螺栓的加工方法及所用模具的製作方法

2023-12-09 01:31:31 1

專利名稱：螺栓的加工方法及所用模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及螺栓的加工方法及所用的模具，特別是涉及細長螺栓的加工方法及所用模具。
背景技術：
目前，細長螺栓加工多採用先熱鐓螺栓頭部，得到螺栓頭部符合尺寸要求的螺栓毛坯，再在車床上車削螺杆，得到所需精度和尺寸要求的光螺杆，再在光螺杆上進行螺紋加工，得到成品螺栓。光螺杆的加工多在車床上進行，由於螺杆細而長，為防止車削螺杆時螺杆因熱脹冷縮變形和切削時彈性變形，通常採用活頂尖、跟刀架、中心架等輔助裝置對螺杆進行輔助支承。在此，活頂尖主要用來解決因熱脹冷縮引起螺杆伸長的定位問題。而採用跟刀架、中心架的目的是為了預防細長螺杆中間部位由於剛性差，在車削過程中因切削力導致彈性變形，使得加工完成後的螺杆成腰鼓形。由於跟刀架、中心架具有為幾十毫米的自身寬度，在加工的過程中螺杆上有幾十毫米得不到加工，形成切削死點，為了削除切削死點， 必須經第二次裝夾後對螺杆再進行第二次車削，因此採用上述先熱鐓螺栓頭部形成螺栓毛坯而後對螺杆進行車削加工的方法得到的細長光螺杆的尺寸精度和直線度均低，不能滿足需要，且此方法由於需採用精車對光螺杆部分進行加工，所以生產效率低，很難實現大批量生產。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術螺栓加工方法，所得到的光螺杆尺寸精度低、螺杆直線度低、生產率低的不足，提供一種不僅生產效率高，且得到的光螺杆尺寸精度高、生產效率高的細長螺栓的加工方法及所用的模具。本發明採用如下技術方案實現本發明的目的本發明的第一個目的，是提供一種加工螺栓用的模具，包括上模和下模，所述上模設置有與螺栓頭部相匹配的上模型腔，所述下模由設置有軸心孔的下模套、下模套固定裝置及墊塊組成，所述墊塊的外徑與所述軸心孔的內徑相匹配，所述下模套在所述的軸肩處分成固定連接的兩段，上段為下模墊，下段為加長模套，所述加長模套由對接的上模芯和下模芯及加長模套外套組成，所述上模芯和所述下模芯設置在所述加長模套外套內並分別與所述加長模套外套過盈配合連接，所述加長模套外套的長度小於等於所述上模芯和所述下模芯的長度之和，而大於所述上模芯的長度；所述下模套的長度大於所述螺栓的螺杆的長度，所述軸心孔的直徑與所述螺杆的直徑相同，所述的軸心孔的公差偏所述螺杆直徑公差的上偏差；所述下模套固定裝置由壓蓋、設置在下模套外圓周的軸肩組成，所述壓蓋的內腔與所述軸肩的外型相匹配，在所述壓蓋的頂部設置有內徑與所述下模套的外徑相匹配的壓蓋孔；所述下模墊的內徑比所述加長模套的內徑小；
所述的墊塊的長度與所述的螺杆的長度之和大於所述的下模套的長度；所述下模套的頂部設置有合金模芯，所述合金模芯與所述下模套過盈配合連接；本發明的另一個目的，是提供一種螺栓的加工方法，採用熱鐓模具進行熱鐓，由所述熱鐓模具的上模成型所述螺栓的頭部，同時由所述熱鐓模具的下模成型所述螺栓的杆部，得到頭部和杆部均符合設計要求的螺栓毛坯；採用上述模具之一所述的上模作為所述的熱鐓模具的上模，採用上述模具之一所述的下模作為所述的熱鐓模具的下模，按如下步驟進行鐓制
