螺栓的六角头冲模的模仁片原料的加工用夹具和加工方法与流程

本发明涉及螺栓的六角头冲模，具体涉及螺栓的六角头冲模的模仁片原料的加工用夹具和加工方法。

背景技术

传统螺栓的六角头冲模一般包括模仁和模壳，其中模仁为整体式六角结构，使用过程中模仁的成型内角处容易开裂，换模频率高，导致螺栓加工成本增高。为此，现有模仁，其结构如图1所示，采用六个模仁片51组合而成，将模仁50于成型内角处分片,化解应力集中,有效防止模仁开裂，该六角头冲模的使用寿命为传统六角头冲模的使用寿命的10倍以上，以加工对边7.8mm的六角头为例，达到200万支（以螺栓的加工数量体现模具寿命）。模仁片51包括1个用于成型六角头的成型平面、2个与相邻模仁片原料贴合的拼装平面、以及1个与模套贴合的拼装圆弧面；传统的模仁片原料为板状的，通过慢走丝切割形成所需大小的料条，由于慢走丝对料条的表面会产生腐蚀作用，影响了模仁片以及模具整体寿命的进一步提升，虽然也能通过磨床将料条表面腐蚀层磨削去除，但一方面，磨削工序的增加会提升加工成本，降低加工效率，另一方面，加工效率的降低反过来又进一步提升了加工成本，故未有考虑。

为此，我们将模仁片原料40订购为截面形状与成型的模仁片的截面形状一致，如图2所示，其待加工面有4个，分别是1个与成型平面对应的第一待加工平面41，2个与拼装平面对应的第二待加工平面42、1个与拼装圆弧面对应的第三待加工圆弧面43，由于铸造原因，第一待加工平面41、第二待加工平面42、第三待加工圆弧面43的平面度/弧度、表面粗糙度等难以满足需求，故需进一步加工。我们发现采用现有加工用夹具加工后的模仁片无法保证拼装平面、拼装圆弧面和成型平面之间的位置精度，导致各模仁片之间以及模仁片和模套之间吻合度不高，难以经一步提升模具的使用寿命。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了螺栓的六角头冲模的模仁片原料的加工用夹具，其能解决模仁片的拼装平面、拼装圆弧面和成型平面之间的位置精度难以保证，影响模具使用寿命的技术问题；此外，本发明还提供了该使用该加工用夹具加工模仁片原料的方法。

其技术方案是这样的，螺栓的六角头冲模的模仁片原料的加工用夹具，其包括第一夹具、第二夹具和第三夹具，

所述第一夹具用于加工模仁片原料的定位基准面和第一待加工平面，包括两个对称设置的第一基座，两个所述第一基座通过定位件定位配合并通过第一紧固件可拆卸地固定连接，两个第一基座相对的侧部对称地设有槽体，所述槽体的底部设有第一基准面、侧部设有第一支撑面，所述第一基准面用于定位、支撑模仁片原料的第三待加工圆弧面，所述第一支撑面用于压装模仁片原料的第二待加工平面，使得模仁片原料的第一待加工平面呈水平设置，两个槽体拼合形成与模仁片原料配合的第一安装槽，所述第一安装槽的分型面为模仁片原料宽度方向的对称平面，

所述第二夹具用于加工模仁片原料的第二待加工平面，包括第二基座和第二紧固件，所述第二基座的上部开设有第二安装槽，所述第二安装槽的侧部设有第二基准面、第二支撑面，所述第二基准面与水平面呈120度夹角并用于定位模仁片原料的第一待加工平面，所述第二支撑面位于所述第二基准面下方并用于支撑模仁片原料的其中一个第二待加工平面，使得模仁片原料的另一个第二待加工平面呈水平设置，所述第二紧固件安装于所述第二基座并用于将模仁片原料压紧于第二基准面；

所述第三夹具用于加工模仁片原料的第三待加工圆弧面，包括第三基座和第三紧固件，所述第三基座上设有第三安装槽，所述第三安装槽的底部设有第三基准面、侧部设有第三支撑面，所述第三基准面用于定位模仁片原料的第一待加工平面，所述第三支撑面设有两个并分别用于支撑模仁片原料两侧的第二待加工平面，使得模仁片原料的第三待加工圆弧面朝外设置，所述第三紧固件安装于所述第三基座并用于将模仁片原料压紧于第三基准面；

