CN112935176A - 一种圆弧尾端螺栓的加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆弧尾端螺栓的加工方法及装置，方法包括：选取用于加工螺栓的原材料；将原材料放入冷镦机中，控制冷镦机粗镦原材料的底部的球面；控制冷镦机精镦球面、并粗镦原材料的头部；控制冷镦机精镦球面、并精镦头部、镦出球面上部的倒角。本申请通过控制冷镦机、利用冷镦工艺将螺栓的尾部圆弧、底部的倒角和顶部的头部冷镦出来，提高了产品生产效率，缩短了制造周期，节约成本、提高利润，并保证大批量的螺栓稳定生产。本申请所提供的圆弧尾端螺栓的加工装置可以自动加工螺栓尾部的球面，控制冷镦机、利用冷镦工艺将螺栓的尾部圆弧、底部的倒角和顶部的头部冷镦出来，提高了产品生产效率，缩短了制造周期，节约成本、提高利润。

Description

一种圆弧尾端螺栓的加工方法及装置

技术领域

本发明涉及紧固件生产技术领域，更具体地说，涉及一种圆弧尾端螺 栓的加工方法及装置。

背景技术

圆弧尾端螺栓大量应用于汽车、工程机械、农用机械、桥梁建设等领 域，是一种应用较为广泛的紧固件。圆弧尾端螺栓尾端为圆弧状，现在多 采用机加工车削方式来保证圆弧尺寸，但缺点是车削效率低人工成本高、 刀具磨损快、产品尺寸一致性波动大。由于这些缺点导致产品成本高、产 品生产周期长、利润微薄没有竞争优势。

综上所述，如何降低圆弧尾端螺栓尾端加工的人工成本、提高产品一 致性、降低产品成本、降低产品生产周期、提高利润，是目前本领域技术 人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种圆弧尾端螺栓的加工方法及装置， 利用该圆弧尾端螺栓的加工方法及装置加工圆弧尾端螺栓加工成本低、产 品一致性高、加工速度快、增加了利润。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种圆弧尾端螺栓的加工方法，包括：

选取用于加工螺栓的原材料；

将所述原材料放入冷镦机中，控制所述冷镦机粗镦所述原材料的底部 的球面；

控制所述冷镦机精镦所述球面、并粗镦所述原材料的头部；

控制所述冷镦机精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出所述球面上部 的倒角。

优选的，所述将所述原材料放入冷镦机中，控制所述冷镦机粗镦所述 原材料的底部的球面包括：

将所述原材料放入所述冷镦机的第一凹模中，利用第一挤压部和所述 第一凹模将所述原材料的底部粗镦出第一球面。

优选的，所述第一挤压部包括第一冲模和凸出所述第一冲模的第一冲 模顶针，所述利用第一挤压部和所述第一凹模将所述原材料的底部粗镦出 第一球面，包括：

利用所述第一冲模、所述第一冲模顶针和所述第一凹模将所述原材料 的底部粗镦出所述第一球面。

优选的，所述控制所述冷镦机精镦所述球面、并粗镦所述原材料的头 部，包括：

将粗镦出所述第一球面后的所述原材料放入所述冷镦机的第二凹模 中，利用第二挤压部和所述第二凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于 所述第一球面的第二球面、并将所述原材料的顶部粗镦出第一头部。

优选的，所述第二凹模中设置第二凹槽，所述第二凹槽的底部设置第 二通孔，所述第二通孔中可活动的设置第二凹模顶针，所述第二凹模顶针 的顶部设置弧度大于第一球面的第二球形槽，所述第二球形槽设置第一排 气孔，所述第一排气孔的一端的孔口设置于所述第二球形槽，另一端的孔 口设置于所述第二凹模顶针的侧壁；所述利用第二挤压部和所述第二凹模 将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第一球面的第二球面、并将所述 原材料的顶部粗镦出第一头部，包括：

利用所述第二挤压部、所述第二凹模、所述第二凹槽及所述第二凹模 顶针将所述原材料的底部精镦出所述第二球面，并利用所述第二挤压部、 所述第二凹模和所述第二凹槽将所述原材料顶部粗镦出所述第一头部。

优选的，所述利用第二挤压部和所述第二凹模将所述原材料的底部精 镦出弧度大于所述第一球面的第二球面、并将所述原材料的顶部粗镦出第 一头部之后，包括：

将精镦出所述第二球面后的所述原材料放入所述冷镦机的第三凹模 中，利用第三挤压部和所述第三凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于 所述第二球面的第三球面、并将所述原材料的顶部粗镦出第二头部。

优选的，所述第三凹模中设置第三凹槽，所述第三凹槽的底部设置第 三通孔，所述第三通孔中可活动的设置第三凹模顶针，所述第三凹模顶针 的顶部设置弧度大于所述第二球面的第三球形槽，所述第三球形槽设置第 二排气孔，所述第二排气孔的一端的孔口设置于所述第三球形槽，另一端 的孔口设置于所述第三凹模顶针的侧壁；所述利用第三挤压部和所述第三 凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第二球面的第三球面、并将 所述原材料的顶部粗镦出第二头部，包括：

