专利名称：一种拉爆螺栓的免削成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及拉爆螺栓成型模具技术领域，特别涉及一种拉爆螺栓的免削成型模具。
背景技术：
拉爆螺栓广泛应用于现代化建筑幕墙、楼宇装修、机电安装等场合，用于将物件紧 固连结在固定物上。拉爆螺栓具有载荷大、用途广安装方便等特点，能替代地脚螺栓，取消 预埋件，提高安装效率和安装准确度，在地铁安装、建筑安装、供电安装、告诉公路安装等领 域应用越来越广泛。见图1和图2所示，拉爆螺栓一般由头部和杆部构成，头部包括锥体51和套管圆 柱52，杆体包括支撑台阶53、螺纹部54和敲击台55。使用过程中，头部套入固定物7开设 的安装孔内，套管圆柱52周缘套设有一套管6，杆体的螺纹部54外露于固定物，将待安装物 体8穿于该杆部，在螺纹部54螺接一螺母9后，通过螺母9和固定物7将待安装物体8固定 于固定物7安装位置。待安装物体8的重力传递至拉爆螺栓后形成对拉爆螺栓的剪力，以 及对拉爆螺栓的力矩，拉爆螺栓在该力矩的作用下产生沿轴向外滑动的移动趋势，则套管6 沿所述锥体51的锥面表面产生变形，从而楔紧在安装孔内，使拉爆螺栓固定于安装孔内不 能脱出。由于拉爆螺栓的受力特性，要求拉爆螺栓有较高的刚度、强度和抗剪性能，然而现 有的拉爆螺栓大多采用车削加工的方法成型，由于车削工艺是在配料表面去除部分材料而 达到成型目的，故而加工过程中，车削部位的物理性能下降，使用中，拉断、剪断等破坏往往 产生在这些车削部位；故而，为了提高性能，现在也有采用冷镦成型拉爆螺栓的工艺，但现 有的冷镦成型工艺往往用于成型杆部，头部由于套管圆柱52的直径小于支撑台阶53和锥 体51锥底直径，是一个中间细、两端粗的结构，且所述套管圆柱52的直径一般小于杆部直 径，难以用冷镦加工成型，故而一般在加工头部的时候仍需使用车削工艺，这难以保证拉爆 螺栓的质量，使用过程中在头部容易发生拉断。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种免车削的，有利于提高拉爆螺 栓强度和抗拉性能、提高加工效率的拉爆螺栓免削成型模具。本发明的目的通过以下技术措施实现。—种拉爆螺栓的免削成型模具，它依次包括第一工位成型模具、第二工位成型模 具、第三工位成型模具和第四工位成型模具；所述第一工位成型模具包括第一工位公模和 第一工位母模，所述第一工位母模包括第一模芯，所述第一模芯尾部开设有敲击台成型腔， 第一模芯尾部与一可沿第一模芯轴向滑动的顶杆连接，所述第一工位公模凸设有与所述第 一模芯开口端相匹配的第一冲头；所述第二工位成型模具包括第二工位公模和第二工位母 模，所述第二工位母模的模芯尾部设置有敲击台定位部，该模芯亦与一顶杆连接，第二工位母模的模芯开口端开设有支撑台阶尾部成型腔，所述第二工位公模开设有头部强束腔，所述头部强束腔开口处设置有由开口处至头部强束腔内部直径逐渐变小的喇叭状导向口，所 述头部强束腔腔底连接有第二冲头；所述第三工位成型模具包括第三工位公模和第三工 位母模，所述第三工位母模的模芯开口处开设有支撑台阶成型腔，该模芯亦与一顶杆连接， 所述第三工位公模开设有与套管圆柱相匹配的导向口，该导向口内可伸缩地连接有第三冲 头；所述第四工位成型模具包括第四工位公模和第四工位母模，所述第四工位母模内开设 有模腔，所述模腔尾部内设置滑设有活动内模，该活动内模通过压簧与模腔尾端内壁连接， 所述活动内模开设有供拉爆螺栓杆部插入的杆部定位腔，所述模腔头部为由模腔首部至尾 部直径逐渐减小的锥孔，所述锥孔内活动套设有锥体成型内模，所述锥体成型内模由至少 三片相互分离的活动模组成，所述活动模可沿锥孔内壁滑动地贴合于锥孔内，所有活动模 中心围覆成一通孔，该通孔在活动模位于锥孔首端时通孔孔径不小于拉爆螺栓支撑台阶直 径，该通孔在活动模位于锥孔尾端时与拉爆螺栓头部相匹配，所述第四工位母模内活动套 设有一贯穿所述杆部定位腔和所述通孔的导杆，所述第四工位工位公模对应所述导杆的位 置凸设有第四冲头。进一步地，所述导杆首端嵌设有磁性吸附装置。