冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝及其加工設備的製作方法

2023-06-30 04:35:16

專利名稱：冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝及其加工設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷擠壓成型平頭六角螺栓加工工藝及其加工設備。
背景技術：
隨著我國汽車工業、機械工業的飛速發展，汽車與工程機械用高強度螺栓的需求 量也隨著增大。目前，市場及資料上的生產六角平頭螺栓仍採用傳統切邊工藝，採用六角切邊模 具成型六角，這種工藝因切邊浪費材料平均在15%左右，甚至，短規格的螺栓浪費材料在 20%以上，同時，還增加了六角切邊模的費用。由於切邊所產生的六角對邊留下的條紋影響 外觀；切斷金屬纖維組織；六角支承面產生毛刺裝配不緊等直接影響螺栓的機械性能。傳 統的切邊工藝不但浪費材料，而且還存在嚴重的質量問題。

發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種節省材料、加工無毛刺的冷擠成型 車用平頭六角螺栓的加工工藝及其加工模設備。為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案一種冷擠成型車用平頭六角螺栓 的加工工藝，其特徵在於包括有以下步驟
1)將坯料通過冷擠壓形成杆部縮徑；
2)將步驟1中進行杆部縮徑的坯料的頭部進行預鐓，使其頭部形成初步的六角；
3)將步驟2中預鐓頭部的坯料進行正壓六角成型；
4)將步驟3中正壓六角的坯料進行反擠壓成型；
5)將步驟4中進行反擠壓成型的坯料鐓出線圈面並成型六角。步驟1中將坯料杆部縮徑，將柱狀的坯料加工成階梯軸，且階梯軸的一端為大端， 另一端為小端；步驟2的預鐓頭部中，將階梯軸的大端初步鐓至六角狀，坯料形成螺杆及初 步成型的六角螺頭，且初步成型的六角螺頭的頂部鐓出錐形凸臺；步驟3的正壓六角成型 中，將步驟2中六角螺頭頂部的凸臺擠壓至六角螺頭上，消除凸臺；步驟4的反擠壓成型中， 將步驟3中的六角螺頭倒角，並再次將六角螺頭頂部鐓出錐形凸臺；步驟5中的鐓出線圈面 並成型六角中，將步驟4中螺頭頂部的錐形凸臺擠壓至六角螺頭上，消除錐形凸臺後六角 螺頭成型，且六角螺頭與螺杆之間鐓出線圈凸臺。上述加工工藝中，將坯料杆部縮徑，使坯料變成階梯軸，採用此道工序可針對不同 杆徑的坯料進行加工，擴展了加工應用範圍，而將階梯軸狀坯料進行預鐓，使階梯軸狀坯料 的大端預鐓成六角形，且大端的頂部鐓出錐形凸臺，則是為了使坯料上的六角螺頭能夠初 步成型，而且為了防止冷鐓時坯料上初步成型的六角螺頭上產生飛邊，將坯料大端的頂部 的餘料鐓成錐形凸臺，然後通過下一步工序將坯料大端頂部的錐形凸臺擠到六角螺頭上， 此時坯料的六角螺頭已初步成型；然後，對坯料進行反擠壓成型，對於已形成初步成型的坯 料進行擠壓，使其上的六角螺頭具有倒角，最後，將坯料的六角螺頭與螺杆之間鐓出供線圈放置的平臺，上述工藝與現有技術相比，坯料的六角螺頭的表面上不會出現細紋，提高了美 觀度，而且採用冷擠壓的加工方式，坯料上不會有多餘的材料被切除，從而節省了材料，而 且經過初步和最後的成型，提高了精度及強度。一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於包括有機架，設於機架 上的送料機構、與送料機構銜接的切料機構及冷擠壓單元。其中，送料機構包括有兩個並列設置的滾輪，兩滾輪之間設有送料通道，送料通道 的一側設置導向塊，所述的切料機構包括有設於導向塊處的切刀，所述的冷擠壓單元包括 有杆部縮徑機構、初步成型機構、正壓六角機構、反擠壓機構及成品成型機構。採用上述技術方案，加工設備中包括送料機構、切料機構及冷擠壓單元，這樣設置 加強了加工的延續性及連貫性，提高了加工效率，而且冷擠壓單元中包括有部縮徑機構、初 步成型機構、正壓六角機構、反擠壓機構及成品成型機構，即通過五次工序冷擠壓成型，並 由其五次冷擠壓加工出省料、美觀、精度及強度高的車用平頭六角螺栓。本發明進一步設置為杆部縮徑機構包括有杆部縮徑衝頭及杆部縮徑模具；杆部 縮徑模具包括有相互層疊的上合金模塊、下合金模塊、墊塊及套設於上合金模塊、下合金模 塊、墊塊外並構成上合金模塊、下合金模塊、墊塊固定的內模套及外模套，上合金模塊、下合 金模塊及墊塊上設有同軸的通孔，上合金模塊的通孔為上通孔，下合金模塊的通孔為下通 孔，墊塊的通孔為導孔，上通孔的一端與外部導通，另一端與下通孔導通，且上通孔的直徑 大於下通孔的直徑，導孔的直徑與下通孔的直徑一致，上通孔與下通孔的銜接處設有錐形 銜接孔，所述的導孔處插設有沿導孔軸向滑移配合的頂針；所述的杆部縮徑衝頭包括有杆 部縮徑衝頭本體及設於杆部縮徑衝頭本體上的喇叭口，該喇叭口朝向杆部縮徑模具的上通 孔設置，且喇叭口的底端面直徑與上通孔的直徑一致。