利用所述第三挤压部、所述第三凹模、所述第三凹槽及所述第三凹模 顶针将所述原材料的底部精镦出所述第三球面，并利用所述第三挤压部、 所述第三凹模和所述第三凹槽将所述原材料顶部粗镦出所述第二头部。

优选的，所述控制所述冷镦机精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出 所述球面上部的倒角，包括：

将精镦出所述第三球面后的所述原材料放入所述冷镦机的第四凹模 中，利用第四挤压部和所述第四凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于 所述第三球面的第四球面、将所述原材料的顶部精镦出第三头部、将所述 第四球面上部的所述原材料镦出所述倒角。

优选的，所述第四凹模中设置第四凹槽，所述第四凹槽的底部设置第 四通孔，所述第四通孔中可活动的设置第四凹模顶针，所述第四凹模顶针 的顶部设置弧度大于所述第三球面的第四球形槽，所述第四球形槽设置第 三排气孔，所述第三排气孔的一端的孔口设置于所述第四球形槽，另一端 的孔口设置于所述第四凹模顶针的侧壁；所述利用第四挤压部和所述第四 凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第三球面的第四球面、将所 述原材料的顶部精镦出第三头部、将所述第四球面上部的所述原材料镦出 所述倒角，包括：

利用所述第四挤压部、所述第四凹模、所述第四凹槽及所述第四凹模 顶针将所述原材料的底部精镦出所述第三球面和所述倒角，并利用所述第 四挤压部、所述第四凹模和所述第四凹槽将所述原材料顶部精镦出所述第 三头部。

一种圆弧尾端螺栓的加工装置，包括：机身、控制系统、用于粗镦原 材料的底部的球面第一冷镦部、用于一次精镦所述球面、并粗镦所述原材 料的头部第二冷镦部、用于二次精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出所 述球面上部的倒角第三冷镦部、以及用于将所述第一冷镦部中的原材料取 出并放入所述第二冷镦部的存取机构，所述存取机构还用于将所述第二冷 镦部中的原材料取出并放入所述第三冷镦部，所述第一冷镦部、所述第二冷镦部及所述第三冷镦部均设置于所述机身，所述存取机构可活动的设置 于所述机身，所述第一冷镦部、所述第二冷镦部、所述第三冷镦部及所述 存取机构均与所述控制系统信号连接。

本申请通过控制冷镦机、利用冷镦工艺将螺栓的尾部圆弧、底部的倒 角和顶部的头部冷镦出来，提高了产品生产效率，缩短了制造周期，节约 成本、提高利润，并保证大批量的螺栓稳定生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的圆弧尾端螺栓的加工方法的流程图；

图2为本发明所提供的第一挤压部和第一凹模的示意图；

图3为本发明所提供的第二挤压部和第二凹模的示意图；

图4为本发明所提供的第三挤压部和第三凹模的示意图；

图5为本发明所提供的第四挤压部和第四凹模的示意图；

图6为图3中X处的放大图；

图7为一工位加工后的螺栓；

图8为二工位加工后的螺栓；

图9为三工位加工后的螺栓；

图10为四工位加工后的螺栓。

图1-10中：

1-第一冲模、2-第一冲模顶针、3-第一凹模、4-第一凹模顶针、5-第二 冲模、6-第二冲模顶针、7-第二凹模、8-第一排气孔、9-第二凹模顶针、10- 第一渐扩形开口、11-第二渐扩形开口、12-第三冲模、13-第一凹模壳、14- 第二排气孔、15-第三凹模顶针、16-第三渐扩形开口、17-第一凹模仁、18- 第四冲模、19-第四冲模顶针、20-第二凹模壳、21-成品槽、22-第二凹模仁、 23-第三排气孔、24-第四凹模顶针、25-第一球形槽、26-第一球面、27-第一 头部、28-第二球面、29-第三头部、30-第三球面、31-成品螺栓头部、32- 第四球面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。

本发明的核心是提供一种圆弧尾端螺栓的加工方法及装置，利用该圆 弧尾端螺栓的加工方法及装置加工圆弧尾端螺栓加工成本低、产品一致性 高、加工速度快、增加了利润。

请参考图1～10，图1为本发明所提供的圆弧尾端螺栓的加工方法的流程 图；图2为本发明所提供的第一挤压部和第一凹模的示意图；图3为本发明 所提供的第二挤压部和第二凹模的示意图；图4为本发明所提供的第三挤压 部和第三凹模的示意图；图5为本发明所提供的第四挤压部和第四凹模的示 意图；图6为图3中X处的放大图；图7为一工位加工后的螺栓；图8为二 工位加工后的螺栓；图9为三工位加工后的螺栓；图10为四工位加工后的螺 栓。