其中，所述锥体成型内模在每两片活动模之间设置有复位弹簧。其中，所述锥孔首端向锥孔内凸设有止位台阶，所述锥体成型内模的首端外缘抵 触所述止位台阶的台阶面。其中，所述第四冲头滑设于第四工位公模内，第四冲头与第四工位公模之间设置 有压力弹簧。其中，所述第四公模母模由本体和端盖固接组成，所述活动内模设置于所述本体 内，所述锥孔开设于端盖。根据以上所述的，该成型模具内与拉爆螺栓坯料接触的部分均为嵌设于模具内的 镶嵌体。本发明有益效果为根据本发明的技术方案，坯料依次经由第一工位模具、第二工 位模具和第三工位模具冷镦出拉爆螺栓的杆部，送入第四工位母模后，第四工位公模和第 四工位母模合模，活动模在第四工位公模的挤压下沿锥孔内壁滑动，活动模围覆的通孔逐 渐变小而与拉爆螺栓头部尺寸相匹配，坯料在第四冲头和活动模的共同挤压下成型，活动 内模滑动，压簧被压缩，拉爆螺栓头部成型后，第四工位公模与第四工位母模分离，压簧在 自身复位弹力作用下复位，并推动活动内模带动锥体成型模具向第四工位母模首端滑动， 活动模张开，通孔变大，便于导杆将拉爆螺栓顶出；本发明在加工时，拉爆螺栓各部位均由 冷镦成型，成型的拉爆螺栓无车削，且由于冷镦而致使拉爆螺栓组织致密，强度高，抗拉性 能和抗剪性能高，产品质量好，且加工效率高，利于拉爆螺栓的大规模生产。
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限 制。图1是拉爆螺栓的结构示意图。图2是拉爆螺栓的安装示意图。
图3是第一工位成型模具的结构示意图。图4是第一工位成型模具处于合模状态的示意图。图5是第二工位成型模具的结构示意图。图6是第二工位成型模具处于合模状态的示意图。图7是第三工位成型模具的结构示意图。图8是第三工位成型模具处于合模状态的示意图。图9是第四工位成型模具的结构示意图。图10是第四工位成型模具处于合模状态的示意图。图1至图10中包括
11——第一工位公模 12——第一工位母模 13——第一模芯14——敲击台成型腔
15——顶杆16——第一冲头
21——第二工位公模 22——第二工位母模 23——敲击台定位部 24——支撑台阶尾部成型腔 25——头部强束腔26——导向口
27——第二冲头
31——第三工位公模 32——第三工位母模 33——支撑台阶成型腔 34——第三冲头 41——第四工位公模 411——第四冲头 412——压力弹簧42——第四母模
42a——本体42b——端盖
421——模腔422——活动内模
423——压簧424——锥孔
4241——止位台阶425——锥体成型内模
4251——通孔4252——复位弹簧
426——导杆4261——磁性吸附装置
5——坯料
51——锥体52——套管圆柱
53——支撑台阶54——螺纹部
55——敲击台6——套管
7——固定物8——待安装物体
9——螺母10——镶嵌体。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，见图1 图10所示，这是本发明的较佳 实施例。一种拉爆螺栓的免削成型模具，它依次包括第一工位成型模具、第二工位成型模 具、第三工位成型模具和第四工位成型模具；所述第一工位成型模具包括第一工位公模11 和第一工位母模12，所述第一工位母模12包括第一模芯13，所述第一模芯13尾部开设有敲击台成型腔14，第一模芯13尾部与一可沿第一模芯13轴向滑动的顶杆15连接，所述第 一工位公模11凸设有与所述第一模芯13开口端相匹配的第一冲头16 ；所述第二工位成型 模具包括第二工位公模21和第二工位母模22，所述第二工位母模22的模芯尾部设置有敲 击台定位部23，该模芯亦与一顶杆15连接，第二工位母模22的模芯开口端开设有支撑台 阶尾部成型腔24，所述第二工位公模21开设有头部强束腔25，所述头部强束腔25开口处 设置有由开口处至头部强束腔25内部直径逐渐变小的喇叭状导向口 26，所述头部强束腔 25腔底连接有第二冲头27 ；所述第三工位成型模具包括第三工位公模31和第三工位母模 