採用上述技術方案，杆部縮徑模具中上合金模塊及下合金模塊的設置能夠加強杆 部縮徑模具的強度，防止加工過程中杆部縮徑模具破裂及損壞，上合金模塊上的上通孔及 下合金模塊上的下通孔的作用則是為了與杆部縮徑配合時能將坯料冷壓成階梯軸狀，在加 工過程中，坯料進入到杆部縮徑模具中後，杆部縮徑衝頭對其進行衝壓，坯料下部(即加工 後成階梯狀的小端)的料被擠壓至上部(即可加工後成階梯狀的大端)並處於上合金模塊的 上通孔內成型，實現對不同規格直徑的坯料的加工，擴展了加工範圍；杆部縮徑衝頭上設有 喇叭口，而且喇叭口的底端面直徑與上通孔的直徑一致，這樣設置是為了在加工過程中坯 料上部的料能夠排出，從而形成階梯狀的大端。而且由於採用大料小變形，頭部用料較少， 頭部變形程度減小，頭部加工硬化現象有所改善，而杆部由於縮徑，增加了變形程度，頭部 與杆部的強度接近，提高了頭杆接合強度，避免了掉頭現象。本發明更進一步設置為初步成型機構包括有初步成型模具及初步成型衝頭，所 述的初步成型模具包括有層疊設置的合金模塊a及墊塊b，合金模塊a及墊塊b外套有構成 合金模塊a及墊塊b固定的內模套c及外模套d，合金模塊a及墊塊b上設有同軸、直徑一 致且相互導通的通孔，合金模塊a上的通孔為上通孔，墊塊b上的孔為下通孔，上通孔相對 與下通孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的型腔，所述的下通孔內 插設有沿下通孔軸向滑移的頂針；所述的初步成型衝頭包括有初步成型衝頭本體，初步成 型衝頭本體朝向初步成型模具的型腔的端面上設有錐形喇叭口，初步成型衝頭本體內設有 堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊處於初步成型衝頭本體內朝向其上錐形喇叭口呈微
7動滑移。其中，初步成型衝頭本體內設有橫截面呈「凸」字形的容置腔，容置腔的上部與下 部之間通過肩階銜接，所述的堵塊設於容置腔的下部，頂塊包括有與肩階呈限位配合的底 座及與底座連接並延伸至錐形喇叭口底部的頂頭，容置腔的肩階與頂塊的底座之間留有空 間，堵塊與頂塊之間設有彈簧。採用上述技術方案，初步成型機構的設置是為了將由杆部縮徑機構加工後的階梯 軸狀坯料的大端進行初步成型，將其冷擠壓成六角形，而在此冷擠壓的過程中，坯料被加工 成六角螺頭的大端會出現飛邊，為了克服飛邊的產生及出於對材料的節省，通過初步成型 衝頭上的錐形喇叭口將坯料被加工成六角螺頭的大端的底部鐓出凸臺，這樣便設置後便可 避免飛邊的產生。本發明更進一步設置為正壓六角機構包括有正壓六角模具及與正壓六角模具適 配的正壓六角衝頭；所述的正壓六角模具包括有層疊設置的合金模塊e及墊塊f，合金模塊 e及墊塊f外套有構成合金模塊e及墊塊f固定的內模套g及外模套h，合金模塊e及墊塊 f 上設有同軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模塊e上的通孔為上通孔，墊塊f 上的通孔 為下通孔，上通孔相對與下通孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的 型腔，下通孔內插設有沿下通孔
軸向滑移的頂針；所述的正壓六角衝頭包括有正壓六角衝頭本體、設於正壓六角衝頭 本體內的堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至正壓六角衝頭本體外，且頂塊延伸 至正壓六角衝頭本體外的部分為橫截面呈正六角的衝頭，該正六角衝頭與合金模塊e上的 上通孔處的型腔適配。採用上述技術方案，正壓六角機構的設置則是為了將初步成型機構中坯料被加工 成六角螺頭的大端底部的凸臺消除，通過正壓六角衝頭本體內頂塊延伸至正壓六角衝頭本 體外的正六角的衝頭及與正壓六角模具上六角形的型腔的配合將坯料被加工成六角螺頭 的大端底部的凸臺擠壓至六角螺頭上，以便於下道工序的加工。本發明更進一步設置為反擠壓機構包括有反擠壓模具及與反擠壓模具適配的反 擠壓衝頭；所述的反擠壓模具包括有層疊設置的合金模塊i及墊塊j，合金模塊i及墊塊j 外套有構成合金模塊i及墊塊j固定的內模套k及外模套1，合金模塊i及墊塊j上設有同 軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模塊i上的通孔為上通孔，墊塊j上的孔為下通孔，下 通孔內插設有沿下通孔軸向滑移的頂針；所述的反擠壓衝頭包括有反擠壓衝頭本體，反擠 壓衝頭本體朝向反擠壓模具的上通孔的端面上開設有橫截面呈六角形的凹腔，反擠壓衝頭 本體內設有堵塊，六角形的凹腔與堵塊之間設有頂塊。