一种圆弧尾端螺栓的加工方法，包括：

S1：选取用于加工螺栓的原材料；

S2：将原材料放入冷镦机中，控制冷镦机粗镦原材料的底部的球面；

S3：控制冷镦机精镦球面、并粗镦原材料的头部；

S4：控制冷镦机精镦球面、并精镦头部、镦出球面上部的倒角。

需要说明的是，分别采用不同工位实行上述步骤，在不同工位均采用 封闭正挤压的方式将材料全部放入冷镦机中，挤压出原材料的尾部圆弧、 顶部的头部和倒角。

粗镦原材料底部的球面时，球面为边缘部分为球面，底部为平面，且 弧度较小，为初步冷镦。第一次精镦球面时，球面的弧度大于粗镦球面时 的弧度，并且在原材料的顶部粗镦出螺栓的头部。第二次精镦球面时，球 面的弧度大于第一次精镦的球面的弧度，并精镦出头部，使头部成型，并 在原材料的底部镦出倒角。

本申请通过控制冷镦机、利用冷镦工艺将螺栓的尾部圆弧、底部的倒 角和顶部的头部冷镦出来，提高了产品生产效率，缩短了制造周期，节约 成本、提高利润，并保证大批量的螺栓稳定生产。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，将原材料放入冷镦机中， 控制冷镦机粗镦原材料的底部的球面包括：

将原材料放入冷镦机的第一凹模3中，利用第一挤压部和第一凹模3 将原材料的底部粗镦出第一球面26。

需要说明的是，第一凹模3与第一挤压部设置于一工位，第一凹模3 与第一挤压部相对，第一挤压部可以朝向或背离第一凹模3运动，第一挤 压部朝向第一凹模3中的原材料运动时，原材料被第一挤压部和第一凹模3 挤压，将原材料的底部冷镦出第一球面26，之后第一挤压部背离第一凹模 3运动，取出原材料至下一工位加工，整个过程操作第一挤压部运动即可， 准确快捷。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一挤压部包括第一冲 模1和凸出第一冲模1的第一冲模顶针2，利用第一挤压部和第一凹模3将 原材料的底部粗镦出第一球面26，包括：

利用第一冲模1、第一冲模顶针2和第一凹模3将原材料的底部粗镦出 第一球面26。

需要说明的是，第一冲模顶针2设置于第一冲模1，第一冲模顶针2的 前端凸出第一冲模1，第一冲模1的前端与第一凹模3的前端相对，第一冲 模顶针2正对第一凹模3中的原材料，第一冲模1在朝向第一凹模3运动 时，第一冲模顶针2正对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部 在第一凹模3中挤压形成第一球面26。本实施例采用第一冲模顶针2正对 原材料施加挤压力可以增大原材料受到的挤压力，以使原材料更容易成型。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一凹模3中设置第一 凹槽，第一凹槽的底部设置第一通孔，第一通孔中可活动的设置第一凹模 顶针4，利用第一冲模1、第一冲模顶针2和第一凹模3将原材料的底部粗 镦出第一球面26之后，包括：

利用第一凹模顶针4将粗镦出第一球面26后的原材料顶出第一凹槽。

需要说明的是，第一凹槽与待加工的螺栓外形大体一致，底部设置环 形球面槽，即通孔的外端面，以初步挤压出螺栓本体，在挤压成型时，第 一通孔内设置的第一凹模顶针4位置固定，第一凹模顶针4的前端与第一 通孔的前端处于同一竖直面，在加工第一球面26时，第一球面26的侧面 为球形面，底部为与第一凹模顶针4前端面贴合的平面。当第一冲模顶针2 离开原材料时，利用第一凹模顶针4将原材料顶出，第一凹模顶针4做到 最小满足顶出强度即可，有利于后期的球面成型。本实施例采用第一凹模 顶针4顶出原材料，便于取出原材料，且不会破坏原材料的成型面。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，控制冷镦机精镦球面、 并粗镦原材料的头部，包括：

将粗镦出第一球面26后的原材料放入冷镦机的第二凹模7中，利用第 二挤压部和第二凹模7将原材料的底部精镦出弧度大于第一球面26的第二 球面28、并将原材料的顶部粗镦出第一头部27。

需要说明的是，第二凹模7和第二挤压部设置于二工位，第二凹模7 与第二挤压部相对，第二挤压部可以朝向或背离第二凹模7运动，第二挤 压部朝向第二凹模7运动时，原材料被第二挤压部和第二凹模7挤压，将 原材料的底部冷镦出弧度大于第一球面26的第二球面28，并粗镦出第一头 部27，第一头部27的形状可以根据实际加工情况进行设置，之后第二挤压 部背离第二凹模7运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材 料的整体形状更接近于成品形状，整个过程操作第二挤压部运动即可，准 确快捷。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第二凹模7中设置第二 凹槽，第二凹槽的底部设置第二通孔，第二通孔中可活动的设置第二凹模 顶针9，第二凹模顶针9的顶部设置弧度大于第一球面26的第一球形槽25， 第一球形槽25设置第一排气孔8，第一排气孔8的一端的孔口设置于第一 球形槽25，另一端的孔口设置于第二凹模顶针9的侧壁；利用第二挤压部 和第二凹模7将原材料的底部精镦出弧度大于第一球面26的第二球面28、 并将原材料的顶部粗镦出第一头部27，包括：