32，所述第三工位母模32的模芯开口处开设有支撑台阶成型腔33，该模芯亦与一顶杆15连 接，所述第三工位公模31开设有与套管圆柱52相匹配的导向口 26，该导向口 26内可伸缩 地连接有第三冲头34 ；所述第四工位成型模具包括第四工 位公模41和第四工位母模42，所 述第四工位母模42内开设有模腔421，所述模腔421尾部内设置滑设有活动内模422，该活 动内模422通过压簧423与模腔421尾端内壁连接，所述活动内模422开设有供拉爆螺栓 杆部插入的杆部定位腔，所述模腔421头部为由模腔421首部至尾部直径逐渐减小的锥孔 424，所述锥孔424内活动套设有锥体成型内模425，所述锥体成型内模425由至少三片相 互分离的活动模组成，所述活动模可沿锥孔424内壁滑动地贴合于锥孔424内，所有活动模 中心围覆成一通孔4251，该通孔4251在活动模位于锥孔424首端时通孔4251孔径不小于 拉爆螺栓支撑台阶53直径，该通孔4251在活动模位于锥孔424尾端时与拉爆螺栓头部相 匹配，所述第四工位母模42内活动套设有一贯穿所述杆部定位腔和所述通孔4251的导杆 426，所述第四工位公模41对应所述导杆426的位置凸设有第四冲头411。见图3和图4所示，本发明在工作时，圆柱形坯料51首先送入所述第一工位成型 模具的第一模芯13内，所述顶杆15在坯料51推动下退出第一模芯13，所述第一工位公模 11靠近第一工位母模12而合模，所述第一冲头16插入第一模芯13，墩压坯料51，坯料51 尾端被挤压而进入所述敲击台成型腔14，并在所述敲击台成型腔14内被挤压成型；之后第 一工位公模11离开第一工位母模12，坯料51在所述顶杆15的顶动下离开第一模芯13。所 述第一工位成型模具主要用于成型敲击台55，坯料51尾端在成型过程中受挤压收束变形， 形成的敲击台55组织致密，强度高，使用过程中抗敲打性能好，使用寿命长。见图5和图6所示，坯料51由第一工位成型模具被送至第二工位成型模具的第二 工位母模22模芯内，由于所述敲击台定位部23的阻挡而止位，此时坯料51的头部外露于 第二工位母模22，冷镦时，第二工位公模21靠近第二工位母模22，坯料51头部由所述导向 口 26插入所述头部强束腔25内，第二工位公模21和第二工位母模22合模后，坯料51头部 在所述头部强束腔25内壁和第二冲头27的共同作用下受挤压收束变形，直径缩小，长度增 长，组织致密化，而坯料51位于所述支撑台阶尾部成型腔24位置的部分则被挤压而延展填 充至所述支撑台阶尾部成型腔24内；完成冷镦后，第二工位公模21离开第二工位母模22， 坯料51在第二工位母模22的顶杆15顶动下离开第二工位母模22。所述第二工位成型模 具主要用于成型支撑台阶53尾部以及套管圆柱52，在第二冲头27的强力冲压下，坯料51 中段收缩成型成套管圆柱52，组织致密，强度高，抗拉强度提高；此时坯料51的支撑台阶53 头部位置形成一与所述导向口 26形状相匹配的锥台形状。见图7和图8所示，坯料51由第二工位成型模具被送至第三工位成型模具的第三 工位母模32模芯内，坯料51已成型的支撑台阶53尾部受所述支撑台阶成型腔33的阻挡，从而使坯料51止位；合模时，坯料51外露于第三工位母模32的部分进入第三工位公模31 内，并通过第三冲头34的轴向运动而被墩压，从而使坯料51在第二工位形成的锥台形状的 部分延展变形而成型成支撑台阶53 ；成型完成后，第三工位公模31脱离第三工位母模32， 在第三工位母模32的顶杆15顶动下，坯料51被顶出第三工位母模32。所述第三工位成型 模具主要用于冷镦成型支撑台阶53。见图9和图10所示，坯料51由第三工位成型模具被送至第四工位成型模具的第 四工位母模42模芯，坯料51进入第四工位母模42时，所述锥体成型内模425位于所述锥 孔424首端，此时所述通孔4251的孔径大于支撑台阶53的直径，坯料51可以顺利顶动所 述导杆426而插入所述通孔4251，坯料51尾端进入所述活动内模422的杆部定位腔内；第 四工位公模41靠近第四工位母模42，在第四冲头411的作用下，所述锥体成型内模425被 带动而向所述锥孔424尾部滑动，并推动活动内模422在所述模腔421内滑动，压簧423被 挤压而产生复位弹力；在锥孔424内壁的约束下，组成锥体成型内模425的各活动模间隙变 小，通孔4251孔径缩小，最终使通孔4251形成与拉爆螺栓头部形状尺寸相匹配的腔体，从 而使坯料51的头部被墩压而成型成拉爆螺栓的头部，最终成型拉爆螺栓的各部分。