採用上述技術方案，反擠壓機構的設置則為了將及經過正壓六角機構加工的坯料 的呈六角形的螺頭進行倒角及去除多餘的毛刺，同時通過反擠壓衝頭與反擠壓模具的配合 將坯料的呈六角形的螺頭的頂部衝出錐形凸臺，同樣是為了避免飛邊的產生。本發明更進一步設置為所述的成品成型機構包括有成品成型模具及與成品成型 模具適配的成品成型衝頭；所述的成品成型模具包括有層疊設置的合金模塊m及墊塊n，合 金模塊m及墊塊n外套有構成合金模塊n及墊塊n固定的內模套o及外模套p，合金模塊m 及墊塊n上設有同軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模塊m上的通孔為上通孔，墊塊n 上的孔為下通孔，上通孔相對與下通孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六
8角形的成型型腔，下通孔內插設有沿下通孔軸向滑移的頂針，成型型腔與上通孔之間開設 有大於上通孔且小於成型型腔直徑的矩形凹腔；所述的成品成型衝頭包括有成品成型衝頭 本體及設於成品成型衝頭內的堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至成品成型衝頭 本體外，且頂塊延伸至成品成型衝頭本體外的部分為橫截面呈正六角的成型衝頭，該呈正 六角的成型衝頭與合金模塊m上的上通孔處的成型型腔適配。採用上述技術方案，成品成型機構在反擠壓機構的基礎上對坯料呈六角形的螺頭 的頂部的錐形凸臺進衝壓，使錐形凸臺的料被擠至六角螺頭上，然後通過成品成型模具與 成品成型衝頭的配合，使坯料六角螺頭與螺杆之間形成供線圈放置的臺面。下面結合附圖對本發明作進一步描述。


圖1為本發明實施例的工藝流程示意圖； 圖2為本發明實施例中加工設備的結構示意圖； 圖3為圖2的K向局部示意圖4為圖2的A-A局部剖面示意圖； 圖5為圖2的B-B局部剖面示意圖； 圖6為圖2的C-C局部剖面示意圖； 圖7為圖2的D-D局部剖面示意圖； 圖8為圖2的E-E局部剖面示意圖； 圖9為本發明實施例中杆部縮徑機構的結構示意圖； 圖10為本發明實施例中初步成型機構的結構示意圖； 圖11為本發明實施例中正壓六角機構的結構示意圖； 圖12為本發明實施例中反擠壓機構的結構示意圖； 圖13為本發明實施例中成品成型機構的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示的一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝，包括有以下步驟
1)將坯料通過冷擠壓形成杆部縮徑；
2)將步驟1中進行杆部縮徑的坯料的頭部進行預鐓，使其頭部形成初步的六角；
3)將步驟2中預鐓頭部的坯料進行正壓六角成型；
4)將步驟3中正壓六角的坯料進行反擠壓成型；
5)將步驟4中進行反擠壓成型的坯料鐓出線圈面並成型六角。在本發明實施例中，其具體加工步驟為步驟1中將坯料杆部縮徑，將柱狀坯料1 加工成階梯軸2，且階梯軸2的一端為大端21，另一端為小端22 ；步驟2的預鐓頭部中，將 階梯軸2的大端21初步鐓至六角狀，坯料形成螺杆3及初步成型的六角螺頭4，且初步成 型的六角螺頭4的頂部鐓出錐形凸臺41 ；步驟3的正壓六角成型中，將步驟2中六角螺頭4 頂部的凸臺41擠壓至六角螺頭4上，消除凸臺41 ；步驟4的反擠壓成型中，將步驟3中的 六角螺頭4倒角，並再次將六角螺頭4頂部鐓出錐形凸臺42 ；步驟5中的鐓出線圈面並成 型六角，將步驟4中六角螺頭4頂部的錐形凸臺42擠壓至六角螺頭4上，消除錐形凸臺42
9後六角螺頭4成型，且六角螺頭4與螺杆3之間鐓出線圈凸臺43。上述方案將坯料杆部縮徑，使坯料變成階梯軸2，採用此道工序可針對不同杆徑的 坯料進行加工，擴展了加工應用範圍，而將階梯軸2狀坯料進行預鐓，使階梯軸2狀坯料的 大端21預鐓成六角形，且大端21的頂部鐓出錐形凸臺，則是為了使坯料上的六角4螺頭能 夠初步成型，而且為了防止冷鐓時坯料上初步成型的六角螺頭4上產生飛邊，將形成階梯 軸2的坯料大端21的頂部的餘料鐓成錐形凸臺42，然後通過下一步工序將坯料大端21頂 部的錐形凸臺42擠到六角螺頭4上，此時坯料的六角螺頭4已初步成型；然後，對坯料進行 反擠壓成型，對於已形成初步成型的坯料進行擠壓，使其上的六角螺頭4具有倒角，最後， 將坯料的六角螺頭4與螺杆3之間鐓出供線圈放置的線圈凸臺43。