利用第二挤压部、第二凹模7、第二凹槽及第二凹模顶针9将原材料的 底部精镦出第二球面28，并利用第二挤压部、第二凹模7和第二凹槽将原 材料顶部粗镦出第一头部27。

需要说明的是，第二挤压部包括第二冲模5和第二冲模顶针6，第二冲 模顶针6设置于第二冲模5，第二冲模顶针6的前端凸出第二冲模5，第二 冲模5的前端与第二凹模7的前端相对，第二冲模顶针6正对第二凹模7 中的原材料，第二冲模5在朝向第二凹模7运动时，第二冲模顶针6正对 原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第二凹模7中与第一球 形槽25挤压形成第二球面28。

第二冲模顶针6前部的第二冲模5的开口为第一渐扩形开口10，第二 凹槽的前端开口为第二渐扩形开口11，第一渐扩形开口10的大直径端与第 二渐扩形开口11的大直径端相对。将第一渐扩形开口10与第二渐扩形开 口11正对并相对运动，第一头部27在第一渐扩形开口10和第二渐扩形开 口11之间形成。

本实施例采用第二冲模顶针6正对原材料施加挤压力可以增大原材料 受到的挤压力，以使原材料更容易成型。在第二凹模顶针9上制作圆弧并 加工第一排气孔8有利于排油和排气，避免模具型腔密闭真空状态，使材 料更好流动，由于一工位尾部已封闭正挤压出大部分圆弧，二工位第二凹 模顶针9受力减小起到整形尾部圆弧的作用。

利用第二挤压部、第二凹模7、第二凹槽及第二凹模顶针9将原材料的 底部精镦出第二球面28，并利用第二挤压部、第二凹模7和第二凹槽将原 材料顶部粗镦出第一头部27之后，利用第二凹模顶针9将粗镦出第二球面 28后的原材料顶出第二凹槽。

需要说明的是，第二凹槽与待加工的螺栓外形大体一致，以进一步挤 压出螺栓本体，在挤压成型时，第二通孔内设置的第二凹模顶针9位置固 定，第二凹模顶针9的前端与第二通孔的前端处于同二竖直面，在加工第 二球面28时，第二球面28的侧面为球形面，底部为与第二凹模顶针9前 端面贴合的平面。当第二冲模顶针6离开原材料时，利用第二凹模顶针9 将原材料顶出，第二凹模顶针9做到最小满足顶出强度即可，有利于后期 的球面成型。本实施例采用第二凹模顶针9顶出原材料，便于取出原材料， 且不会破坏原材料的成型面。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，利用第二挤压部和第二 凹模7将原材料的底部精镦出弧度大于第一球面26的第二球面28、并将原 材料的顶部粗镦出第一头部27之后，包括：

将精镦出第二球面28后的原材料放入冷镦机的第三凹模中，利用第三 挤压部和第三凹模将原材料的底部精镦出弧度大于第二球面28的第三球面 30、并将原材料的顶部粗镦出第二头部。

需要说明的是，第三凹模和第三挤压部设置于三工位，第三凹模与第 三挤压部相对，第三挤压部可以朝向或背离第三凹模运动，第三挤压部朝 向第三凹模运动时，原材料被第三挤压部和第三凹模挤压，将原材料的底 部冷镦出弧度大于第二球面28的第三球面30，并粗镦出第二头部，第二头 部的形状可以根据实际加工情况进行设置，之后第三挤压部背离第三凹模 运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材料的整体形状进一步接近于成品形状，整个过程操作第三挤压部运动即可，准确快捷。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第三凹模中设置第三凹 槽，第三凹槽的底部设置第三通孔，第三通孔中可活动的设置第三凹模顶 针15，第三凹模顶针15的顶部设置弧度大于第二球面28的第三球形槽， 第三球形槽设置第二排气孔14，第二排气孔14的一端的孔口设置于第三球 形槽，另一端的孔口设置于第三凹模顶针15的侧壁；利用第三挤压部和第 三凹模将原材料的底部精镦出弧度大于第二球面28的第三球面30、并将原 材料的顶部粗镦出第二头部，包括：

利用第三挤压部、第三凹模、第三凹槽及第三凹模顶针15将原材料的 底部精镦出第三球面30，并利用第三挤压部、第三凹模和第三凹槽将原材 料顶部粗镦出第二头部。

需要说明的是，第三挤压部包括第三冲模12，第三冲模12的前端与第 三凹模的前端相对，第三冲模12在朝向第三凹模运动时，正对原材料并对 原材料加以挤压力，使原材料的底部在第三凹模中与第三球形槽挤压形成 第三球面30。