所述第一安装槽、所述第二安装槽和所述第三安装槽的长度均大于六个模仁片原料的长度之和。

进一步的，两个所述第一基座的长度方向的两端分别通过第一紧固件可拆卸地固定连接，所述定位件位于两个第一紧固件之间。

进一步的，所述第一紧固件包括第一螺栓和第一螺母，所述第一螺栓贯穿两个所述第一基座后通过螺母锁紧；所述定位件为定位销，所述定位销贯穿两个所述第一基座。

进一步的，所述第二紧固件为第二螺栓，所述第二螺栓与所述第二基座螺纹连接并伸入所述第二安装槽，所述第二螺栓的轴线与所述第二基准面垂直并经过模仁片原料的第三待加工圆弧面的弧线中点。进一步的，所述第三紧固件为卡箍，所述卡箍套设于第三基座外并将模仁片原料压紧于第三基准面。

进一步的，所述第三基座的外周均匀分布有4个与其轴线平行的第三安装槽，所述第三基座的两端分别设有与顶尖配合的定位孔。

使用上述夹具加工模仁片原料的方法，包括以下步骤：

步骤1、选料，模仁片原料为条形状，模仁片原料的长度大于六个模仁片的长度之和；

步骤2、定位基准面的加工，先采用第一夹具对模仁片原料进行夹持，模仁片原料两侧部位分别安装于两第一基座的槽体内，两个第一基座通过定位件定位配合、第一紧固件锁紧后，模仁片原料的第三待加工圆弧面由两个第一基座的第一基准面共同定位贴合、两个第二待加工平面由两个第一基座的第一支撑面分别压装，然后将两个第一基座整体安装于磨床上，对第一待加工平面进行初加工，形成定位基准面；

步骤3、拼装平面的加工，先采用第二夹具对经过步骤2加工的模仁片原料进行夹持，模仁片原料安装于第二安装槽内，定位基准面与第二基准面定位贴合，其中一个第二待加工平面支撑于第二支撑面，另一个第二待加工平面呈水平设置，通过第二紧固件将模仁片原料压紧固定，然后将第二基座整体安装于磨床上，对另一个第二待加工平面进行加工，形成模仁片一侧的拼装平面；

步骤4，重复步骤3，对步骤3中的其中一个第二待加工平面进行加工，形成模仁片另一侧的拼装平面；

步骤5、拼装圆弧面的加工，先采用第三夹具对经过步骤4加工的模仁片原料进行夹持，模仁片原料的定位基准面与第三基准面定位贴合，拼装平面支撑于第三支撑面，第三待加工圆弧面朝外设置，通过第三紧固件将模仁片原料压紧固定，然后将第三基座整体安装于磨床上，对第三待加工圆弧面进行加工，形成拼装圆弧面；

步骤6、重复步骤1，对步骤5中的定位基准面进行加工，形成成型平面；

步骤7、将经过步骤6加工的模仁片原料进行切割，形成所需长度的模仁片。

本发明的加工用夹具和加工方法采用第一夹具、第二夹具和第三夹具分别对模仁片原料的成型平面、拼装平面、拼装圆弧面分别进行加工，并且第一夹具夹持并初加工形成定位基准面，后续第二夹具、第三夹具以定位基准面为定位基准夹持模仁片原料后加工拼装平面、拼装圆弧面，再返回第一夹具，并以加工后的拼装圆弧面为定位基准再次夹持模仁片原料后加工定位基准面形成成型平面，其能实现各面加工过程中的定位精准，以确保加工成型的模仁片的拼装平面、拼装圆弧面和成型平面之间的位置精度，以加工对边7.8mm的六角头为例，模具使用寿命延长至400~600万支。

附图说明

图1为现有模仁的结构示意图。

图2为模仁片原料的结构示意图。

图3为本发明的第一夹具的结构示意图。

图4为本发明的第二夹具的结构示意图。

图5为本发明的第三夹具的结构示意图。

具体实施方式

如图3~图5所示，螺栓的六角头冲模的模仁片原料的加工用夹具，其包括第一夹具10、第二夹具和第三夹具30，

第一夹具10用于加工模仁片原料40的定位基准面和第一待加工平面41，包括两个对称设置的第一基座11，两个第一基座11通过定位件定位配合并通过第一紧固件可拆卸地固定连接，具体的，定位件为定位销18，第一紧固件包括第一螺栓16和第一螺母17，两个第一基座11的长度方向的中间部位通过贯穿的定位销18定位配合，两端部位分别通过第一螺栓16、第一螺母17锁紧固定，两个第一基座11相对的侧部对称地设有槽体12，槽体12的底部设有第一基准面13、侧部设有第一支撑面14，第一支撑面14和第一基准面13相交处设有沿长度方向延伸的第一圆角沟槽15，避免原料的角部在安装时产生干涉，第一基准面13用于定位、支撑模仁片原料40的第三待加工圆弧面43，第一支撑面14用于压装模仁片原料40的第二待加工平面42，使得模仁片原料40的第一待加工平面41呈水平设置，两个槽体12拼合形成与模仁片原料40配合的第一安装槽，第一安装槽的分型面为模仁片原料40宽度方向的对称平面，