上述工藝與現有技術相比，坯料的六角螺頭4的表面上不會出現細紋，提高了美 觀度，而且採用冷擠壓的加工方式，坯料上不會有多餘的材料被切除，從而節省了材料，而 且經過初步和最後的成型，提高了精度及強度。如圖2—圖8所示的一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，包括有機架5， 設於機架5上的送料機構6、與送料機構6銜接的切料機構7及冷擠壓單元8。送料機構6 包括有兩個並列設置的滾輪61，兩滾輪61之間設有送料通道611，送料通道611的一側設 置導向塊612 ；切料機構7包括有設於導向塊612處的切刀71 ；冷擠壓單元8包括有杆部縮 徑機構81、初步成型機構82、正壓六角機構83、反擠壓機構84及成品成型機構85。加工設 備中包括送料機構6、切料機構7及冷擠壓單元8，這樣設置加強了加工的延續性及連貫性， 提高了加工效率，而且冷擠壓單元8中包括有部縮徑機構81、初步成型機構82、正壓六角機 構83、反擠壓機構84及成品成型機構85，即通過五次工序冷擠壓成型，並由其五次冷擠壓 加工出省料、美觀、精度及強度高的車用平頭六角螺栓。如圖9所示，在本發明實施例中，杆部縮徑機構81包括有杆部縮徑衝頭811及杆 部縮徑模具812 ；杆部縮徑模具812包括有相互層疊的上合金模塊813、下合金模塊814、墊 塊815及套設於上合金模塊813、下合金模塊814、墊塊815外並構成上合金模塊813、下合 金模塊814、墊塊815固定的內模套816及外模套817，上合金模塊813、下合金模塊814及 墊塊815上設有同軸的通孔，上合金模塊813的通孔為上通孔8131，下合金模塊814的通孔 為下通孔8141，墊塊815的通孔為導孔8151，上通孔8131的一端與外部導通，另一端與下 通孔8141導通，且上通孔8131的直徑大於下通孔8141的直徑，導孔8151的直徑與下通孔 8141的直徑一致，上通孔8131與下通孔8141的銜接處設有錐形銜接孔819 ；導孔8151處 插設有沿導孔8151軸向滑移配合的頂針817 ；所述的杆部縮徑衝頭811包括有杆部縮徑衝 頭本體818及設於杆部縮徑衝頭本體818上的喇叭口 8181，該喇叭口 8181朝向杆部縮徑模 具812的上通孔8131設置，且喇叭口 8181的底端面直徑與上通孔8131的直徑一致。杆部 縮徑模具812中上合金模塊813及下合金模塊814的設置能夠加強杆部縮徑模具812的強 度，防止加工過程中杆部縮徑模具812破裂及損壞，而且提高了模具耐磨損，使用壽命提高 幾十倍，產品的尺寸精度也提高，連續大批量生產時，六角對邊尺寸變化很小，產品尺寸的 一致性很好。上合金模塊813上的上通孔8131及下合金模塊814上的下通孔8141的作用 則是為了與杆部縮徑衝頭811配合時能將坯料冷壓成階梯軸狀，在加工過程中，坯料進入 到杆部縮徑模具812中後，杆部縮徑衝頭811對其進行衝壓，坯料下部(即加工後成階梯狀 的小端)的料被擠壓至上部(即可加工後成階梯狀的大端)並處於上合金模塊813的上通孔
108131內成型，實現對不同規格直徑的坯料的加工，擴展了加工範圍；杆部縮徑衝頭本體811 上設有喇叭口 8181，而且喇叭口 8181的底端面直徑與上通孔8131的直徑一致，這樣設置是 為了在加工過程中坯料上部的料能夠排出，從而形成階梯狀的大端。通過杆部縮徑機構81 加工後的坯料由於處於導孔8151內的頂針817將其頂出杆部縮徑模具812並通過機械手 夾持至下一步工序，即初步成型機構82中進行加工。需要說明的是，可將上合金模塊813及 下合金模塊814設置成一個整體，然後在其整體上開設通孔，也是可行的，只是上通孔8131 與下通孔8141銜接處的錐形銜接孔819不方便加工，所以本發明優選前者；而且該錐形銜 接孔819開設於下通孔8141的開口端處，這樣設置同樣也是為了方便加工。
如圖10所示，在本發明實施例中，初步成型機構82包括有初步成型模具821及 初步成型衝頭822，所述的初步成型模具821包括有層疊設置的合金模塊a8211及墊塊 b8212，合金模塊a8211及墊塊b8212外套有構成合金模塊a8211及墊塊b8212固定的內模 套C8213及外模套d8214，合金模塊a8211及墊塊b8212上設有同軸、直徑一致且相互導通 的通孔，合金模塊a8211上的通孔為上通孔8215，墊塊b8212上的孔為下通孔8216，上通孔 8215相對與下通孔8216銜接的另一端處開設有與上通孔8215導通的橫截面呈六角形的型 腔8217，下通孔8216內插設有沿下通孔8216軸向滑移的頂針823 ；初步成型衝頭822包括 有初步成型衝頭本體8221，初步成型衝頭本體8221朝向初步成型模具821的型腔8217的 端面上設有錐形喇叭口 8222，初步成型衝頭本體8221內設有堵塊8223及與堵塊8223呈抵 觸配合的頂塊8224，頂塊8224處於初步成型衝頭本體8221內朝向其上錐形喇叭口 8222呈 微動滑移。