘角隅636能成形为平整的表面及垂直夹角，具有充实完整的外型。该第三胚品63的拓拔孔段634及尖锥孔段635，是用来导引第四冲头541冲锻，且该第四冲头541的颈伸段543的颈缩设计，可与第四胚品64间形成间隙，减少与第四胚品64接触的面积，能方便冲锻前后该第四冲头541的进出，延长第四冲头541的使用寿命。该第三冲头532的锥颈段534与锥头段535间连接处的直径，微大于第四冲头541的圆柱段544的截面直径，而使所形成的拓拔孔段634的直径大于圆柱段544的直径，以界定出可容置第四胚品64于第四冲头541冲锻时胚品材料变形而流动充填的间隙，因此在冲锻时，当该第四冲头541冲锻伸入第四胚品64，而使该第四胚品64位于第四冲头541的圆柱段544及尖锥段545周围的部份，会被相对挤压而变形贴靠在该第四冲头541外围，惟因先前预留有间隙公差，因此第四冲头541不致被埋陷夹挤在第四胚品64中，而能顺利地退出第四胚品64外，不会产生拉扯断裂的情形。
权利要求
1.一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法，其特征在于其包括下述步骤(1)第一锻造模组冲锻将一直杆状的胚料置入一第一母模的一第一模口中，并受一第一公模的一第一冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一纺锤形端头的第一胚品；(2)第二锻造模组冲锻将该第一胚品置入一第二母模的一第二模口中，并受一第二公模的一第二冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第二胚品，且该端头具有一自一端面沿着一中心轴线延伸缩束的锥孔；(3)第三锻造模组冲锻将该第二胚品置入一第三母模的一第三模口中，并受一第三公模的一第三冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第三胚品，该端头具有一自一端面沿着该中心轴线延伸的开孔，该开孔具有沿着该中心轴线依序排列的一靠近该端面的六角孔段、一逐渐缩束的拓拔孔段，及一逐渐尖锥缩合的尖锥孔段；及(4)第四锻造模组冲锻再将该第三胚品置入一第四母模的一第四模口中，并受一第四公模的一第四冲头的对应冲锻，以锻造出一具有一端头的第四胚品，该端头具有一自一端面沿着该中心轴线延伸的开孔，该开孔沿着该中心轴线依序具有一六角孔段、一连接在该六角孔段后端的导引孔段，及一自该导引孔段的一后端逐渐尖锥缩合的锥孔段。
2.一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造装置，包含一机台、依序装设在该机台上的一第一母模、一第二母模、一第三母模及一第四母模，以及对应位在该等母模的前方且连接动力源的一第一公模、一第二公模、一第三公模及一第四公模；其特征在于该第一母模具有一设于一前端面上的第一模口，该第一模口具有一呈开扩状的前端开口，而该第一公模具有一对应该第一模口的第一冲头，该第一冲头具有一设于后端且呈向前凹入的锥孔；该第二母模具有一面向第二公模的第二模口，该第二模口具有一扩大成一锥状圆柱孔的前段开口，该第二公模具有一对应该第二模口的第二冲头，该第二冲头具有一自后端中央凸出的尖锥；该第三母模具有一面向第三公模的第三模口，该第三模口具有一直径较大于该前段开口的圆柱开孔，该第三公模具有一对应朝该第三模口凸伸的第三冲头，该第三冲头具有一向后凸伸的六边形柱段、一形成于该柱段的一后端缘中央且逐渐缩束的锥颈段，及一自该锥颈段的一端缘向后渐缩束成尖锥状的锥头段；及该第四母模具有一面向第四公模的第四模口，该第四模口具有一直径大于第三模口的圆柱开孔的圆柱开孔，该第四公模具有一对应朝该第四模口凸伸的第四冲头，该第四冲头沿着一中心轴线由前向后依序具有一向后凸伸的延伸段、一自该延伸段的一后端延伸且逐渐朝中间部位弧弯成颈缩状的颈伸段、一连接在该颈伸段的后端的圆柱段，及一自该圆柱段的一端缘向后渐缩束成尖锥状的尖锥段。
全文摘要
一种薄型带扳手导向孔六角承窝头的螺钉的制造方法及其制造装置，包含四组对应冲锻且造型不同的母模及公模，以令一直杆状的胚料依序进入该等母模内，并被相对应的公模冲锻，使胚料依序被冲锻成具有纺锤形端头的第一胚品、具有圆柱形端头且端缘中央具有锥孔的第二胚品、由端缘向内依序具有内六角孔、圆柱形孔与尖锥孔的第三胚品，及具有内六角孔及连通内六角孔的导向孔的第四胚品，使螺钉可在同一部锻造部品成型机中完成搓牙前所需的部品，而不必作另外的车制加工作业，具有相当便利及节省工时的功效。
文档编号B21K1/00GK1481949SQ0213165
公开日2004年3月17日 申请日期2002年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者张允得 申请人:福光企业股份有限公司