第二夹具20用于加工模仁片原料40的第二待加工平面42，包括第二基座21和第二紧固件，第二基座21的上部开设有第二安装槽22，第二安装槽22的侧部设有第二基准面23、第二支撑面24，第二基准面23和第二支撑面24相交处设有沿长度方向延伸的圆弧形沟槽25，避免原料的角部在安装时产生干涉，第二基准面23与水平面呈120度夹角并用于定位模仁片原料40的第一待加工平面41，第二支撑面24位于第二基准面23下方并用于支撑模仁片原料40的其中一个第二待加工平面42，使得模仁片原料40的另一个第二待加工平面42呈水平设置，第二紧固件安装于第二基座21并用于将模仁片原料40压紧于第二基准面，具体的，第二紧固件为第二螺栓26，第二螺栓26与第二基座21螺纹连接并伸入第二安装槽22，第二螺栓26的轴线与第二基准面23垂直并经过模仁片原料40的第三待加工圆弧面43的弧线中点；

第三夹具30用于加工模仁片原料40的第三待加工圆弧面43，包括第三基座31和第三紧固件，第三基座31上设有第三安装槽32，具体的，第三基座31的外周均匀分布有4个与第三基座31轴线平行的第三安装槽32，便于一次对4根模仁片原料进行同时加工，提高加工效率，第三安装槽32的底部设有第三基准面33、侧部设有第三支撑面34，第三基准面33用于定位模仁片原料40的第一待加工平面41，第三支撑面34设有两个并分别用于支撑模仁片原料40两侧的第二待加工平面42，使得模仁片原料40的第三待加工圆弧面43朝外设置，第三紧固件安装于第三基座并用于将模仁片原料压紧于第三基准面，具体的，第三紧固件为卡箍，两个卡箍分别套设于第三基座两端部外，将4根模仁片原料同时固定，同时，第三基座31长度方向的两端分别设有与顶尖配合的顶尖孔；

第一安装槽、第二安装槽22和第三安装槽32的长度均大于六个模仁片原料40的长度之和，便于六个模仁片的相同待加工平面/圆弧面均同时加工成型，有效提高加工精度。

使用上述夹具加工模仁片原料40的方法，包括以下步骤：

步骤1、选料，模仁片原料40为条形状，模仁片原料40的长度大于六个模仁片的长度之和；

步骤2、定位基准面的加工，先采用第一夹具10对模仁片原料40进行夹持，模仁片原料40两侧部位分别安装于两第一基座11的槽体12内，两个第一基座11通过定位销18定位配合以及第一螺栓16、第一螺母17锁紧后，模仁片原料40的第三待加工圆弧面43由两个第一基座11的第一基准面13共同定位贴合、两个第二待加工平面42由两个第一基座11的第一支撑面14分别压装，然后将两个第一基座11整体安装于磨床上（通过磨床自带的磁盘吸附），对第一待加工平面41进行初加工，形成定位基准面，先形成定位基准面而非成型平面是为了为了确保拼装平面和拼装圆弧面的加工余量，定位基准面和成型平面相互平行；

步骤3、拼装平面的加工，先采用第二夹具20对经过步骤2加工的模仁片原料40进行夹持，模仁片原料40安装于第二安装槽22内，定位基准面与第二基准面23定位贴合，其中一个第二待加工平面42支撑于第二支撑面24，另一个第二待加工平面42呈水平设置，通过第二螺栓26将模仁片原料40顶装固定，然后将第二基座21整体安装于磨床上（通过磨床自带的磁盘吸附），对另一个第二待加工平面42进行加工，形成模仁片一侧的拼装平面；

步骤4，重复步骤3，对步骤3中的其中一个第二待加工平面42进行加工，形成模仁片另一侧的拼装平面；

步骤5、拼装圆弧面的加工，先采用第三夹具30对经过步骤4加工的模仁片原料40进行夹持，模仁片原料40的定位基准面与第三基准面33定位贴合，拼装平面支撑于第三支撑面34，第三待加工圆弧面43朝外设置，并通过卡箍将模仁片原料40压装固定，然后将第三基座31整体安装于磨床上（通过磨床的双顶尖顶装），对第三待加工圆弧面43进行加工，形成拼装圆弧面；

步骤6、重复步骤1，对步骤5中的定位基准面进行加工，形成成型平面；

步骤7、将经过步骤6加工的模仁片原料40进行切割，形成所需长度的模仁片。