第三凹槽的前端开口为第三渐扩形开口16，将第三冲模12正对第三渐 扩形开口16并相对运动，第二头部在第三渐扩形开口16和第三冲模12之 间形成。

将第三凹模拆分成外部的第一凹模壳13、第一凹模壳13内部的第一凹 模仁17、第一凹模仁17内部的第一模片，第三凹槽设置于第一模片内，有 利于排油排气，便于拆装，此外，在第三凹模顶针15上制作圆弧并加工第 二排气孔14有利于排油和排气，避免模具型腔密闭真空状态，使材料更好 流动。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，控制冷镦机精镦球面、 并精镦头部、镦出球面上部的倒角，包括：

将精镦出第三球面30后的原材料放入冷镦机的第四凹模中，利用第四 挤压部和第四凹模将原材料的底部精镦出弧度大于第三球面30的第四球面 32、将原材料的顶部精镦出第三头部29、将第四球面32上部的原材料镦出 倒角。

需要说明的是，第四凹模和第四挤压部设置于四工位，第四凹模与第 四挤压部相对，第四挤压部可以朝向或背离第四凹模运动，第四挤压部朝 向第四凹模运动时，原材料被第四挤压部和第四凹模挤压，将原材料的底 部冷镦出弧度大于第三球面30的第四球面32，并粗镦出第三头部29和倒 角，第三头部29的形状可以根据实际加工情况进行设置，倒角的大小可以 根据实际加工情况进行设置，之后第四挤压部背离第四凹模运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材料的整体形状为成品形状，整个 过程操作第四挤压部运动即可，准确快捷。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第四凹模中设置第四凹 槽，第四凹槽的底部设置第四通孔，第四通孔中可活动的设置第四凹模顶 针24，第四凹模顶针24的顶部设置弧度大于第三球面30的第四球形槽， 第四球形槽设置第三排气孔23，第三排气孔的一端的孔口设置于第四球形 槽，另一端的孔口设置于第四凹模顶针24的侧壁；利用第四挤压部和第四 凹模将原材料的底部精镦出弧度大于第三球面30的第四球面32、将原材料 的顶部精镦出第三头部29、将第四球面32上部的原材料镦出倒角，包括：

利用第四挤压部、第四凹模、第四凹槽及第四凹模顶针24将原材料的 底部精镦出第三球面30和倒角，并利用第四挤压部、第四凹模和第四凹槽 将原材料顶部精镦出第三头部29。

需要说明的是，第四挤压部包括第四冲模18和第四冲模顶针19，第四 冲模顶针19设置于第四冲模18，第四冲模顶针19的前端凸出第四冲模18， 第四冲模18的前端与第四凹模的前端相对，第四冲模顶针19正对第四凹 模中的原材料，第四冲模18在朝向第四凹模运动时，第四冲模顶针19正 对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第四凹模中与第四球 形槽挤压形成第四球面32。

第四凹槽内设置用于冷镦倒角的环形圆台面，第四凹槽的前端设置与 成品螺栓头部31相同的成品槽21，第四冲模顶针19的前端设置用于将第 三头部29的顶部冷镦出头部槽的冲槽部。

将第四凹模拆分成外部的第二凹模壳20、第二凹模壳20内部的第二凹 模仁22、第二凹模仁22内部的第二模片，第四凹槽设置于第二模片内，有 利于排油排气，便于拆装，此外，在第四凹模顶针24上制作圆弧并加工第 三排气孔23有利于排油和排气，避免模具型腔密闭真空状态，使材料更好 流动。

除了上述圆弧尾端螺栓的加工方法，本发明还提供一种圆弧尾端螺栓 的加工装置，包括：机身、控制系统、用于粗镦原材料的底部的球面第一 冷镦部、用于精镦球面、并粗镦原材料的头部第二冷镦部、用于精镦球面、 并精镦头部、镦出球面上部的倒角第三冷镦部、以及用于将第一冷镦部中 的原材料取出并放入第二冷镦部的存取机构，存取机构还用于将第二冷镦 部中的原材料取出并放入第三冷镦部，第一冷镦部、第二冷镦部及第三冷镦部均设置于机身，存取机构可活动的设置于机身，第一冷镦部、第二冷 镦部、第三冷镦部及存取机构均与控制系统信号连接。

需要说明的是，控制系统控制存取机构将原材料放入第一冷镦部中， 控制第一冷镦部粗镦原材料的底部的球面，之后控制存取机构第一冷镦部 中的原材料取出并放入第二冷镦部中；控制第二冷镦部一次精镦球面、并 粗镦原材料的头部，之后控制存取机构第二冷镦部中的原材料取出并放入 第三冷镦部中；控制第三冷镦部二次精镦球面、并精镦头部、镦出球面上 部的倒角。所有位置加工完毕后，控制系统控制存取机构取出第三冷镦部中的成品螺栓。存取机构可以为机械手等装置。