A、準備備好杆件，所述杆件的直徑與所述螺杆的直徑相同，所述杆件的公差等級與所述螺杆的公差等級相同，所述杆件的長度等於所述螺杆的長度與螺栓頭部用料長度之和；B、將杆件的螺栓頭部用料部分加熱；C、將杆件置入所述的軸心孔內，螺栓頭部用料部分朝上，將所述的墊塊置於所述的軸心孔內，並用所述墊塊給所述杆件定位，使所述杆件位於所述軸心孔內的長度與所述螺杆的長度相等；D、開啟設備，使所述上模型腔與所述軸心孔接合，形成與所述螺栓外型相匹配的整體型腔，鐓制杆件，得到光杆螺栓；E、加工螺紋，得到成品螺栓；進一步地，所述杆件的直徑公差偏所述螺杆直徑公差的下偏差；進一步地，所述的墊塊部分位於所述的軸心孔內。採用本發明的方法加工螺栓，具有如下優越性熱鐓後即得到光螺杆螺栓，可在此光螺杆螺栓上直接進行螺紋加工，得到成品螺栓，無需再對螺杆進行車削加工，可避免車削帶來的加工缺陷，能很好保證螺杆尺寸精度、形狀公差要求，無需再對螺杆進行進一步加工，效率高，可實現大批量生產。採用本發明的方法加工螺栓能獲得精度等級為hl2、直線度公差為IT13的螺杆。本發明的模具結構簡單、製造方便，安裝定位操作簡便，能防止螺杆在加工過程中變形，可一次獲得光螺杆螺栓，減少了加工工序，提高了工作效率。


圖I是本發明螺栓加工所用模具實施例結構示意圖；圖2是在杆件裝入本發明下模後熱鐓前模具工作狀態實施例示意圖；圖3是採用本發明模具熱鐓螺栓加工狀態實施例示意圖；圖4是下模墊實施例結構示意圖；圖5是加長模套實施例結構示意圖；圖6是螺栓實施例設計圖。附圖標記說明5-上模6-壓蓋7-下模板8-加長模套9_墊塊10-上模型腔11_調整墊塊13-合金模芯14-下模墊15-加長模套外套16-上模芯17-下模芯18-下模套19-軸心孔20-軸肩21-杆件22-工具機滑塊
具體實施例方式本發明加工方法中可用壓力機或衝床作為熱鐓設備，原材料為直徑和長度均符合一定要求的光杆件21。該杆件21的直徑與細長螺栓的螺杆的直徑相等，杆件21的直徑公差與螺杆直徑公差相同，最好位於螺杆直徑公差的下偏差內。長度為螺杆用料長度及螺栓頭部用料長度之和。螺栓頭部用料利用體積不變的原理換算得到。可以採用兩種方法得到所需的杆件21。第一種是按單件用料長度下料，用貫穿磨削的方法製得長度和直徑都符合要求的杆件21 ；第二種方法是採用拉拔的方法得到直徑符合要求的長杆件，再按單件長度切料，得到長度和直徑都符合要求的杆件21。本發明的模具由兩部分組成，一部分為使螺栓頭部成型的上模5，另一部分是使細長螺杆成型的下模。上模5具有與螺栓頭部形狀相匹配的上模型腔10，上模型腔10的上方 為通孔，以便用調整墊塊11調節螺栓頭部高度。下模由設置有軸心孔19的下模套18、下模套固定裝置及墊塊9組成，下模套18的長度大於細長螺杆的長度，軸心孔19的直徑與細長螺杆的直徑相等，公差與螺杆的直徑相等。軸心孔19的直徑公差最好偏細長螺杆直徑公差的上偏差。墊塊9的外徑與軸心孔19的內徑相匹配，能伸進到軸心孔內。下模套固定裝置由設置在下模套外圓周的軸肩20和壓蓋6組成，壓蓋6的內腔與軸肩20的形狀相匹配，在壓蓋6的頂部設置有壓蓋孔，壓蓋孔的內徑與下模套18的外徑相匹配。為了防止因反覆熱墩引起下模套18頂部的軸心孔變形，延長下模套18的使用壽命，下模套頂部內設置有合金模芯13，合金模芯孔與下模套軸心孔同軸，構成下模的軸心孔19，合金模芯13與下模套18過盈配合連接。為了便於下模套18的加工，在軸肩20處將下模套18分成上、下連接的兩部分，上部為下模墊14，下部為加長模套8，該加長模套8由上模芯16和下模芯17及設置在上模芯和下模芯外的加長模套外套15組成。加長模套外套15的長度小於等於上模芯和下模芯的長度之和而大於上模芯的長度。上模芯16和下模芯17均與加長模套外套過盈配合連接。