一種異形螺栓的生產工藝的製作方法
2023-05-11 12:55:21 1
專利名稱：一種異形螺栓的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種螺栓的生產工藝，具體地說是一種異形螺栓的生產工藝。
背景技術：
螺栓是一種由頭部和螺杆兩部分組成的緊固件，通常與螺母配合，用於緊固連接 兩個帶有通孔的零件。螺栓根據不同的需要設計為不同的形狀。 一種用於裝配汽車牌照燈 飾板用的異形螺栓，其頭部為矩形頭，所述矩形頭下設有窄環槽和圓形凸緣，所述圓形凸緣 的直徑小於所述矩形頭的長邊且大於所述矩形頭的短邊，所述環槽設置在所述矩形頭和所 述圓形凸緣之間，所述圓形凸緣下方為螺杆。對於所述異形螺栓，現有技術的生產工藝為， 先將坯料加工成一個大的頭部和一個與之相連的杆部的形狀，然後將所述頭部先加工出矩 形頭，再加工出與所述矩形頭連接的環槽，之後再加工出與環槽連接的圓形凸緣，最後在杆 部加工出螺紋。這種機械加工的生產工藝由於加工需要車銑掉較多的坯料，所以原料利用 率較低，製造成本高，並由於機械加工的精度要求，使得生產效率低，不能適應大量生產的 需要。 冷衝壓是一種在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生 分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法，具有衝壓生產率高、材料利用率高、 生產精度高等優點，在批量生產中得到了廣泛的應用。但是，所述異形螺栓由於矩形頭下面 的凸緣直徑大於矩形頭的短邊，若採用冷衝壓的方式生產，剪切矩形邊時難以控制切壓深 度，容易損壞凸緣，因此冷衝壓的生產方式不適於生產所述異形螺栓。 冷擠壓也是一種利用金屬的塑性變形來製成所需形狀的零件的方法，是指在冷態 下將金屬毛坯放入模具模腔內，在強大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠 出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學性能的擠壓件。冷擠壓技術是一種高精、高 效、優質低耗的先進生產工藝技術，較多應用於中小型鍛件規模化生產中。中國專利文獻 CN101549448A中公開了一種鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓的加工工藝，採用少無切削加 工，其中包括三次冷擠壓成型、一次熱鍛成型，即第一次冷擠壓成型為螺杆成型，第二次冷 擠壓成型為螺杆上螺紋段成型，第三次冷擠壓成型為螺紋成型，熱鍛成型為螺栓冒頭成型。 該現有技術中冷擠壓技術只用於螺杆段，而螺栓冒頭成型採用的是熱鍛成型，熱鍛是在高 於坯料金屬的再結晶溫度的條件下加工，操作時難以保證產品的特性，其穩定性較差。
發明內容
為此，本發明所要解決的技術問題在於現有技術中所述異形螺栓的生產工序多、 生產成本高、效率低、產品穩定性差的問題，從而提出一種生產效率高、生產精度高、產品穩 定性好的異形螺栓的冷擠壓生產工藝。 為解決上述技術問題，本發明的異形螺栓生產工藝，一種異形螺栓的生產工藝，其 特徵在於，包括如下步驟 ①按照所需尺寸截取適當大小的圓柱形坯料；
②第一次冷擠壓，將所述坯料的一端冷擠壓成型為螺紋滾絲前坯徑的螺杆段；
③第二次冷擠壓，將所述坯料的另一端冷擠壓成型為一個預成型的頭部，所述預 成型的頭部的開放端的直徑小於與所述螺杆段連接的所述預成型頭部的末端的直徑，且所 述開放端向所述末端平滑過渡； ④第三次冷擠壓，將所述預成型的頭部冷擠壓成型為兩個依次相連的凸緣，與螺 杆段相連的凸緣為所需的圓形凸緣，與所述圓形凸緣相連的另一凸緣為待加工凸緣，所述 待加工凸緣的直徑大於所述圓形凸緣的直徑； ⑤第四次冷擠壓，將所述待加工凸緣冷擠壓成型為所需的矩形頭，多餘的坯料被 擠壓到所述矩形頭與所述圓形凸緣之間。
⑥除去多餘的坯料，使環槽成型；
⑦在螺杆段的所需部位成型出螺紋。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，在所述步驟⑦後還需要進行提升產品性能的熱 處理過程。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，在所述步驟④中形成的待加工凸緣的直徑與所