本申请所提供的圆弧尾端螺栓的加工装置可以自动加工螺栓尾部的球 面，自动化程度高，控制冷镦机、利用冷镦工艺将螺栓的尾部圆弧、底部 的倒角和顶部的头部冷镦出来，提高了产品生产效率，缩短了制造周期， 节约成本、提高利润，并保证大批量的螺栓稳定生产。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一冷镦部包括第一凹 模3及第一冲模1，第一冲模1设置前端凸出第一冲模1前端的第一冲模顶 针2，第一凹模3中设置第一凹槽，第一凹槽与第一冲模顶针2相对设置， 第一凹槽的底部设置第一通孔，第一通孔内可活动的设置第一凹模顶针4。

需要说明的是，第一凹模3与第一冲模1设置于一工位，第一凹模3 与第一冲模1相对，第一冲模1可以朝向或背离第一凹模3运动，第一冲 模1朝向第一凹模3运动时，原材料被第一冲模1和第一凹模3挤压，将 原材料的底部冷镦出第一球面26，之后第一冲模1背离第一凹模3运动， 取出原材料至下一工位加工，整个过程操作第一冲模1运动即可，准确快捷。

第一冲模顶针2设置于第一冲模1，第一冲模顶针2的前端凸出第一冲 模1，第一冲模1的前端与第一凹模3的前端相对，第一冲模顶针2正对第 一凹模3中的原材料，第一冲模1在朝向第一凹模3运动时，第一冲模顶 针2正对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第一凹模3中 挤压形成第一球面26。本实施例采用第一冲模顶针2正对原材料施加挤压 力可以增大原材料受到的挤压力，以使原材料更容易成型。采用第一凹模 顶针4可以顶出原材料，便于取出原材料，且不会破坏原材料的成型面。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第二冷镦部包括第二凹 模7及第二冲模5，第二冲模5设置前端凹入第二冲模5前端的第二冲模顶 针6，第二凹模7中设置第二凹槽，第二凹槽与第二冲模顶针6相对设置， 第二凹槽的底部设置第二通孔，第二通孔内可活动的设置第二凹模顶针9， 第二凹模顶针9的前端设置弧度大于粗镦的球面的第一球形槽25。

需要说明的是，第二凹模7和第二冲模5设置于二工位，第二凹模7 与第二冲模5相对，第二冲模5可以朝向或背离第二凹模7运动，第二冲 模5朝向第二凹模7运动时，原材料被第二冲模5和第二凹模7挤压，将 原材料的底部冷镦出弧度大于第一球面26的第二球面28，并粗镦出第一头 部27，第一头部27的形状可以根据实际加工情况进行设置，之后第二冲模 5背离第二凹模7运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材料 的整体形状更接近于成品形状，整个过程操作第二冲模5运动即可，准确 快捷。

第二冲模顶针6设置于第二冲模5，第二冲模顶针6的前端凸出第二冲 模5，第二冲模5的前端与第二凹模7的前端相对，第二冲模顶针6正对第 二凹模7中的原材料，第二冲模5在朝向第二凹模7运动时，第二冲模顶 针6正对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第二凹模7中 与第一球形槽25挤压形成第二球面28。

本实施例采用第二冲模顶针6正对原材料施加挤压力可以增大原材料 受到的挤压力，以使原材料更容易成型。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一球形槽25设置第一 排气孔8，第一排气孔8的一端的孔口设置于第一球形槽25，另一端的孔 口设置于第一凹模顶针4的侧壁。

需要说明的是，第一排气孔8的形状可以为L形，也可以为其他形状， 在第一球形槽25加工第一排气孔8有利于排油和排气，避免模具型腔密闭 真空状态，使材料更好流动，由于一工位尾部已封闭正挤压出大部分圆弧， 二工位第二凹模顶针9受力减小起到整形尾部圆弧的作用。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一冲模顶针2前部的 第一冲模1的开口为第一渐扩形开口10，第一凹槽的前端开口为第二渐扩 形开口11，第一渐扩形开口10的大直径端与第二渐扩形开口11的大直径 端相对。

需要说明的是，第二冲模顶针6前部的第二冲模5的开口为第一渐扩 形开口10，第二凹槽的前端开口为第二渐扩形开口11，第一渐扩形开口10 的大直径端与第二渐扩形开口11的大直径端相对。将第一渐扩形开口10 与第二渐扩形开口11正对并相对运动，第一头部27在第一渐扩形开口10 和第二渐扩形开口11之间形成。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第二冷镦部还包括第三 凹模及第三冲模12，第三凹模中设置第三凹槽，第三凹槽与第三冲模12相 对设置，第三凹槽的底部设置第三通孔，第三通孔内可活动的设置第三凹 模顶针15，第三凹模顶针15的前端设置弧度大于一次精镦的球面的第二球 形槽。