這樣，利用加長模套外套15將上模芯16和下模芯17連接起來，也可防止熱鐓過程中上模芯和下模芯變形。熱墩時，將上模5固緊在工具機滑塊22上，將下模套18設置在工具機下模板7的內孔中，通過軸肩20初步將下模套18定位到模板7上，壓蓋6扣在軸肩20外，壓蓋上插入螺栓將下模套18固緊在下模板7上。將杆件21的螺栓頭部用料部分加熱，螺栓頭部用料部分朝上，將杆件21從軸心孔的上方置於軸心孔19內，並使杆件21在軸心孔19內的長度等於細長螺杆的長度，將墊塊9從軸芯孔19的底部置於軸心孔19內對杆件21定位，墊塊9的長度應能使墊塊在軸心孔外有一定的長度，墊塊9用支撐部件支撐。開啟工具機，使工具機滑塊22下移，上模5同步下移，使上模型腔10和軸心孔19合成一體形成與螺栓外型和尺寸相同的型腔，在滑塊22的壓力下完成熱鐓。當下模分體設置時，為了防止在加工過程中下模墊14的軸心孔與加長模套8的軸心孔錯位，致使杆件21不能順暢放入軸心孔19內，上模芯16的軸心孔的內徑大於等於下模墊14的軸心孔的內徑，最好上模芯16的軸心孔的內徑大於下模墊14軸心孔的內徑O. 03 O. 05MM。加長模套外套15可延長上模芯和下模芯的變形時間，延長模具的使用壽命O下模的長度視細長螺杆的長度而定，總長度要比細長螺杆長，通常長10 20麗，便於墊塊9伸入到軸心孔19內。墊塊9伸入到軸心孔19內後要留在軸心孔19外一段長度。這樣，在熱鐓時，下模不會受到軸向壓力的作用，可延長下模的使用壽命，保持下模的精度。而且方便取出螺栓。下模的軸心孔19的直線度要高於細長螺杆成品的螺杆的直線度，按一般模具加工標準加工即可。下模墊14的軸心孔直徑視待加工的杆件的直徑和材料的熱膨脹係數來確定，在保證杆件加熱後能放進下模墊軸心孔的前提下，下模墊軸心孔的直 徑儘量小，因為在熱鐓的過程中軸心孔會越來越大，實施例下面以加工一個具體細長螺杆的螺栓為例，對本發明作詳細介紹。想得到的成品螺栓的尺寸如圖6所示，其細長螺杆的直徑為Φ IO0015，細長螺杆長度為320mm。I、按單件用料長度下料一採用貫穿磨削得到直徑為Φ H' tf5的杆件21 ；2、根據圖6所示的螺栓頭部尺寸，選擇合適的上模5 ；選用高度為270 mm的加長模套8放入下模板7的下模板通孔內，再在加長模套8上放置高度為70 mm的下模墊14，將墊塊9放入軸心孔19內，用墊塊9調節好杆件21在軸心孔19內的長度，杆件21在軸心孔內的長度為320 mm，在軸肩20上壓緊壓蓋6並用螺栓將壓蓋與下模板7固定好，開啟工具機，使工具機滑塊下移，上模型腔10和下模軸心孔19合成整體型腔，即完成鐓制。鐓制後的螺栓,頭部螺杆部的對稱度< O. 25 mm，直線度< O. 2 mm,完全能滿足國家標準的規定。用此方法鐓制具有細長螺杆的螺栓，一套模具一般能加工8000件合格的螺栓，加工過程呈對模具進行整型維修，一個合金模墊可加工I. 5 2萬件產品，一個加長模套可加工幾十萬件產品。
權利要求
1.一種加工螺栓用的模具，包括上模(5)和下模，其特徵在於所述上模(5)設置有與螺栓頭部相匹配的上模型腔(10)，所述下模由設置有軸心孔(19)的下模套(18)、下模套固定裝置及墊塊(9)組成，所述墊塊(9)的外徑與所述軸心孔(19)的內徑相匹配，所述下模套(18)在所述的軸肩處分成固定連接的兩段，上段為下模墊(14)，下段為加長模套(8)，所述加長模套(8)由對接的上模芯(16)和下模芯(17)及加長模套外套(15)組成，所述上模芯(16)和所述下模芯(17)設置在所述加長模套外套(15)內並分別與所述加長模套外套(15)過盈配合連接，所述加長模套外套(15)的長度小於等於所述上模芯(16)和所述下模芯(17)的長度之和，而大於所述上模芯(16)的長度。
