球头法兰螺钉及其成型装置的制作方法

本实用新型涉及机械零件及制造技术领域，特别涉及球头法兰螺钉及其成型装置。

背景技术：

在汽车后备箱铰链中，通常会使用一种球头法兰螺钉，传统的球头法兰螺钉制造顺序为先冷镦后机加工，然后再形成花齿，这样会使得原材料浪费，不仅会造成螺钉强度不够，也会影响产品的精度，从而使得效率低下，增加了生产成本。

技术实现要素：

本实用新型提供一种球头法兰螺钉及其成型装置，以解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种球头法兰螺钉，从上至下依次包括球头段、球头颈部段、外六角段、法兰段、法兰颈部段、螺纹段以及花齿段，其中所述螺纹段上涂有红色涂胶，球头法兰螺钉为一体成型。

作为优选，所述球头段的直径为12.9～13.0mm，所述球头颈部段的最小宽度为8.1～8.5mm，所述球头颈部段具有向内凹陷的弧形表面。

作为优选，所述外六角段六角对边为13.8～14.0mm，所述外六角段的厚度为4.35～4.75mm。

作为优选，所述法兰段的高度为2.8～3.2mm，所述法兰段的直径为25.5～26.5mm。

作为优选，所述花齿段高度为3.1mm，所述螺纹段的高度为9.3～10.7mm。

本实用新型还提供一种如上所述的球头法兰螺钉的成型装置，包括

包括送料机构、切料机构、传送机构以及五个模具，其中，

所述送料机构与切料机构的位置对应；

所述传送机构在所述送料机构以及五个模具之间移动送料；

所述五个模具分别为：用于预成型法兰颈部段和螺纹段的第一模具、用于预成型法兰段的第二模具、用于预成型球头段和花齿段的第三模具、用于预成型外六角段的第四模具、用于成型法兰段、外六角段和花齿段的第五模具。

作为优选，所述五个模具皆从上至下包括冲模和主模。

作为优选，所述冲模包括冲模壳、位于所述冲模壳内的冲模垫块、一端与所述冲模垫块固定连接的冲针，所述冲针的另一端与用于形成所述球头法兰螺钉的坯料接触，对其端部进行冲压。

作为优选，所述冲模具从上至下设置有两个冲模型腔，所述冲模内具有冲模仁，所述冲模仁位于所述冲模中靠近所述主模的冲模型腔内。

作为优选，所述传送机构包括一夹具，所述夹具由两个对称的左夹和右夹构成，所述左夹由夹柄和位于夹柄一端的夹口构成，所述夹口宽度大于夹柄的宽度，所述左夹和所述右夹的夹口形成圆形固定孔，所述圆形固定孔内具有与所述球头法兰螺钉形状相配合的台阶，所述传送机构传送所述球头法兰螺钉时，所述球头法兰螺钉位于所述圆形固定孔内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型提供的球头法兰螺钉及其成型装置中，球头法兰螺钉从上至下依次包括球头段、球头颈部段、外六角段、法兰段、法兰颈部段、螺纹段以及花齿段，其中所述螺纹段上涂有红色涂胶，球头法兰螺钉为一体成型。该球头法兰螺钉的成型装置中包括送料机构、切料机构、传送机构以及五个模具，五个模具分别为用于预成型法兰颈部段和螺纹段的第一模具、用于预成型法兰段的第二模具、用于预成型球头段和花齿段的第三模具、用于预成型外六角段的第四模具、用于成型法兰段、外六角段和花齿段的第五模具。由于本实用新型提供的球头法兰螺钉结构较为复杂，其冷镦变形率超出了理论变形极限，仅靠传统的冷镦装置成型困难。使用本实用新型提供的成型装置通过综合考虑法兰镦粗及法兰颈部段的变形率，采用五次挤压成型，减少花齿先机加工小径再搓花齿工序，提高了生产效率，降低了材料的消耗和加工成本，提高的产品精度，缩短了加工周期，提高了产品尺寸的稳定性。此外也使得材料金属流线完整从而提高零件内部组织的强度。由于此球头大法兰螺钉结构中间多个台阶，径差较大且较短，产品重心失衡，采用了专用的夹具，冲模接料的方式保证连续生产稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提供的球头螺钉结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型提供的第一模具结构示意图；

图4为本实用新型提供的经过第一模具整形后的产品剖面示意图；

图5为本实用新型提供的第二模具结构示意图；

图6为本实用新型提供的经过第二模具整形后的产品剖面示意图；

图7为本实用新型提供的第三模具结构示意图；

图8为本实用新型提供的经过第三模具整形后的产品剖面示意图；

图9为本实用新型提供的第四模具结构示意图；

图10为本实用新型提供的经过第四模具整形后的产品剖面示意图；

图11为本实用新型提供的第五模具结构示意图；

图12为本实用新型提供的经过第五模具整形后的产品剖面示意图；

图13为本实用新型提供的夹具结构示意图；

图14为图13的侧视图。

图中：100-球头法兰螺钉、110-球头段、120-球头颈部段、121-弧形表面、130-外六角段、131-倒角、140-法兰段、141-倒角边、150-法兰颈部段、160-螺纹段、161-红色涂胶、170-花齿段；