需要说明的是，第三凹模和第三冲模12设置于三工位，第三凹模与第 三冲模12相对，第三冲模12可以朝向或背离第三凹模运动，第三冲模12 朝向第三凹模运动时，原材料被第三冲模12和第三凹模挤压，将原材料的 底部冷镦出弧度大于第二球面28的第三球面30，并粗镦出第二头部，第二 头部的形状可以根据实际加工情况进行设置，之后第三冲模12背离第三凹 模运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材料的整体形状进一步接近于成品形状，整个过程操作第三冲模12运动即可，准确快捷。

第三冲模12的前端与第三凹模的前端相对，第三冲模12在朝向第三 凹模运动时，正对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第三 凹模中与第三球形槽挤压形成第三球面30。

第三凹槽的前端开口为第三渐扩形开口16，将第三冲模12正对第三渐 扩形开口16并相对运动，第二头部在第三渐扩形开口16和第三冲模12之 间形成。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第二球形槽设置第二排 气孔14，第二排气孔14的一端的孔口设置于第二球形槽，另一端的孔口设 置于第二凹模顶针9的侧壁。

需要说明的是，将第三凹模拆分成外部的第一凹模壳13、第一凹模壳 13内部的第一凹模仁17、第一凹模仁17内部的第一模片，第三凹槽设置 于第一模片内，有利于排油排气，便于拆装，此外，在第三凹模顶针15上 制作圆弧并加工第二排气孔14有利于排油和排气，避免模具型腔密闭真空 状态，使材料更好流动。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第三冷镦部包括第四凹 模及第四冲模18，第四冲模18设置前端凸出第四冲模18前端的第四冲模 顶针19，第四凹模中设置第四凹槽，第四凹槽与第四冲模顶针19相对设置， 第四凹槽的底部设置第四通孔，第四通孔内可活动的设置第四凹模顶针24， 第四凹模顶针24的前端设置弧度大于粗镦的球面的第三球形槽，第四凹槽 内设置用于冷镦倒角的环形圆台面。

需要说明的是，第四凹模和第四挤压部设置于四工位，第四凹模与第 四挤压部相对，第四挤压部可以朝向或背离第四凹模运动，第四挤压部朝 向第四凹模运动时，原材料被第四挤压部和第四凹模挤压，将原材料的底 部冷镦出弧度大于第三球面30的第四球面32，并粗镦出第三头部29和倒 角，第三头部29的形状可以根据实际加工情况进行设置，倒角的大小可以 根据实际加工情况进行设置，之后第四挤压部背离第四凹模运动，取出原材料至下一工位加工。本实施例中的原材料的整体形状为成品形状，整个 过程操作第四挤压部运动即可，准确快捷。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第三球形槽设置第三排 气孔23，第三排气孔23的一端的孔口设置于第三球形槽，另一端的孔口设 置于第三凹模顶针15的侧壁。

需要说明的是，第四挤压部包括第四冲模18和第四冲模顶针19，第四 冲模顶针19设置于第四冲模18，第四冲模顶针19的前端凸出第四冲模18， 第四冲模18的前端与第四凹模的前端相对，第四冲模顶针19正对第四凹 模中的原材料，第四冲模18在朝向第四凹模运动时，第四冲模顶针19正 对原材料并对原材料加以挤压力，使原材料的底部在第四凹模中与第四球 形槽挤压形成第四球面32。

第四凹槽内设置用于冷镦倒角的环形圆台面，第四凹槽的前端设置与 成品螺栓头部31相同的成品槽21，第四冲模顶针19的前端设置用于将第 三头部29的顶部冷镦出头部槽的冲槽部。

将第四凹模拆分成外部的第二凹模壳20、第二凹模壳20内部的第二凹 模仁22、第二凹模仁22内部的第二模片，第四凹槽设置于第二模片内，有 利于排油排气，便于拆装，此外，在第四凹模顶针24上制作圆弧并加工第 三排气孔23有利于排油和排气，避免模具型腔密闭真空状态，使材料更好 流动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的 都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即 可。

以上对本发明所提供的圆弧尾端螺栓的加工方法及装置进行了详细介 绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上 实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还 可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要 求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，包括：

选取用于加工螺栓的原材料；

将所述原材料放入冷镦机中，控制所述冷镦机粗镦所述原材料的底部的球面；

控制所述冷镦机精镦所述球面、并粗镦所述原材料的头部；

控制所述冷镦机精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出所述球面上部的倒角。

2.根据权利要求1所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述将所述原材料放入冷镦机中，控制所述冷镦机粗镦所述原材料的底部的球面包括：

将所述原材料放入所述冷镦机的第一凹模(3)中，利用第一挤压部和所述第一凹模(3)将所述原材料的底部粗镦出第一球面(26)。

3.根据权利要求2所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述第一挤压部包括第一冲模(1)和凸出所述第一冲模(1)的第一冲模顶针(2)，所述利用第一挤压部和所述第一凹模(3)将所述原材料的底部粗镦出第一球面(26)，包括：

利用所述第一冲模(1)、所述第一冲模顶针(2)和所述第一凹模(3)将所述原材料的底部粗镦出所述第一球面(26)。

4.根据权利要求2所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述控制所述冷镦机精镦所述球面、并粗镦所述原材料的头部，包括：