2.如權利要求I所述的一種加工螺栓用的模具，其特徵在於，所述下模套(18)的長度大於所述螺栓的螺杆的長度，所述軸心孔(19)的直徑與所述螺杆的直徑相同，所述的軸心孔(19)的公差偏所述螺杆直徑公差的上偏差。
3.如權利要求I所述的一種加工螺栓用的模具，其特徵在於，所述下模套固定裝置由壓蓋(6)、設置在下模套(18)外圓周的軸肩(20)組成，所述壓蓋(6)的內腔與所述軸肩(20)的外型相匹配，在所述壓蓋(6)的頂部設置有內徑與所述下模套(18)的外徑相匹配的壓蓋孔。
4.如權利要求I所述的一種加工螺栓用的模具，其特徵在於，所述下模墊(14)的內徑比所述加長模套(8)的內徑小。
5.如權利要求I所述的一種加工螺栓用的模具，其特徵在於，所述的墊塊(9)的長度與所述的螺杆的長度之和大於所述的下模套(18)的長度。
6.如權利要求1-5各項之一所述的一種加工螺栓用的模具,其特徵在於,所述下模套(18)的頂部設置有合金模芯(13)，所述合金模芯(13)與所述下模套(18)過盈配合連接。
7.一種螺栓的加工方法，其特徵在於，採用熱鐓模具進行熱鐓，由所述熱鐓模具的上模成型所述螺栓的頭部，同時由所述熱鐓模具的下模成型所述螺栓的杆部，得到頭部和杆部均符合設計要求的螺栓毛坯。
8.如權利要求7所述的螺栓的加工方法，其特徵在於，採用如權利要求1-7各項之一所述的上模作為所述的熱鐓模具的上模，採用如權利要求1-7各項之一所述的下模作為所述的熱鐓模具的下模，按如下步驟進行鐓制 A、準備備好杆件(21)，所述杆件(21)的直徑與所述螺杆的直徑相同，所述杆件(21)的公差等級與所述螺杆的公差等級相同，所述杆件(21)的長度等於所述螺杆的長度與螺栓頭部用料長度之和； B、將杆件(21)的螺栓頭部用料部分加熱； C、將杆件(21)置入所述的軸心孔(19)內，螺栓頭部用料部分朝上，將所述的墊塊(9)置於所述的軸心孔(19)內，並用所述墊塊(9)給所述杆件(21)定位，使所述杆件(21)位於所述軸心孔(19)內的長度與所述螺杆的長度相等； D、開啟設備，使所述上模型腔(10)與所述軸心孔(19)接合，形成與所述螺栓外型相匹配的整體型腔，鐓制杆件(21)，得到光杆螺栓； E、加工螺紋，得到成品螺栓。
9.如權利要求8所述的螺栓的加工方法，其特徵在於，所述杆件(21)的直徑公差偏所述螺杆直徑公差的下偏差。
10.如權利要求8所述的螺栓的加工方法，其特徵在於，所述的墊塊(9)部分位於所述的軸心孔(19)內。
全文摘要
本發明針對現有技術細長螺栓的加工方法，所得到的光螺杆尺寸精度低、螺杆直線度低、生產率低的不足，提供一種螺栓的加工方法及所用的模具，其模具包括上模和下模，所述上模設置有與螺栓頭部相匹配的上模型腔，所述下模由設置有軸心孔的下模套、下模套固定裝置及墊塊組成，所述墊塊的外徑與所述軸心孔的內徑相匹配，本發明的加工方法採用所述的模具，本發明的加工方法及模具，不僅生產效率高，且得到的光螺杆尺寸精度高。
文檔編號B21J13/02GK102764843SQ201210291040
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者姚國燕, 楊徐帆, 王濤, 陸勤標, 陳菊, 顧建平 申請人:浙江中航來寶精工科技有限公司