410-第一模具、411-第一主模壳、412-第一主模仁、413-第一主模垫块、414-第一主模顶针、415-第一主模型腔、416-第一冲模垫块、417-第一冲模壳、418-第一冲针、419-第一冲针夹管；

420-第二模具、421-第二冲针、422-第二冲模仁、423-第二冲模垫块、424-第二主模仁、425-第二主模垫块、426-第二主模顶针；

430-第三模具、431-第三主模仁、432-第三主模顶针、434-第三冲针；

440-第四模具、441-第四冲针、442-第四冲模仁、443-第四主模顶针、444-第四主模仁；

450-第五模具、451-第五冲针、452-第五冲模仁、453-第五主模顶针、454-第五主模仁；

50-坯料；

60-夹具、61-夹柄、62-夹口、63-台阶、64-圆形固定孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参照图1，本实用新型提供一种球头法兰螺钉100，从上至下依次包括球头段110、球头颈部段120、外六角段130、法兰段140、法兰颈部段150、螺纹段160以及花齿段170，其中所述螺纹段160上涂有红色涂胶161，球头法兰螺钉100整个为一体成型，且所有部分的轴线皆重合。

在本实用新型提供的球头法兰螺钉100上，球头段110并不是一个完整的球体，其在顶端部分磨平，球头段110的直径约为12.9～13.0mm。

球头颈部段120与球头段100连接处形成了图1中球头段110所在的圆的圆内弦，球头颈部段120具有内凹的弧形表面121，该弧形表面121的半径为1～2mm，这样球头颈部段120宽度最小或者说直径最小的部分为8.1～8.5mm。

外六角段130与球头颈部段120的接触处形成了倒角131，从图1中看出，两边倒角131形成的夹角为110°。从图2的俯视图中，外六角段130中螺母的内切圆的直径为13.8～14.0mm。

法兰段140的直径为25.5mm～26.5mm，高度为2.8～3.2mm，法兰段140上下各有倒角边141。

法兰颈部段150高度约为3mm，其与螺纹段160之间具有过渡段，由于螺纹段160的最大直径小于法兰颈部段150的直径，因此过渡段的宽度是从法兰颈部段150向螺纹段160逐渐减小。

螺纹段160的规格为M8，螺纹段160的高度约为9.3～10.7mm，在螺纹段160上涂抹有红色涂胶161，该红色涂胶161的作用为(请发明人补充)。

花齿段170与螺纹段160无缝连接，中间不存在过渡段，花齿段170的齿顶圆直径为5.85～6.15mm，花齿段170的整个高度为3.1mm。

为了形成具有上述结构特征的球头法兰螺钉，请参照图3、图5、图7、图9和图11，本实用新型提供了一套成型装置，具体包括送料机构、切料机构、传送机构以及五个模具，其中，

所述送料机构与切料机构的位置对应；

所述传送机构在所述送料机构以及五个模具之间移动送料，请参照图13和图14，所述传送机构包括夹具60，所述夹具60由两个对称的左夹和右夹构成，所述左夹由夹柄61和位于夹柄61一端的夹口62构成，所述夹口62宽度大于夹柄61的宽度，所述左夹和所述右夹的夹口形成圆形固定孔64，所述圆形固定孔64内具有与所述球头法兰螺钉100形状相配合的台阶63，所述传送机构传送所述球头法兰螺钉100时，所述球头法兰螺钉100位于所述圆形固定孔64内。

所述五个模具分别为：用于预成型法兰颈部段150和螺纹段160的第一模具410、用于预成型法兰段140(也就是将中间段镦粗到适合后续成型外六角段160的内切圆直径)的第二模具420、用于预成型球头段110和花齿段170的第三模具430、用于预成型外六角段160(也就是将外六角段160的六方形成型出)的第四模具440、用于成型法兰段140、外六角段160和花齿段170的第五模具450。

