一种内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具及加工螺栓的方法与流程

本发明属于螺栓加工领域，尤其涉及一种螺栓成型模具及加工螺栓的方法。

背景技术：

螺栓在日常生活和工业生产制造中，是必不可少的，螺栓也被称为工业之米。螺栓的运用范围包括电子产品、机械产品、数码产品、电力设备、机电机械产品等。

内六角圆柱头花齿螺栓作为常用螺栓中的一种，其花齿加工方法一般为在螺栓毛坯上利用滚丝机的滚丝轮在光杆上加工得到花齿，但上述方法得到的花齿的尺寸不均匀，齿的大小和数量难以精确控制。另外，现有技术中也有采用花齿模具生产花齿螺栓的工艺，但上述工艺中一般采用的花齿螺栓模具难以经受多次挤压，模具寿命短，更换模具时需要整体更换，生产成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种加工精度高、易于拆装更换、生产成本低的内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具，并相应提供利用上述模具加工螺栓的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具，包括模具外壳，所述模具外壳的内腔内可拆卸的固设有花齿模片和螺杆模片，所述花齿模片和螺杆模片组合后的内腔形状与所述内六角圆柱头花齿螺栓的外形相匹配。

上述成型模具中，优选的，所述模具外壳包括上外壳与下外壳，所述上外壳与下外壳通过螺纹可拆卸连接；所述下外壳的内腔内径小于所述上外壳的内腔内径，所述螺杆模片的上半部分位于所述上外壳的内腔内，所述螺杆模片的下半部分位于所述下外壳的内腔内。采用上下外壳的设计，一方面可以将花齿模片和螺杆模片固定于模具外壳的内腔中，另一方面也便于更换花齿模片和/或螺杆模片，拆装更加方便。

上述成型模具中，优选的，所述上外壳的上部呈倒锥形，所述花齿模片通过螺杆模片压设于所述倒锥形腔室内。花齿模片在螺杆模片和倒锥形上外壳的作用下，可以固定于倒锥形腔室内。

上述成型模具中，优选的，所述花齿模片包括钨钢花齿套片和套设于所述钨钢花齿套片外的钢质花齿套片环；所述螺杆模片包括钨钢模芯和套设于所述钨钢模芯外的钢质模芯环。钨钢花齿套片外设有钢质花齿套片环、钨钢模芯外设有钢质模芯环可以减小应力，延长钨钢花齿套片和钨钢模芯的使用寿命。

上述成型模具中，优选的，所述模具外壳、花齿模片和螺杆模片的内腔中心轴线相互重叠。各内腔中心轴线相互重叠可以保证整个成型模具受力更加均衡，各部件的使用寿命更长。

上述成型模具中，优选的，所述螺杆模片为分体式结构，其由至少两个组合模片沿模具外壳内腔的轴向相互叠加而成。在加工螺栓时，螺杆模片不同部位的受力情况往往存在差异(一般是沿模具外壳内腔的轴向存在差异)，螺杆模片出现破损往往发生在受力更大的部位，采用整体式螺杆模片时，当某一小部位受损时，即需要整体更换。采用分体式螺杆模片，当某一个组合模片受损时，只需更换受损的一个组合模片，无需整体更换，生成加工成本更低。

上述成型模具中，优选的，所述螺杆模片的内腔在与内六角圆柱头相邻一侧的外沿设有圆形倒角。采用圆形倒角，便于螺栓的内六角圆柱头与螺杆连接部分的过渡。

上述成型模具中，优选的，所述花齿模片和螺杆模片之间还设有用于给螺栓圆柱形头部预留出平滑面的过渡模片，所述过渡模片包括钨钢过渡套片和套设于所述钨钢过渡套片外的钢质过渡套片环(为了减小组装工作量与生产加工成本，优选的，钢质过渡套片环可与钢质花齿套片环为一整体)。优选的，所述过渡模片也位于所述倒锥形腔室内。当生产的螺栓要求螺栓圆柱形头部不全是花齿面时，可以在花齿模具与螺杆模具的中间加入一过渡模片，以使螺栓圆柱形头部预留出平滑面。这也进一步体现了采用本发明中成型模具的优势，本发明中采用分体式模具，可以用多个小模片进行组合，以适用于不同螺栓的不同要求，这是整体式成型模具难以达到的优势。

上述成型模具中，优选的，所述过渡模片的内腔中心轴线与花齿模片的内腔中心轴线相互重叠，所述过渡模片和花齿模片的总厚度与所述螺栓圆柱形头部高度相同。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述内六角圆柱头花齿螺栓成型模具加工螺栓的方法，包括以下步骤：

(1)通过一模一冲、二模二冲加工出具有圆台状头部和圆形柱螺杆的螺栓毛坯；其中，圆台状头部上端大，下端小；

(2)将步骤(1)中得到的螺栓毛坯放入上述内六角圆柱头花齿螺栓成型模具中，在冲模的六角冲棒作用下，圆台状头部冲出内六角孔，并挤压出花齿状得到花齿状螺栓；

(3)在步骤(2)中得到的花齿状螺栓上加工螺纹坯径，即完成螺栓加工。

上述加工螺栓的方法中，优选的，控制步骤(1)中得到的螺栓毛坯的圆台状头部的高度大于所述花齿模片和过渡模片的总厚度。步骤(1)中得到的螺栓毛坯的圆台状头部一般其外径小于花齿螺栓的内径，在三模三冲时，圆台状头部会纵向压缩，以挤压出花齿，故要求圆台状头部的高度大于所述花齿模片和过渡模片的总厚度。当然，如果利用没有过渡模片的成型模具加式螺栓时，圆台状头部的高度大于所述花齿模片的厚度即可。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、在加工螺栓时，成型模具受力往往不均，成型模具往往某些地方已经出现破损，而某些地方还是完好无损，但此时也需要整体更换，成本较高。本发明的内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具中的花齿模片和螺杆模片不是一个整体(即分体式设计)，不仅组装拆卸方便，而且当某一个模片受损时，无需整体更换模具，只需更换受损的模片即可，可大大减小生产成本。