初步成型衝頭本體8221內設有橫截面呈「凸」字形的容置腔8225，容置腔8225 的上部82251與下部82252之間通過肩階82253銜接，所述的堵塊8223設於容置腔8225的 下部82252，頂塊8224包括有與肩階82253呈限位配合的底座82241及與底座82241連接 並延伸至錐形喇叭口 8222底部的頂頭82242，容置腔8225的肩階82253與頂塊8224的底 座82241之間留有空間8226，該空間8226為頂塊8224滑移的空間，堵塊8223與頂塊8224 之間設有彈簧8227，該彈簧8227起到復位的作用。初步成型機構82的設置是為了將由杆 部縮徑機構81加工後的階梯軸狀坯料的大端進行初步成型，將其冷擠壓成六角形，而在此 冷擠壓的過程中，坯料被加工成六角螺頭的大端會出現飛邊，為了克服飛邊的產生及出於 對材料的節省，通過初步成型衝頭82上的錐形喇叭口 8222將坯料被加工成六角螺頭4的 大端的底部鐓出凸臺，這樣便設置後便可避免飛邊的產生。經過初步成型機構82加工的坯 料通過機械手將其夾持至下一步工序，即進入到正壓六角機構83中進行加工。
如圖11所示，在本發明實施例中，正壓六角機構83包括有正壓六角模具831及與 正壓六角模具831適配的正壓六角衝頭832 ；所述的正壓六角模具831包括有層疊設置的 合金模塊e8311及墊塊f8312，合金模塊e8311及墊塊f8312外套有構成合金模塊e8311及 墊塊f8312固定的內模套g8313及外模套h8314，合金模塊e8311及墊塊f8312上設有同 軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模塊e8311上的通孔為上通孔8315，墊塊f8312上的 通孔為下通孔8316，上通孔8314相對與下通孔8316銜接的另一端處開設有與上通孔8315 導通的橫截面呈六角形的型腔8317，下通孔8316內插設有沿下通孔8316軸向滑移的頂 針8318 ；所述的正壓六角衝頭832包括有正壓六角衝頭本體8321、設於正壓六角衝頭本體 8321內的堵塊8322及與堵塊8322呈牴觸配合的頂塊8323，頂塊8323延伸至正壓六角衝 頭本體8321外，且頂塊8323延伸至正壓六角衝頭本體8321外的部分為橫截面呈正六角的衝頭8324，該正六角衝頭8324與合金模塊e8311上的上通孔8315處的型腔8317適配。經 過正壓六角機構83加工的坯料通過機械手將其夾持至下一步工序，即進入到反擠壓機構 84中進行加工。如圖12所示，在本發明實施例中，反擠壓機構84包括有反擠壓模具841及與反 擠壓模具841適配的反擠壓衝頭842 ；所述的反擠壓模具841包括有層疊設置的合金模塊 18411及墊塊j8412，合金模塊i8411及墊塊j8412外套有構成合金模塊i8411及墊塊j8412 固定的內模套k8413及外模套18414，合金模塊i8411及墊塊j8412上設有同軸、直徑一致 且相互導通的通孔，合金模塊i8411上的通孔為上通孔8415，墊塊j8412上的孔為下通孔 8416，下通孔8416內插設有沿下通孔8416軸向滑移的頂針8417 ；所述的反擠壓衝頭842包 括有反擠壓衝頭本體8421，反擠壓衝頭本體8421朝向反擠壓模具841的上通孔8415的端 面上開設有橫截面呈六角形的凹腔8422，反擠壓衝頭本體8421內設有堵塊8423，六角形的 凹腔8422與堵塊8423之間設有頂塊8424。經過反擠壓機構84加工的坯料通過機械手將 其夾持至下一步工序，即進入到成品成型機構85中進行加工。如圖13所示，在本發明實施例中，用於最後成型的成品成型機構85包括有成品成 型模具851及與成品成型模具851適配的成品成型衝頭852 ；成品成型模具851包括有層 疊設置的合金模塊m8511及墊塊n8512，合金模塊m8511及墊塊n8512外套有構成合金模 塊n8511及墊塊n8512固定的內模套o8513及外模套p8514，合金模塊m8511及墊塊n8512 上設有同軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模塊m8511上的通孔為上通孔8515，墊塊 n8512上的孔為下通孔8516，上通孔8515相對與下通孔8516銜接的另一端處開設有與上 通孔8515導通的橫截面呈六角形的成型型腔8517，下通孔8516內插設有沿下通孔軸向滑 移的頂針858，成型型腔8517與上通孔8515之間開設有大於上通孔8515且小於成型型腔 8517直徑的矩形凹腔8518 ；所述的成品成型衝頭852包括有成品成型衝頭本體8521及設 於成品成型衝頭8521內的堵塊8522及與堵塊8522呈牴觸配合的頂塊8523，頂塊8523延 伸至成品成型衝頭本體8521外，且頂塊8523延伸至成品成型衝頭本體8521外的部分為橫 截面呈正六角的成型衝頭8524，該呈正六角的成型衝頭8524與合金模塊m8511上的上通孔 8515處的成型型腔8517適配。