专利名称：花齿螺栓的成型模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺栓的的成型模具，尤其是涉及一种平头花齿螺栓的成型模具。
背景技术：
目前，齿形螺栓的成型方法多由如下几步组成加工螺栓毛坯一在滚丝机上用滚丝轮滚压成型齿型一滚压螺纹得到成品。采用此种设备成型齿形螺栓，加工效率低、工序长、成本高
实用新型内容
本实用新型的目的是，针对现有技术的设备对花齿螺栓进行花齿成型，加工效率低、工序长、成本高的不足，提供一种加工效率高、操作简单，成本低的齿形螺栓的成型模具。本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的一种花齿螺栓的成型模具，包括初镦模具、精镦模具及花齿成型模具，所述的初镦模具包括初镦阳模和初镦阴模，所述的精镦模具包括精镦阳模和初镦阴模，所述的花齿成型模具包括精镦阳模和花齿组合阴模；所述的初镦阳模设置有同轴且相连通的初镦阳模头部型腔和供压块滑落的阳模内孔，所述的初镦阳模头部型腔为小径端直径dl大于所述花齿螺栓的螺栓杆的直径的圆锥孔，所述的初镦阳模头部型腔的小径端与所述的阳模内孔相连通；所述垫块为直径小于等于所述花齿螺栓的螺栓杆的直径的圆柱体；所述的初镦阴模设置有同轴且相连通的初镦阴模头部型腔和初镦阴模杆部型腔，所述的初镦阴模头部型腔为圆锥孔，所述的初镦阴模头部型腔的小径端与所述的镦阴模杆部型腔的相连通，所述的初镦阴模头部型腔的大径D小于所述花齿螺栓的头部最大直径D2 ；所述的精镦阳模为设置有圆柱体的实芯模，其圆柱体部分的直径大于等于所述的花齿螺栓头部最大直径D2 ；所述的花齿组合阴模设置有同轴且相连通的螺栓花齿型腔和精镦螺栓杆型腔，所述的螺栓花齿型腔与所述的花齿螺栓的花齿头部外型相匹配；进一步地，所述的初镦阴模头部型腔的锥角β为45-80° ；进一步地，所述的初镦阳模头部型腔的锥角α为8-13° ;进一步地，所述的初镦阳模的大径端直径Dl为所述花齿螺栓的螺栓杆直径的
I.2-1. 3倍，其小径端直径dl为所述花齿螺栓的螺栓杆直径的1-1. 2倍；进一步地，所述的精镦螺栓杆型腔和所述的初镦阴模杆部型腔的直径均与所述的花齿螺栓的螺栓杆的直径相同，公差与所述的花齿螺栓的螺栓杆的公差等级相同或高于所述的花齿螺栓的螺栓杆的公差等级，所述的精镦螺栓杆型腔和所述的初镦阴模杆部型腔的长度均大于所述的花齿螺栓的螺栓杆的长度，而小于所述的花齿螺栓的螺栓杆的长度与所述的垫块的长度之和；进一步地，所述的初镦阳模头部型腔的深度大于所述初镦阴模头部型腔的的深度，所述的初镦阳模头部型腔的深度与所述初镦阴模头部型腔的深度之和大于所述的花齿螺栓的头部的高度，所述的初镦阴模头部型腔的锥角β大于所述的初镦阳模头部型腔的锥角α。采用本实用新型结构的模具进行花齿螺栓成型，不仅加工效率高、成本低，且在成型过程中不产生重叠，确保了镦制螺栓的成品率。
图I为本实用新型成型模具初镦阳模实施例结构示意图；图2为本实用新型成型模具初镦阴模实施例结构示意图；图3为本实用新型成型模具精镦阳模实施例结构示意图；图4为本实用新型成型模具花齿组合阴模实施例结构示意图；图5为本实用新型成型模具花齿阴模齿形局部放大示意图；图6为本实用新型花齿螺栓实施例结构示意图；图7a为采用本实用新型方法进行初镦形成第一圆台组合体头部工作状态实施例示意图；图7b为采用本实用新型方法形成的头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯实施例结构示意图；图8a为采用本实用新型方法进行第二次镦形成第二圆台组合体头部工作状态实施例示意图；图Sb为采用本实用新型方法形成的头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯实施例结构示意图；图9a为采用本实用新型模具进行花齿成型镦形成齿形头部工作状态实施例示意图；图9b为采用本实用新型方法进行第二次镦形成第二圆台组合体头部工作状态实施例示意图。