2、本发明的内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具采用分体式设计，各种模片可以任意组合使用，利用不同的模片简单组合后即可加工不同形式的螺栓，可大大扩大本发明成型模具的使用范围，应用更加广泛。

3、本发明的内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具加工出的花齿面精度高，稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中模具外壳的结构示意图。

图2为实施例中花齿模片的拆分结构示意图。

图3为实施例中螺杆模片的拆分结构示意图。

图4为实施例中花齿模片的俯视图。

图5为实施例中花齿模片与过渡模片的拆分结构示意图。

图6为实施例中的带平滑面的螺栓的结构示意图。

图例说明：

1、模具外壳；101、上外壳；102、下外壳；2、花齿模片；201、钨钢花齿套片；202、钢质花齿套片环；3、螺杆模片；31、组合模片；301、钨钢模芯；302、钢质模芯环；303、圆形倒角；4、螺栓圆柱形头部；41、平滑面；5、过渡模片；501、钨钢过渡套片；502、钢质过渡套片环；6、倒角部。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1-4所示，本实施例的内六角圆柱头花齿螺栓花齿加工用成型模具，包括模具外壳1，模具外壳1的内腔内可拆卸的固设有花齿模片2和螺杆模片3，花齿模片2和螺杆模片3组合后的内腔形状与内六角圆柱头花齿螺栓的外形相匹配。

本实施例中，为了便于螺杆末端倒角的加工，螺杆模片3内腔的底部还设有用于加工螺杆倒角的倒角部6。设置倒角部6，在冲压加工花齿时，即可完成倒角加工，可一定程度上缩短螺栓的制备工艺，也避免了采用切削等工艺加工倒角。

本实施例中，花齿模片2的加工方式可分为一体式或分体式。在加工花齿模片2时，采用模具法制备成型(工艺不限，如粉末冶金)。一体式，即加工出具有花齿面内腔的模芯，该模芯长度可以多个花齿模片2的长度和，一次加工成型后切割即可得到多个花齿模片2。分体式，即采用单个与花齿模片2外形相匹配的模具制备得到，一次只制备得到一个花齿模片2。

本实施例中，模具外壳1包括上外壳101与下外壳102，上外壳101与下外壳102通过螺纹可拆卸连接；下外壳102的内腔内径小于上外壳101的内腔内径，螺杆模片3的上半部分位于上外壳101的内腔内，螺杆模片3的下半部分位于下外壳102的内腔内；上外壳101的上部呈倒锥形，花齿模片2通过螺杆模片3压设于倒锥形腔室内。

本实施例中，花齿模片2包括钨钢花齿套片201和套设于钨钢花齿套片201外的钢质花齿套片环202；螺杆模片3包括钨钢模芯301和套设于钨钢模芯301外的钢质模芯环302。

本实施例中，模具外壳1、花齿模片2和螺杆模片3的内腔中心轴线相互重叠。

本实施例中，螺杆模片3为分体式结构，其由至少两个组合模片31(如图3中的2个)沿模具外壳1内腔的轴向相互叠加而成。此时，最下层组合模片31的上半部分位于上外壳101的内腔内，最下层组合模片31的下半部分位于下外壳102的内腔内。当然，在需要加工其他形式的螺栓时，只需增减组合模片31即可。

本实施例中，螺杆模片3的内腔在与内六角圆柱头相邻一侧的外沿设有圆形倒角303。

如图5所示，本实施例中，当需要加工如图6所示的螺栓时，花齿模片2和螺杆模片3之间还设有用于给螺栓圆柱形头部4预留出平滑面41的过渡模片5，过渡模片5包括钨钢过渡套片501和套设于钨钢过渡套片501外的钢质过渡套片环502(优选的，钢质过渡套片环502可与钢质花齿套片环202为一整体)。本实施例中，过渡模片5也位于倒锥形腔室内。

本实施例中，过渡模片5的内腔中心轴线与花齿模片2的内腔中心轴线相互重叠，过渡模片5和花齿模片2的总厚度与螺栓圆柱形头部4高度相同。

本实施例还提供一种利用上述内六角圆柱头花齿螺栓成型模具加工螺栓的方法，包括以下步骤：

(1)通过一模一冲、二模二冲加工出具有圆台状头部和圆形柱螺杆的螺栓毛坯；其中，圆台状头部上端大，下端小，且圆台状头部的高度大于花齿模片2和过渡模片5的总厚度，其外观如图2所示；

(2)将步骤(1)中得到的螺栓毛坯放入上述内六角圆柱头花齿螺栓成型模具中，在冲模的六角冲棒作用下，圆台状头部冲出内六角孔，并挤压出花齿状得到花齿状螺栓；

(3)在步骤(2)中得到的花齿状螺栓上加工螺纹坯径，即完成螺栓加工。