完成墩 压后，第四工位成型模具分模，在所述压簧423的复位弹力作用下，活动内模422反向滑动， 推动所述锥体成型内模425向锥孔424首端滑动，活动模张开，通孔4251孔径变大，以便从 通孔4251内取出成型的拉爆螺栓 。所述第四工位成型模具用于成型拉爆螺栓的头部，尤其 是所述锥体51，由于锥体成型内模425是通孔4251孔径可变化的，故而可方便地取放并墩 压成型拉爆螺栓头部，而不需要采用车削方式加工锥体51，冷镦成型的工艺使锥体51组织 致密，强度高。本发明在加工时，拉爆螺栓各部位均由冷镦成型，成型的拉爆螺栓无车削，且由于 冷镦而致使拉爆螺栓组织致密，强度高，抗拉性能和抗剪性能高，产品质量好，且加工效率 高，利于拉爆螺栓的大规模生产。见图9和图10所示，所述导杆426首端嵌设有磁性吸附装置4261。这样在生产超 短的拉爆螺栓时，可以由所述磁性吸附装置4261吸住坯料51，从而顺利将坯料51送入所述 通孔4251，避免了拉爆螺栓长度较短而无法夹取的缺陷，提高了本发明的适用范围。所述磁 性吸附装置4261可以是永磁铁等磁性材料。本发明所述的锥体成型内模425在每两片活动模之间设置有复位弹簧4251。在第 四工位成型模具分模后，为了使活动模向锥孔424首端滑动时能沿锥孔424内壁滑动而使 所述锥体成型内模425顺利张开，本发明设置所述复位弹簧4251，在活动模向锥孔424尾端 滑动而间隙减小时，所述复位弹簧4251被压缩而产生复位弹力，则活动模反向移动时，在 所述复位弹簧4251的复位弹力作用下，活动模始终被复位弹簧4251挤压而贴紧锥孔424 内壁，从而使锥体成型内模425顺利张开，通孔4251孔径变大，便于拉爆螺栓取出。这提高 了本发明的工作可靠性和加工效率。见图9所示，所述锥孔424首端向锥孔424内凸设有止位台阶4241，所述锥体成型 内模425的首端外缘抵触所述止位台阶4241的台阶面。所述止位台阶4241可使所述锥体 成型内模425向锥孔424首端移动时，止位于锥孔424首端，从而避免锥体成型内模425从 锥孔424内脱出。见图9或图10所示，所述第四冲头411滑设于第四工位公模41内，第四冲头411与第四工位公模41之间设置有压力弹簧412。由于锥体51成型时，锥体成型内模425的通 孔4251是逐渐缩小而形成与拉爆螺栓头部相匹配的腔体的，故而在加工过程中，为避免锥 体成型内模425在未滑至锥孔424孔底即被卡死而造成锥体51变形，本发明设置所述压力 弹簧412，用于缓冲所述第四冲头411的冲击力，在锥体成型内模425未到达锥孔424孔底 时，第四冲头411主要起到推动锥体成型内模425的作用，第四工位公模41靠近第四母模 的过程中，第四冲头411逐渐缩回所述第四工位公模41内，压力弹簧412被压缩，当锥体成 型内模425到达锥孔424孔底后，压力弹簧412被压缩至死点，此时第四冲头411与锥体成 型内模425共同作用而使锥体51成型。其中，本发明所述的第四工位母模42由本体42a和端盖42b固接组成，所述活动 内模422设置于所述本体42a内，所述锥孔424开设于端盖42b。这样便于打开所述模腔 421，检修更换所述活动模和活动内模422。其中，该成型模具内与拉爆螺栓坯料51接触的部分均为嵌设于模具内的镶嵌体 10。这样在加工不同型号的拉爆螺栓时，可以通过更换不同的型号的镶嵌体10而实现在 同一套成型模具上加工不同型号的拉爆螺栓，提高了本发明的适用范围；同时，在加工过程 中，接触坯料51的部分是最容易碎裂或损坏的，所述镶嵌体10也便于更换，提高了本发明 的工作可靠性。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