述步驟⑤中形成的所述矩形頭的對角線的長度相同。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，所述待加工凸緣為圓形。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，在所述步驟②或③或④或⑤中的冷擠壓通過多 工位冷成形機來實現。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，所述多工位冷成形機至少具有四個工位，分別 設置所述步驟②或③或④或⑤中冷擠壓使用的模具。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，在所述步驟⑥中使用精密儀表車床來車削多餘 的坯料。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，在所述步驟⑦中，通過自動搓絲機來搓出螺杆 上的螺紋。 本發明所述異形螺栓的生產工藝，所述熱處理通過可控氣氛熱處理生產線來完 成。 本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點， 1)本發明所述異形螺栓的生產工藝，通過四次冷擠壓將所述異形螺栓的矩形頭、 頭下凸緣及螺杆段成型，且多餘的坯料被擠壓到圓形凸緣和矩形頭之間，留待車削掉，使用 冷擠壓技術來生產所述異形螺栓，增強了其穩定性，同時提高了其生產效率，並且生產過程 中只需要在第四次冷擠壓後車削多餘坯料，此種少切削的生產方式提高了原料的利用率， 節約原料的同時降低了生產成本，適合於大規模的生產。 2)本發明所述異形螺栓的生產工藝，在冷擠壓、車削及螺紋成型後還需要進行熱 處理，所述熱處理通過可控氣氛熱處理生產線來完成，熱處理過程可以提高產品的強度，進 而提升產品性能。 3)本發明所述異形螺栓的生產工藝，所述待加工凸緣的直徑與所述矩形頭的對角 線的長度相同，保證了所述步驟⑤中擠壓矩形頭時產生儘可能少的多餘坯料，提高了原料 利用率。 4)本發明所述異形螺栓的生產工藝，四次冷擠壓通過多工位冷成形機來實現，通過四個工位來設置四次冷擠壓所需的模具，使冷擠壓方式實現起來更方便、快捷，通過使用 多工位冷成形機來進行生產，每分鐘所述異形螺栓的產量大於120件，在保證產品質量的 同時提高了生產效率。 5)本發明所述異形螺栓的生產工藝，使用精密儀表車床來車削多餘的坯料，與多 工位冷成形機配合使用，可實現大批量供貨。
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合 附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
圖1是所述異形螺栓的主視圖；
圖2是所述異形螺栓的左視圖； 圖3是所述異形螺栓生產過程中各步驟形成的中間部件的結構示意圖。 圖中附圖標記表示為1-矩形頭，2-環槽，3-圓形凸緣，4-螺杆段，5-預成型的頭
部，51-預成型的頭部的開放端，52-預成型的頭部的末端，6-待加工凸緣，7-多餘的坯料。
具體實施例方式
圖1、圖2給出了本發明所述的異形螺栓的主視圖和左視圖，可以看出所述異形螺
栓其頭部為矩形頭l，所述矩形頭1下依次設有窄環槽2和圓形凸緣3，所述環槽2的寬度
約為2mm，所述圓形凸緣3下方為螺杆段4，所述圓形凸緣3的直徑小於所述矩形頭1的長
邊且大於所述矩形頭1的短邊，所述異形螺栓用於裝配汽車牌照燈飾板。圖3給出了本發
明所述的異形螺栓的生產工藝的流程圖，包括如下步驟 ①按照所需尺寸截取適當大小的圓柱形坯料，如圖3中(a)所示； ②第一次冷擠壓，將所述坯料的一端冷擠壓成型為螺紋滾絲前坯徑的螺杆段4，如
圖3中(b)所示； ③第二次冷擠壓，將所述坯料的另一端冷擠壓成型為一個預成型的頭部5，所述預 成型的頭部的開放端51的直徑小於與所述螺杆段4連接的所述預成型頭部的末端52的直 徑，且所述開放端51向所述末端52平滑過渡，如圖3中(c)所示； ④第三次冷擠壓，將所述預成型的頭部5冷擠壓成型為兩個依次相連的凸緣，與 螺杆段相連的凸緣為所述異形螺栓成型後的圓形凸緣3，與所述圓形凸緣3相連的另一凸 緣為待加工凸緣6，所述待加工凸緣6也為圓形，所述待加工凸緣6的直徑大於所述圓形凸 緣3的直徑，如圖3中(d)所示； ⑤第四次冷擠壓，將所述待加工凸緣6冷擠壓成型為所需的矩形頭1，多餘的坯料 7被擠壓到所述矩形頭1與所述圓形凸緣3之間，如圖3中(e)所示；
⑥除去多餘的坯料7，如圖3中(e)陰影部分所示，使環槽2成型；
⑦在螺杆段4的所需部位成型出螺紋。 在本實施例中，在步驟⑦後還需要進行提升產品性能的熱處理過程，通過可控氣 氛熱處理生產線來實現，熱處理過程包括對經過上述步驟加工後的工件，通過加熱、淬火、 回火等過程來提高其強度。在所述步驟②或③或④或⑤中的冷擠壓通過多工位冷成形機來 實現，所述多工位冷成形機型號為CFB-84S，由臺灣春日公司生產，是一種以冷擠壓的方式加工螺栓等緊固件的設備，至少具有四個工位，分別設置所述步驟②或③或④或⑤中冷擠