附图标记说明I-初镦阳模 2-初镦阴模 3-垫块 4-精镦阳模 5-花齿组合阴模 6_初镦阳模头部型腔 7-初镦阴模头部型腔 8-初镦阴模杆部型腔 11-第一圆台组合体12-第二圆台组合体13-初镦阳模内孔14-螺栓花齿型腔15-精镦螺栓杆型腔16-花齿段17-合金模芯18-头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯19-头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯20-花齿螺栓毛坯21-第一圆台22-第一圆角23-第一倒圆台24-第二倒圆台25-第二圆角 26-第三圆角 27-第三倒圆台28-支撑面 29-光杆30-圆角
具体实施方式
以下结合附图1-6、图7a_9a及图7b_9b及实施例对本实用新型作进一步的描述[0032]如图1-4及图7 a所示，本实用新型花齿螺栓成型模具由初镦阳模I、初镦阴模2、精镦阳模4、花齿组合阴模5及垫块3组成。如图I和图7b所示，初镦阳模I设置有供压块滑落的初镦阳模内孔13和使螺栓头部初步成型的初镦阳模头部型腔6，初镦阳模头部型腔6设置在初镦阳模I的一端，与初镦阳模内孔13同轴相连通，初镦阳模头部型腔6为圆锥孔。初镦阳模头部型腔6的小径端直径dl也就是初镦阳模内孔13的直径大于等于螺栓杆的直径，最好是螺栓杆直径的1-1. 2倍，它的大径端直径Dl最好是螺栓杆直径的I. 2 I. 3倍，锥角α为8° -13°，初镦阳模头部型腔6的大径端设置在初镦阳模I的端面处。这样设置初镦阳模头部型腔6的目的是，使初镦时料材的头部缓慢变形，防止镦制过程中产生折叠，因为在镦制过程中，禁止折叠现象的发生。同时获得头部为圆弧形的第一圆台21。如图2、图6所示，初镦阴模2设置有初镦阴模头部型腔7和初镦阴模杆部型腔8，初镦阴模头部型腔7和初镦阴模杆部型腔8同轴相连通，初镦阴模杆部型腔8为直径和公差与所加工花齿螺栓的螺栓杆的直径和公差相同的直通孔，初镦阴模头部型腔7为圆锥孔，其大端直径D比花齿螺栓头部最大直径D2小，通常小O. 5-2mm，其锥角β为45° -80°，·此锥角β，可防止在后续的镦制过程中，在支撑面28产生环槽缺陷。大径端在初镦阴模2的端面处。如图3所示，精镦阳模4具有大于花齿螺栓螺栓杆直径的圆柱段；防止在后续的成型工序中，在螺栓的上端面产生折叠。如图4所示，花齿组合阴模5的一端设置有与花齿螺栓的花齿段16相匹配的螺栓花齿型腔14和精镦螺栓杆型腔15，精镦螺栓杆型腔15与初镦阴模杆部型腔相同，螺栓花齿型腔14和精镦螺栓杆型腔15同轴相连通。如图7a所示，垫块3为直径小于等于螺栓杆直径的柱体；精镦螺栓杆型腔15及初镦阴模杆部型腔8的长度均大于螺栓杆的长度但小于等于螺栓杆的长度与垫块3的长度之和，这样镦制螺栓时，可防止初镦阴模2和花齿组合阴模5因受力变型，同时保证螺栓杆部都在精镦螺栓杆型腔15或初镦阴模杆部型腔8内，螺栓杆不会弯曲。为防止和减少在镦制过程中花齿组合阴模5的螺栓花齿型腔14因反复受力而变型，增加花齿组合阴模5的使用次数，螺栓花齿型腔14的材质为合金，通常采用设置有与螺栓齿型相匹配的齿型孔的合金模芯I 7过盈压入花齿组合阴模5内形成。本实用新型的镦制设备可以是双击冷镦机、冲床或压力机等压力设备。最好采用多工位冷镦机作为镦制设备，这样效率高，自动化程度高。实施例I下面以在多工位冷镦机上镦制半螺纹花齿螺栓毛坯为例对本实用新型模具和镦制方法做进一步说明在多工位冷镦机上镦制需要初镦阳模I 一件，初镦阴模2两件，精镦阳模4两件，花齿组合阴模5 —件。先分别把初镦阳模I和初镦阴模2 —件安装在多工位冷镦机的第一工位上，初镦阳模头部型腔6和初镦阴模头部型腔7相对同轴设置；精镦阳模4 一件和初镦阴模2 —件安装在多工位冷镦机的第二工位上，初镦阴模头部型腔7和精镦阳模4的圆柱体同轴相对设置；精镦阳模4 一件和花齿组合阴模5安装在多工位冷镦机第三工位上，螺栓花齿型腔14与精镦阳模相对同轴设置，上述模具安装并紧固完毕按如下方法进行镦制准备料材该料材的单件长度为螺栓杆部长度与螺栓头部用料长度之和，螺栓头部用料按体积不变的原理计算得到。