本發明採用五工位進行加工，而五工位的加工工序依次為杆部縮徑機構81、初步 成型機構82、正壓六角機構83、反擠壓機構84及成品成型機構85。
權利要求
一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝，其特徵在於包括有以下步驟1)將坯料通過冷擠壓形成杆部縮徑；2)將步驟1中進行杆部縮徑的坯料的頭部進行預鐓，使其頭部形成初步的六角；3)將步驟2中預鐓頭部的坯料進行正壓六角成型；4)將步驟3中正壓六角的坯料進行反擠壓成型；5)將步驟4中進行反擠壓成型的坯料鐓出線圈面並成型六角。
2.根據權利要求1所述的冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝，其特徵在於步驟 1中將坯料杆部縮徑，將柱狀的坯料加工成階梯軸，且階梯軸的一端為大端，另一端為小端； 步驟2的預鐓頭部中，將階梯軸的大端初步鐓至六角狀，坯料形成螺杆及初步成型的六角 螺頭，且初步成型的六角螺頭的頂部鐓出錐形凸臺；步驟3的正壓六角成型中，將步驟2中 六角螺頭頂部的凸臺擠壓至六角螺頭上，消除凸臺；步驟4的反擠壓成型中，將步驟3中的 六角螺頭倒角，並再次將六角螺頭頂部鐓出錐形凸臺；步驟5中的鐓出線圈面並成型六角， 將步驟4中螺頭頂部的錐形凸臺擠壓至六角螺頭上，消除錐形凸臺後六角螺頭成型，且六 角螺頭與螺杆之間鐓出線圈凸臺。
3.一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於包括有機架，設於機架 上的送料機構、與送料機構銜接的切料機構及冷擠壓單元。
4.根據權利要求3所述的冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所述 的送料機構包括有兩個並列設置的滾輪，兩滾輪之間設有送料通道，送料通道的一側設置 導向塊，所述的切料機構包括有設於導向塊處的切刀，所述的冷擠壓單元包括有杆部縮徑 機構、初步成型機構、正壓六角機構、反擠壓機構及成品成型機構。
5.根據權利4所述的冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所述的杆 部縮徑機構包括有杆部縮徑衝頭及杆部縮徑模具；杆部縮徑模具包括有相互層疊的上合金 模塊、下合金模塊、墊塊及套設於上合金模塊、下合金模塊、墊塊外並構成上合金模塊、下合 金模塊、墊塊固定的內模套及外模套，上合金模塊、下合金模塊及墊塊上設有同軸的通孔， 上合金模塊的通孔為上通孔，下合金模塊的通孔為下通孔，墊塊的通孔為導孔，上通孔的一 端與外部導通，另一端與下通孔導通，且上通孔的直徑大於下通孔的直徑，導孔的直徑與下 通孔的直徑一致，上通孔與下通孔的銜接處設有錐形銜接孔，所述的導孔處插設有沿導孔 軸向滑移配合的頂針；所述的杆部縮徑衝頭包括有杆部縮徑衝頭本體及設於杆部縮徑衝頭 本體上的喇叭口，該喇叭口朝向杆部縮徑模具的上通孔設置，且喇叭口的底端面直徑與上 通孔的直徑一致。
6.根據權利要求4或5所述的冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於 所述的初步成型機構包括有初步成型模具及初步成型衝頭，所述的初步成型模具包括有層 疊設置的合金模塊a及墊塊b，合金模塊a及墊塊b外套有構成合金模塊a及墊塊b固定的 內模套c及外模套d，合金模塊a及墊塊b上設有同軸、直徑一致且相互導通的通孔，合金模 塊a上的通孔為上通孔，墊塊b上的孔為下通孔，上通孔相對與下通孔銜接的另一端處開設 有與上通孔導通的橫截面呈六角形的型腔，所述的下通孔內插設有沿下通孔軸向滑移的頂 針；所述的初步成型衝頭包括有初步成型衝頭本體，初步成型衝頭本體朝向初步成型模具 的型腔的端面上設有錐形喇叭口，初步成型衝頭本體內設有堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂 塊，頂塊處於初步成型衝頭本體內朝向其上錐形喇叭口呈微動滑移。