壓使用的模具，可以自動完成上述的四次冷擠壓，所述多工位冷成型機每分鐘的產量大於
120件。在所述步驟④中形成的待加工凸緣6的直徑與所述步驟⑤中形成的所述矩形頭1
的對角線的長度相同，如圖3中(f)所示。在所述步驟⑥中使用的精密儀表車床為浙江玉
環生產的型號為CJ0625-A的車床，用來車削多餘的坯料7，與所述多工位冷成形機配套生
產，可實現大批量供貨。在所述步驟⑦中，通過自動搓絲機來搓出螺杆上的螺紋。 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對
於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或
變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或
變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
權利要求
一種異形螺栓的生產工藝，其特徵在於，包括如下步驟①按照所需尺寸截取適當大小的圓柱形坯料；②第一次冷擠壓，將所述坯料的一端冷擠壓成型為螺紋滾絲前坯徑的螺杆段；③第二次冷擠壓，將所述坯料的另一端冷擠壓成型為一個預成型的頭部，所述預成型的頭部的開放端的直徑小於與所述螺杆段連接的所述預成型頭部的末端的直徑，且所述開放端向所述末端平滑過渡；④第三次冷擠壓，將所述預成型的頭部冷擠壓成型為兩個依次相連的凸緣，與螺杆段相連的凸緣為所需的圓形凸緣，與所述圓形凸緣相連的另一凸緣為待加工凸緣，所述待加工凸緣的直徑大於所述圓形凸緣的直徑；⑤第四次冷擠壓，將所述待加工凸緣冷擠壓成型為所需的矩形頭，多餘的坯料被擠壓到所述矩形頭與所述圓形凸緣之間；⑥除去多餘的坯料，使環槽成型；⑦在螺杆段的所需部位成型出螺紋。
2. 根據權利要求1所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於在所述步驟⑦後還需要 進行提升產品性能的熱處理過程。
3. 根據權利要求1或2所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於在所述步驟④中形 成的待加工凸緣的直徑與所述步驟⑤中形成的所述矩形頭的對角線的長度相同。
4. 根據權利要求3所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於所述待加工凸緣為圓形。
5. 根據權利要求1或2或4所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於在所述步驟② 或③或④或⑤中的冷擠壓通過多工位冷成形機來實現。
6. 根據權利要求5所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於所述多工位冷成形機至 少具有四個工位，分別設置所述步驟②或③或④或⑤中冷擠壓使用的模具。
7. 根據權利要求1或2或4或6所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於在所述步驟⑥中使用精密儀表車床來車削多餘的原料。
8. 根據權利要求7所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於在所述步驟⑦中，通過自動搓絲機來搓出螺杆上的螺紋。
9. 根據權利要求2或4或6或8所述的異形螺栓的生產工藝，其特徵在於所述熱處 理通過可控氣氛熱處理生產線來完成。
全文摘要
一種異形螺栓的生產工藝，通過四次冷擠壓來實現所述異形螺栓的螺杆段、圓形凸緣、矩形頭以及環槽的成型，第一次冷擠壓，將所述坯料的一端冷擠壓成型為螺紋滾絲前坯徑的螺杆段；第二次冷擠壓，將所述坯料的另一端冷擠壓成型為一個預成型的頭部，第三次冷擠壓，將所述預成型的頭部冷擠壓成型為兩個依次相連的凸緣；第四次冷擠壓，將所述待加工凸緣冷擠壓成型為所需的矩形頭，多餘的坯料被擠壓到所述矩形頭與所述圓形凸緣之間。然後，除去多餘的坯料，使環槽成型。解決了現有技術中所述異形螺栓的生產工序多、生產成本高、效率低、產品穩定性差的問題，特別適用於所述異形螺栓的生產。
文檔編號B23P15/00GK101780629SQ20101014178
公開日2010年7月21日 申請日期2010年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者沈永瑞 申請人:浙江裕泰緊固件製造有限公司