所述五个模具皆从上至下包括冲模和主模。

请参照图3，第一模具410的冲模包括第一冲模壳417，第一冲模壳417中从上至下包裹有第一冲模垫块416，第一冲针夹管419，还设置有第一冲针418，其一端与第一冲模垫块416固定，并穿过第一冲针夹管419，与坯料50的端部接触，对坯料50进行冲击，第一冲针夹管419套设在第一冲针418上，使得第一冲针418在冲击时，保持稳定，且避免与第一冲针418接触的坯料的端部在被冲击时，向两边变形。第一模具410的主模包括第一主模壳411，第一主模壳411从上至下包裹有第一主模仁412，第一主模型腔415，第一主模垫块413，还包括有一第一主模顶针414，其一端与位于包裹于第一主模仁412内的坯料50接触，另一端穿过第一主模型腔415与第一主模垫块413接触，第一主模仁412内部腔体形状与法兰颈部段150的形状对应，因此当第一冲针417、第一主模顶针414分别对坯料50进行上下冲击，使得坯料50逐渐形成第一主模仁412内部腔体的形状，从而形成如图4所示的结构，然后使用夹具60将该坯料50传送至下一模具上，夹具60中的台阶63与此时坯料50台阶形状吻合，在后续的冷镦过程中，由于坯料50该处台阶形状基本不变，因此可使用夹具60稳定地夹住坯料50，避免传送过程中夹持产品重心失衡，保证了连续生产的稳定性。

请参照图5，第二模具420的冲模中从上至下具有第二冲模垫块423、第二冲模仁422，第二冲针421一端与第二冲模垫块423接触，穿过第二冲模仁422与位于第二冲模仁422内的坯料50的端部接触，对其进行冲击，第二冲模仁422内部腔体的形状与水平方向虚线上方的形状对应，即一个短杆加具有倒角131的过渡段；第二模具420的主模内从上至下包括第二主模仁424、第二主模垫块425，第二主模顶针426一端与第二主模垫块425接触，另一端与位于第二主模仁424内的坯料50的端部接触，第二主模仁424内部腔体的形状与图6中水平方向虚线下方的形状对应，即中间部分镦粗，在第二冲针421和第二主模顶针426对部分位于第二冲模仁422、部分位于第二主模仁424内的坯料50进行上下冲击，在形成如图6所示的结构。

请参照图7，第三模具430是用于预成型花齿段170，其冲模与第二模具420的冲模结构相同，不同之处在于第三模具430的主模中第三主模仁431的内部腔体中还具有预成型花齿段170的部分，其高度与花齿段170的高度相同，其直径与花齿段170的齿顶圆直径相同，在第三冲针434和第三主模顶针432的上下冲击下，使得坯料50形成如图8所示的结构。

请参照图9，第四模具440中的主模与第三模具430的主模结构相同，不同之处在于其第四冲模仁442内部腔体的形状与第三模具430的第三冲模仁431内部腔体的形状不同，第四冲模仁442内部腔体中具有外六角段130的六方形，当第四冲针441和第四主模顶针443对部分位于第四冲模仁442、部分位于第四主模仁444内的坯料50进行冲击，使得位于第四冲模仁442中的坯料50逐渐在外六角段160形成了六方形结构，也就是外六角段160的预成型，形成图10所示的结构。

请参照图11，第五模具450中的冲模的第五冲模仁452内部腔体的形状与图12中法兰段140以上的部分的形状相同，具有完整的外六角段160的形状，第五模具450主模的第五主模仁454内部腔体中用于成型法兰段140的部分其直径与法兰段140的直径相同，且也具有用于成型倒角边141的形状，在第五主模仁454内部腔体的底部具有花齿段170锯齿的形状，当第五冲针451和第五主模顶针453对坯料50进行上下冲击时，坯料50中位于第五主模仁452的部分逐渐被冷镦，使得法兰段140完整成型、花齿段170完整成型，从而形成图12所示的结构。

本实用新型提供的球头法兰螺钉及其成型装置中，球头法兰螺钉100从上至下依次包括球头段110、球头颈部段120、外六角段130、法兰段140、法兰颈部段150、螺纹段160以及花齿段170，其中所述螺纹段130上涂有红色涂胶161，球头法兰螺钉100为一体成型。该球头法兰螺钉100的成型装置中包括送料机构、切料机构、传送机构以及五个模具，五个模具分别为用于预成型法兰颈部段150和螺纹段160的第一模具410、用于预成型法兰段140(也就是将中间段镦粗到适合后续成型外六角段160的内切圆直径)的第二模具420、用于预成型球头段110和花齿段170的第三模具430、用于预成型外六角段160的第四模具440、用于成型法兰段140和外六角段160的第五模具450。由于本实用新型提供的球头法兰螺钉100结构较为复杂，其冷镦变形率超出了理论变形极限，仅靠传统的冷镦装置成型困难。使用本实用新型提供的成型装置通过综合考虑法兰镦粗及法兰颈部段150的变形率，采用四次挤压成型，减少花齿段170先机加工小径再搓花齿工序，提高了生产效率，降低了材料的消耗，提高的产品精度，缩短了加工周期，提高了产品尺寸的稳定性。材料金属流线完整提高内部组织的强度，降低加工成本。此外由于此球头大法兰螺钉100结构中间多个台阶，径差较大且较短，产品重心失衡，采用了专用的夹具，冲模接料的方式保证连续生产稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。