7.根據權利要求6所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的初步成型衝頭本體內設有橫截面呈「凸」字形的容置腔，容置腔的上部與下部之間通過 肩階銜接，所述的堵塊設於容置腔的下部，頂塊包括有與肩階呈限位配合的底座及與底座 連接並延伸至錐形喇叭口底部的頂頭，容置腔的肩階與頂塊的底座之間留有空間，堵塊與 頂塊之間設有彈簧。
8.根據權利要求4或5所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於 所述的正壓六角機構包括有正壓六角模具及與正壓六角模具適配的正壓六角衝頭；所述的 正壓六角模具包括有層疊設置的合金模塊e及墊塊f，合金模塊e及墊塊f外套有構成合金 模塊e及墊塊f固定的內模套g及外模套h，合金模塊e及墊塊f上設有同軸、直徑一致且 相互導通的通孔，合金模塊e上的通孔為上通孔，墊塊f上的通孔為下通孔，上通孔相對與 下通孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的型腔，下通孔內插設有沿 下通孔軸向滑移的頂針；所述的正壓六角衝頭包括有正壓六角衝頭本體、設於正壓六角衝 頭本體內的堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至正壓六角衝頭本體外，且頂塊延 伸至正壓六角衝頭本體外的部分為橫截面呈正六角的衝頭，該正六角衝頭與合金模塊e上 的上通孔處的型腔適配。
9.根據權利要求6所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的正壓六角機構包括有正壓六角模具及與正壓六角模具適配的正壓六角衝頭；所述的正 壓六角模具包括有層疊設置的合金模塊e及墊塊f，合金模塊e及墊塊f外套有構成合金模 塊e及墊塊f固定的內模套g及外模套h，合金模塊e及墊塊f上設有同軸、直徑一致且相 互導通的通孔，合金模塊e上的通孔為上通孔，墊塊f上的孔為下通孔，上通孔相對與下通 孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的型腔，下通孔內插設有沿下通 孔軸向滑移的頂針；所述的正壓六角衝頭包括有正壓六角衝頭本體、設於正壓六角衝頭本 體內的堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至正壓六角衝頭本體外，且頂塊延伸至 正壓六角衝頭本體外的部分為橫截面呈正六角的衝頭，該正六角衝頭與合金模塊e上的上 通孔處的型腔適配。
10.根據權利要求4或5所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在 於所述的反擠壓機構包括有反擠壓模具及與反擠壓模具適配的反擠壓衝頭；所述的反擠 壓模具包括有層疊設置的合金模塊i及墊塊j，合金模塊i及墊塊j外套有構成合金模塊i 及墊塊j固定的內模套k及外模套1，合金模塊i及墊塊j上設有同軸、直徑一致且相互導 通的通孔，合金模塊i上的通孔為上通孔，墊塊j上的孔為下通孔，下通孔內插設有沿下通 孔軸向滑移的頂針；所述的反擠壓衝頭包括有反擠壓衝頭本體，反擠壓衝頭本體朝向反擠 壓模具的上通孔的端面上開設有橫截面呈六角形的凹腔，反擠壓衝頭本體內設有堵塊，六 角形的凹腔與堵塊之間設有頂塊。
11.根據權利要求6所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的反擠壓機構包括有反擠壓模具及與反擠壓模具適配的反擠壓衝頭；所述的反擠壓模具 包括有層疊設置的合金模塊i及墊塊j，合金模塊i及墊塊j外套有構成合金模塊i及墊塊 j固定的內模套k及外模套1，合金模塊i及墊塊j上設有同軸、直徑一致且相互導通的通 孔，合金模塊i上的通孔為上通孔，墊塊j上的孔為下通孔，下通孔內插設有沿下通孔軸向 滑移的頂針；所述的反擠壓衝頭包括有反擠壓衝頭本體，反擠壓衝頭本體朝向反擠壓模具的上通孔的端面上開設有橫截面呈六角形的凹腔，反擠壓衝頭本體內設有堵塊，六角形的 凹腔與堵塊之間設有頂塊。
12.根據權利要求8所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的反擠壓機構包括有反擠壓模具及與反擠壓模具適配的反擠壓衝頭；所述的反擠壓模具 包括有層疊設置的合金模塊i及墊塊j，合金模塊i及墊塊j外套有構成合金模塊i及墊塊 j固定的內模套k及外模套1，合金模塊i及墊塊j上設有同軸、直徑一致且相互導通的通 孔，合金模塊i上的通孔為上通孔，墊塊j上的孔為下通孔，下通孔內插設有沿下通孔軸向 滑移的頂針；所述的反擠壓衝頭包括有反擠壓衝頭本體，反擠壓衝頭本體朝向反擠壓模具 的上通孔的端面上開設有橫截面呈六角形的凹腔，反擠壓衝頭本體內設有堵塊，六角形的 凹腔與堵塊之間設有頂塊。
