一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺的制作方法

本发明涉及一种螺栓成型技术，特别涉及一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺。

背景技术：

目前，六角法兰面螺栓的成形工艺为：切料、一序挤压螺纹坯径、二序预镦头部、三序预镦六角、四序成形头部法兰面和螺纹坯径，其中，经过二序、三序预成形后在四序成形时材料流动性比较差，头部减重的凹穴深度不够，按照目前这工艺达不到新能源汽车对紧固件轻量化的要求，此外，为了节省原材料，通常均采用材料直径为7.7mm的细料作为原材料，而该直径的细料在冷挤压过程中会产生较大的冷作硬化，材料的强度随着变形量的变化会提高，从而影响冷挤压过程中材料的变形，因此依照目前的技术，很难完成大深度凹穴螺栓的加工。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺，能够在不影响螺栓性能的情况下，加深了凹穴深度，从而达到了轻量化的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺，具体包括如下步骤：

（1）切料：根据螺栓变形量来选择对应直径的粗料进行切料；

（2）一序：按照加工要求，对切料的杆部进行挤压，完成螺纹坯径的加工；

（3）二序：按照加工要求，通过冲压模具对切料的头部进行冲压，形成圆柱形头部，并且在冲压的同时，对头部的顶端中心进行挤压，完成凹穴的预成形；

（4）三序：将圆柱形头部预镦成六角形，并同时对螺栓头部进行初步的法兰面冲压成型；

（5）四序：对螺纹坯径末端进行倒角，并对初步成型的法兰面进行再冲压，实现法兰面最终成型，与此同时，对头部中预成形的凹穴进行再冲压，主要是对预成形的凹穴进行修补和校正，最终实现凹穴的最终成形。

在本发明的一较佳实施例中，所述冲压模具包括：上冲压模具和下冲压模具。

在本发明的一较佳实施例中，所述上冲压模具包括：冲棒和上模块，所述冲棒位于所述上模块的中心，且所述冲棒的上方间隔安装有冲棒垫。

在本发明的一较佳实施例中，所述上模块为可滑动结构，且所述上模块的可滑动距离为所述冲棒和所述冲棒垫之间的间隔距离。

在本发明的一较佳实施例中，所述冲棒为r型结构。

在本发明的一较佳实施例中，所述下冲压模具包括：冲孔和下模槽，所述冲孔位于所述下模槽的中心。

在本发明的一较佳实施例中，所述上模块和所述下模槽大小、形状相匹配。

在本发明的一较佳实施例中，所述冲棒和所述冲孔位于同一截面。

本发明的有益效果包括：

（1）通过采用直径较大的粗料代替传统的细料进行切料，减少螺栓头部的变形量，从而降低头部材料在冲压过程中的冷作硬化，有利于凹穴的成形；

（2）通过在二序步骤中对头部凹穴进行预成型，从而降低了螺栓在经过三序步骤时凹穴的变形量，最终再通过四序步骤对变形的凹穴进行二次冲压，完成凹穴的最终成型，从而实现了在不影响产品性能的情况下，加深凹穴深度，达到轻量化的要求。

附图说明

图1是本发明在一较佳实施例中的工艺流程图；

图2是本发明工艺流程中所采用的冲压模具的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、上冲压模具，2、下冲压模具，11、冲棒，12、上模块，13、冲棒垫，21、冲孔，22、下模槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参考图1，本发明实施例包括：

一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺，具体包括如下步骤：

（1）切料：根据螺栓变形量来选择对应直径的粗料进行切料；

（2）一序：按照加工要求，对切料的杆部进行挤压，完成螺纹坯径的加工；

（3）二序：按照加工要求，通过冲压模具对切料的头部进行冲压，形成圆柱形头部，并且在冲压的同时，对头部的顶端中心进行挤压，完成凹穴的预成形；

（4）三序：将圆柱形头部预镦成六角形，并同时对螺栓头部进行初步的法兰面冲压成型；

（5）四序：对螺纹坯径末端进行倒角，并对初步成型的法兰面进行再冲压，实现法兰面最终成型，与此同时，对头部中预成形的凹穴进行再冲压，主要是对预成形的凹穴进行修补和校正，最终实现凹穴的最终成形。

区别于现有技术，本发明一种轻量化六角法兰面螺栓的成形工艺，一方面，通过采用9.7mm直径的粗料代替传统的7.7mm直径的细料，减少螺栓头部的变形量，从而降低头部材料在冲压过程中的冷作硬化，有利于凹穴的成形；另一方面，通过在二序步骤中对头部凹穴进行预成型，从而降低了螺栓在经过三序步骤时凹穴的变形量，最终再通过四序步骤对变形的凹穴进行二次冲压，完成凹穴的最终成型，从而实现了在不影响产品性能的情况下，加深凹穴深度，达到轻量化的要求。

参考图1，为本发明中二序步骤所采用的冲压模具的结构图，其包括：上冲压模具1和下冲压模具2，

所述上冲压模具包括：冲棒11和上模块12，所述冲棒11位于所述上模块12的中心，且所述冲棒11的上方间隔安装有冲棒垫13，所述上模块12为可滑动结构，且所述上模块12的可滑动距离为所述冲棒11和所述冲棒垫13之间的间隔距离。

所述下冲压模具2包括：冲孔21和下模槽22，所述冲孔位21于所述下模槽22的中心。

其中，所述冲棒11为r型结构，从而冲压成型出r型凹穴，保证达到产品轻量化。

进一步说明，所述上模块12和所述下模槽22大小、形状相匹配，使得在冲压的过程中，实现圆柱形头部的挤压加工。

进一步说明，所述冲棒11和所述冲孔12位于同一截面，使得冲压所得的凹穴能够位于所述螺栓头部的正中心，并且与螺栓杆部的中心重合，保证螺栓自身性能。

工作时，将待加工螺栓的杆部插放于下冲压模具2内的冲孔21中，随后启动上冲压模具1下压，使得冲棒11顶住螺栓头部，随着上冲压模具1的持续下压，使得冲棒垫13带动上模块12下移，将螺栓头部预镦成圆柱形，最终冲棒垫移动至冲棒11处，带动冲棒11在螺栓头部的中心挤压出凹穴，从而在预镦圆柱形头部的同时完成凹穴的预成形。

区别于现有技术，本发明通过对模具结构进行优化改进，并将内部的冲棒设计为r型结构，能够在圆柱形头部冲压的过程中直接对头部中心进行凹穴成形，并在成形的过程中有利于材料的流动，最终确保了凹穴的深度大幅加深，实现轻量化要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。