料材的直径和公差与螺栓光杆29的直径和公差相同。如图7a和7b所示，经过校直并切断的料材被机械手放入第一工位的初镦阴模2中，放入垫块3，调整料材在初镦阴模杆部型腔8中的长度，使之等于螺栓杆的长度，用支撑装置支撑住垫块3，开启多工位冷镦机进行初镦。在初镦阳模I和初镦阴模2的作用下，料材的顶部变形，得到具有第一圆台组合体头部的螺栓毛坯18。此第一圆台组合体11是底部设置有第一圆角22的第一圆台21连接第一倒圆台23而成的整体。也就是,第一圆台21和第一倒圆台23通过圆弧连接成第一圆台组合体11，在第一圆台21的顶部设置有圆角30。采用此种结构的螺栓毛坯头部，可防止在镦制过程中产生折叠、环槽等缺陷。如图8a和Sb所示，将头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯18送入位于第二工位的初镦阴模2中，用垫块3和支撑装置调整并支撑头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯18的位 于初镦阴模杆部型腔8的长度，使之等于螺栓杆的长度，开启多工位冷镦机进行二镦。在精镦阳模4和初镦阴模2的作用下第一圆台组合体11变形为第二圆台组合体12，得到头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19。该第二圆台组合体12由底部设置有第三圆角26、顶部设置有第二圆角25的第二倒圆台24连接第三倒圆台27而成。也就是，头部设置有第二圆角的第二倒圆台24通过圆弧与第三倒圆台27相连接成一体。在此镦制过程中，由于所用的阴模没有变化，仍为初镦阴模2，而采用精镦阳模4与初镦阴模2组合，用精镦阳模4的大于花齿螺栓螺栓杆直径的圆柱段对第一圆台组合体11的头部进行镦制，所以可获得头部直径大于头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯18的头部直径的第二圆台组合体12，从而获得头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19，这样，螺栓毛坯经过初镦和二镦，其头部逐渐变大，减小了螺栓毛坯最终成型的高径比，有效地防止镦制过程中发生重叠。如图9a和9b所示，将头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19送入位于第三工位的花齿组合阴模5内，用垫块3和支撑装置调整并支撑头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19的位于精镦螺栓杆型腔的长度，使之等于螺栓杆的长度，开启设备进行成型镦，在精镦阳模4和花齿组合阴模5的作用下工件由头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19变形成为花齿螺栓毛坯20。花齿螺栓毛坯20再经过挤细模挤细螺纹坯径或经过磨削螺纹坯径，然后在搓丝机或滚丝机上成形螺纹，得到如图6所示的成品花齿螺栓。对于料材的直径，也就是当所镦制的是中径杆型或全螺纹螺栓，光杆是螺纹滚前的滚丝坯径，直接滚压螺纹即可完成螺栓加工，如果是大径杆型的螺栓，光杆是螺栓的杆部尺寸，螺纹部分还需要先挤细到滚丝坯径，然后再滚压螺纹，本实施例是大径杆型的螺栓，螺栓光杆就是成型螺栓最终的杆的尺寸实施实例2以在双击冷镦机与冲床结合或双击冷镦机与压力机结合上成型花見螺栓为例，对本实用新型做进一步详细介绍。选择在双击冷镦机和冲床/压力机上成型本花齿螺栓，需要初镦阳模一件，初镦阴模一件，精镦阳模一件，花齿组合阴模一件。初镦阳模和精镦阳模分别安装在双击冷镦机滑块上相应阳模孔中，初镦阴模安装在阴模孔中。花齿阴模安装在冲床或压力机上。