13.根據權利要求4或5所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在 於所述的成品成型機構包括有成品成型模具及與成品成型模具適配的成品成型衝頭；所 述的成品成型模具包括有層疊設置的合金模塊m及墊塊n，合金模塊m及墊塊n外套有構 成合金模塊n及墊塊n固定的內模套o及外模套p，合金模塊m及墊塊n上設有同軸、直徑 一致且相互導通的通孔，合金模塊m上的通孔為上通孔，墊塊n上的孔為下通孔，上通孔相 對與下通孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的成型型腔，下通孔內 插設有沿下通孔軸向滑移的頂針，成型型腔與上通孔之間開設有大於上通孔且小於成型型 腔直徑的矩形凹腔；所述的成品成型衝頭包括有成品成型衝頭本體及設於成品成型衝頭內 的堵塊及與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至成品成型衝頭本體外，且頂塊延伸至成品 成型衝頭本體外的部分為橫截面呈正六角的成型衝頭，該呈正六角的成型衝頭與合金模塊 m上的上通孔處的成型型腔適配。
14.根據權利要求6所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的成品成型機構包括有成品成型模具及與成品成型模具適配的成品成型衝頭；所述的成 品成型模具包括有層疊設置的合金模塊m及墊塊n，合金模塊m及墊塊n外套有構成合金模 塊n及墊塊n固定的內模套o及外模套p，合金模塊m及墊塊n上設有同軸、直徑一致且相 互導通的通孔，合金模塊m上的通孔為上通孔，墊塊n上的孔為下通孔，上通孔相對與下通 孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的成型型腔，下通孔內插設有沿 下通孔軸向滑移的頂針，成型型腔與上通孔之間開設有大於上通孔且小於成型型腔直徑的 矩形凹腔；所述的成品成型衝頭包括有成品成型衝頭本體及設於成品成型衝頭內的堵塊及 與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至成品成型衝頭本體外，且頂塊延伸至成品成型衝頭 本體外的部分為橫截面呈正六角的成型衝頭，該呈正六角的成型衝頭與合金模塊m上的上 通孔處的成型型腔適配。
15.根據權利要求8所述的冷擠壓成型車用平頭六角螺栓的加工設備，其特徵在於所 述的成品成型機構包括有成品成型模具及與成品成型模具適配的成品成型衝頭；所述的成 品成型模具包括有層疊設置的合金模塊m及墊塊n，合金模塊m及墊塊n外套有構成合金模 塊n及墊塊n固定的內模套o及外模套p，合金模塊m及墊塊n上設有同軸、直徑一致且相 互導通的通孔，合金模塊m上的通孔為上通孔，墊塊n上的孔為下通孔，上通孔相對與下通 孔銜接的另一端處開設有與上通孔導通的橫截面呈六角形的成型型腔，下通孔內插設有沿 下通孔軸向滑移的頂針，成型型腔與上通孔之間開設有大於上通孔且小於成型型腔直徑的矩形凹腔；所述的成品成型衝頭包括有成品成型衝頭本體及設於成品成型衝頭內的堵塊及 與堵塊呈牴觸配合的頂塊，頂塊延伸至成品成型衝頭本體外，且頂塊延伸至成品成型衝頭 本體外的部分為橫截面呈正六角的成型衝頭，該呈正六角的成型衝頭與合金模塊m上的上 通孔處的成型型腔適配。
全文摘要
本發明涉及一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝及其加工設備。一種冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝，其特徵在於包括有以下步驟1)將坯料通過冷擠壓形成杆部縮徑；2)將步驟1中進行杆部縮徑的坯料的頭部進行預鐓，使其頭部形成初步的六角；3)將步驟2中預鐓頭部的坯料進行正壓六角成型；4)將步驟3中正壓六角的坯料進行反擠壓成型；5)將步驟4中進行反擠壓成型的坯料鐓出線圈面並成型六角。冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工設備，包括有機架，設於機架上的送料機構、與送料機構銜接的切料機構及冷擠壓單元。採用上述技術方案，提供了一種節省材料、加工無毛刺的冷擠成型車用平頭六角螺栓的加工工藝及其加工模設備。
文檔編號B21C25/02GK101947567SQ20101026779
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者項知火 申請人:瑞安市瑞強標準件有限公司