权利要求
一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于它依次包括第一工位成型模具、第二工位成型模具、第三工位成型模具和第四工位成型模具；所述第一工位成型模具包括第一工位公模和第一工位母模，所述第一工位母模包括第一模芯，所述第一模芯尾部开设有敲击台成型腔，第一模芯尾部与一可沿第一模芯轴向滑动的顶杆连接，所述第一工位公模凸设有与所述第一模芯开口端相匹配的第一冲头；所述第二工位成型模具包括第二工位公模和第二工位母模，所述第二工位母模的模芯尾部设置有敲击台定位部，该模芯亦与一顶杆连接，第二工位母模的模芯开口端开设有支撑台阶尾部成型腔，所述第二工位公模开设有头部强束腔，所述头部强束腔开口处设置有由开口处至头部强束腔内部直径逐渐变小的喇叭状导向口，所述头部强束腔腔底连接有第二冲头；所述第三工位成型模具包括第三工位公模和第三工位母模，所述第三工位母模的模芯开口处开设有支撑台阶成型腔，该模芯亦与一顶杆连接，所述第三工位公模开设有与套管圆柱相匹配的导向口，该导向口内可伸缩地连接有第三冲头；所述第四工位成型模具包括第四工位公模和第四工位母模，所述第四工位母模内开设有模腔，所述模腔尾部内设置滑设有活动内模，该活动内模通过压簧与模腔尾端内壁连接，所述活动内模开设有供拉爆螺栓杆部插入的杆部定位腔，所述模腔头部为由模腔首部至尾部直径逐渐减小的锥孔，所述锥孔内活动套设有锥体成型内模，所述锥体成型内模由至少三片相互分离的活动模组成，所述活动模可沿锥孔内壁滑动地贴合于锥孔内，所有活动模中心围覆成一通孔，该通孔在活动模位于锥孔首端时通孔孔径不小于拉爆螺栓支撑台阶直径，该通孔在活动模位于锥孔尾端时与拉爆螺栓头部相匹配，所述第四工位母模内活动套设有一贯穿所述杆部定位腔和所述通孔的导杆，所述第四工位工位公模对应所述导杆的位置凸设有第四冲头。
2.根据权利要求1所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于所述导杆首端 嵌设有磁性吸附装置。
3.根据权利要求2所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于所述锥体成型 内模在每两片活动模之间设置有复位弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于所述锥孔首端 向锥孔内凸设有止位台阶，所述锥体成型内模的首端外缘抵触所述止位台阶的台阶面。
5.根据权利要求4所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于所述第四冲头 滑设于第四工位公模内，第四冲头与第四工位公模之间设置有压力弹簧。
6.根据权利要求5所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于所述第四公模 母模由本体和端盖固接组成，所述活动内模设置于所述本体内，所述锥孔开设于端盖。
7.根据权利要求1 6任意一项所述的一种拉爆螺栓的免削成型模具，其特征在于 该成型模具内与拉爆螺栓坯料接触的部分均为嵌设于模具内的镶嵌体。
全文摘要
一种拉爆螺栓的免削成型模具，依次包括第一至第四工位成型模具，第一工位成型模具开设有敲击台成型腔，第二工位成型模具开设有支撑台阶尾部成型腔，第三工位成型模具开设有支撑台阶成型腔，第四工位成型模具开设有锥孔，锥孔内活动套设有锥体成型内模，所述锥体成型内模由至少三片相互分离的活动模组成。坯料依次经由第一至第三工位模具冷镦出杆部，并经第四工位成型模具的活动模成型拉爆螺栓头部，成型的拉爆螺栓无车削，且由于冷镦而致使拉爆螺栓组织致密，强度高，抗拉性能和抗剪性能高，产品质量好，且加工效率高，利于拉爆螺栓的大规模生产。
文档编号B21K1/44GK101829756SQ20101020195
公开日2010年9月15日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者王友良 申请人:鹏驰五金制品有限公司