将粗镦出所述第一球面(26)后的所述原材料放入所述冷镦机的第二凹模(7)中，利用第二挤压部和所述第二凹模(7)将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第一球面(26)的第二球面(28)、并将所述原材料的顶部粗镦出第一头部(27)。

5.根据权利要求4所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述第二凹模(7)中设置第二凹槽，所述第二凹槽的底部设置第二通孔，所述第二通孔中可活动的设置第二凹模顶针(9)，所述第二凹模顶针(9)的顶部设置弧度大于第一球面(26)的第二球形槽，所述第二球形槽设置第一排气孔(8)，所述第一排气孔(8)的一端的孔口设置于所述第二球形槽，另一端的孔口设置于所述第二凹模顶针(9)的侧壁；所述利用第二挤压部和所述第二凹模(7)将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第一球面(26)的第二球面(28)、并将所述原材料的顶部粗镦出第一头部(27)，包括：

利用所述第二挤压部、所述第二凹模(7)、所述第二凹槽及所述第二凹模顶针(9)将所述原材料的底部精镦出所述第二球面(28)，并利用所述第二挤压部、所述第二凹模(7)和所述第二凹槽将所述原材料顶部粗镦出所述第一头部(27)。

6.根据权利要求4所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述利用第二挤压部和所述第二凹模(7)将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第一球面(26)的第二球面(28)、并将所述原材料的顶部粗镦出第一头部(27)之后，包括：

将精镦出所述第二球面(28)后的所述原材料放入所述冷镦机的第三凹模中，利用第三挤压部和所述第三凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第二球面(28)的第三球面(30)、并将所述原材料的顶部粗镦出第二头部。

7.根据权利要求6所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述第三凹模中设置第三凹槽，所述第三凹槽的底部设置第三通孔，所述第三通孔中可活动的设置第三凹模顶针(15)，所述第三凹模顶针(15)的顶部设置弧度大于所述第二球面(28)的第三球形槽，所述第三球形槽设置第二排气孔(14)，所述第二排气孔(14)的一端的孔口设置于所述第三球形槽，另一端的孔口设置于所述第三凹模顶针(15)的侧壁；所述利用第三挤压部和所述第三凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第二球面(28)的第三球面(30)、并将所述原材料的顶部粗镦出第二头部，包括：

利用所述第三挤压部、所述第三凹模、所述第三凹槽及所述第三凹模顶针(15)将所述原材料的底部精镦出所述第三球面(30)，并利用所述第三挤压部、所述第三凹模和所述第三凹槽将所述原材料顶部粗镦出所述第二头部。

8.根据权利要求6所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述控制所述冷镦机精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出所述球面上部的倒角，包括：

将精镦出所述第三球面(30)后的所述原材料放入所述冷镦机的第四凹模中，利用第四挤压部和所述第四凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第三球面(30)的第四球面(32)、将所述原材料的顶部精镦出第三头部(29)、将所述第四球面(32)上部的所述原材料镦出所述倒角。

9.根据权利要求8所述的圆弧尾端螺栓的加工方法，其特征在于，所述第四凹模中设置第四凹槽，所述第四凹槽的底部设置第四通孔，所述第四通孔中可活动的设置第四凹模顶针，所述第四凹模顶针的顶部设置弧度大于所述第三球面(30)的第四球形槽，所述第四球形槽设置第三排气孔(23)，所述第三排气孔的一端的孔口设置于所述第四球形槽，另一端的孔口设置于所述第四凹模顶针的侧壁；所述利用第四挤压部和所述第四凹模将所述原材料的底部精镦出弧度大于所述第三球面(30)的第四球面(32)、将所述原材料的顶部精镦出第三头部(29)、将所述第四球面(32)上部的所述原材料镦出所述倒角，包括：

利用所述第四挤压部、所述第四凹模、所述第四凹槽及所述第四凹模顶针将所述原材料的底部精镦出所述第三球面(30)和所述倒角，并利用所述第四挤压部、所述第四凹模和所述第四凹槽将所述原材料顶部精镦出所述第三头部(29)。

10.一种圆弧尾端螺栓的加工装置，其特征在于，包括：机身、控制系统、用于粗镦原材料的底部的球面第一冷镦部、用于一次精镦所述球面、并粗镦所述原材料的头部第二冷镦部、用于二次精镦所述球面、并精镦所述头部、镦出所述球面上部的倒角第三冷镦部、以及用于将所述第一冷镦部中的原材料取出并放入所述第二冷镦部的存取机构，所述存取机构还用于将所述第二冷镦部中的原材料取出并放入所述第三冷镦部，所述第一冷镦部、所述第二冷镦部及所述第三冷镦部均设置于所述机身，所述存取机构可活动的设置于所述机身，所述第一冷镦部、所述第二冷镦部、所述第三冷镦部及所述存取机构均与所述控制系统信号连接。

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