准备料材同实施例I ;放入垫块3调整料材在初镦阴模2中的长度使之等于螺栓杆的长度，用支撑装置支撑住垫块3，如图7a和7b所示，将料材送入初镦阴模内，用垫块3调整料材位于初镦阴模杆部型腔8中的长度，使之等于螺栓杆的长度，用支撑装置支撑住垫块3 ;调整设备，使初镦阳模对正初镦阴模，在初镦阳模和初镦阴模的作用下，得到头部为第一圆台组合体的螺栓毛坯18，再将精镦阳模对正初镦阴模，在精镦阳模和初镦阴模的作用下得到头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19，将头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19放入花齿组合阴模内，头部为第二圆台组合体的螺栓毛坯19在冲床滑块和花齿组合阴模的作用下变形成为花齿螺栓毛坯20。花齿螺栓毛坯20再经过挤细模挤细螺纹坯径或经过磨削螺纹坯径，然后在搓丝机或滚丝机上成形螺纹，得到成品花齿螺栓。·
权利要求1.花齿螺栓的成型模具，其特征在于，包括初镦模具、精镦模具及花齿成型模具，所述的初镦模具包括初镦阳模(I)和初镦阴模(2)，所述的精镦模具包括精镦阳模(4)和初镦阴模(2)，所述的花齿成型模具包括精镦阳模(4)和花齿组合阴模(5)； 所述的初镦阳模(I)设置有同轴且相连通的初镦阳模头部型腔(6)和供压块滑落的阳模内孔(13)，所述的初镦阳模头部型腔(6)为小径端直径dl大于所述花齿螺栓的螺栓杆的直径的圆锥孔，所述的初镦阳模头部型腔(6)的小径端与所述的阳模内孔(13)相连通； 所述垫块(3)为直径小于等于所述花齿螺栓的螺栓杆的直径的圆柱体； 所述的初镦阴模(2)设置有同轴且相连通的初镦阴模头部型腔(7)和初镦阴模杆部型腔(8)，所述的初镦阴模头部型腔(7)为圆锥孔，所述的初镦阴模头部型腔(7)的小径端与所述的镦阴模杆部型腔(8)的相连通，所述的初镦阴模头部型腔(7)的大径D小于所述花齿螺栓的头部最大直径D2; 所述的精镦阳模(4)为设置有圆柱体的实芯模，其圆柱体部分的直径大于等于所述的花齿螺栓头部最大直径D2 ； 所述的花齿组合阴模(5)设置有同轴且相连通的螺栓花齿型腔(14)和精镦螺栓杆型腔(15)，所述的螺栓花齿型腔(14)与所述的花齿螺栓的花齿头部外型相匹配；
2.如权利要求I所述的花齿螺栓的成型模具，其特征在于，所述的初镦阴模头部型腔(7)的锥角β为45-80。。
3.如权利要求I所述的花齿螺栓的成型模具，其特征在于，所述的初镦阳模头部型腔(6)的锥角α为8-13°。
4.如权利要求I或3所述的花齿螺栓的成型模具，其特征在于，所述的初镦阳模(I)的大径端直径Dl为所述花齿螺栓的螺栓杆直径的I. 2-1. 3倍，其小径端直径dl为所述花齿螺栓的螺栓杆直径的1-1. 2倍。
5.如权利要求I至3各项之一所述的花齿螺栓的成型模具，其特征在于，所述的精镦螺栓杆型腔(15)和所述的初镦阴模杆部型腔(8)的直径均与所述的花齿螺栓的螺栓杆的直径相同，公差与所述的花齿螺栓的螺栓杆的公差等级相同或高于所述的花齿螺栓的螺栓杆的公差等级，所述的精镦螺栓杆型腔(15)和所述的初镦阴模杆部型腔(8)的长度均大于所述的花齿螺栓的螺栓杆的长度，而小于所述的花齿螺栓的螺栓杆的长度与所述的垫块(3)的长度之和。
6.如权利要求I或4所述的花齿螺栓的成型模具，其特征在于，所述的初镦阳模头部型腔(6)的深度大于所述初镦阴模头部型腔(7)的的深度，所述的初镦阳模头部型腔(6)的深度与所述初镦阴模头部型腔(7)的深度之和大于所述的花齿螺栓的头部的高度，所述的初镦阴模头部型腔的锥角β大于所述的初镦阳模头部型腔的锥角α。
专利摘要本实用新型针对现有技术中对花齿螺栓进行花齿成型，加工效率低、工序长、成本高的不足，提供一种齿形螺栓的成型方法及所用的成型模具，本成型模具包括初镦阳模和初镦阴模组成的初镦模具、精镦阳模和初镦阴模组成的精镦模具及精镦阳模和花齿组合阴模组成的花齿成型模具，采用本实用新型结构的模具进行花齿螺栓成型，不仅加工效率高、成本低，且在成型过程中不产生重叠，确保了镦制螺栓的成品率。
文档编号B21J13/02GK202725922SQ20122040454
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者王涛, 陈菊, 顾建平, 姚国燕, 杨徐帆, 肖成志 申请人:浙江中航来宝精工科技有限公司