CN115415457A - 一种用于六角法兰螺栓的加工工艺及冷镦模具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，涉及紧固件加工技术领域，包括以下步骤：S1，下料，将棒材切断为多个圆柱坯料；S2，冷镦，对圆柱坯料进行冷镦，圆柱坯料的一端成形为六棱柱的头部和圆盘状的法兰部；S3，合模，采用冷镦模具对圆柱坯料的另一端进行合模冷镦，圆柱坯料的另一端成形为包含上段、中段以及下段的杆部；S4，卸料，将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上拆卸收集。本申请还公开了一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其包括左模、右模、冲头以及卸料组件。本申请在六角法兰螺栓的加工过程中，具有减少加工余量，提高原料利用率，提升生产效率的效果。

Description

一种用于六角法兰螺栓的加工工艺及冷镦模具

技术领域

本申请涉及紧固件加工技术领域，特别涉及一种用于六角法兰螺栓的加工工艺及冷镦模具。

背景技术

六角法兰螺栓广泛应用于塑料壳体上，起到加强塑料壳体强度以及便于连接安装的作用。参照图1，即为一种六角法兰螺栓，其包括头部100、法兰部110以及杆部120，头部100为正六棱柱状，法兰部110位于头部100的一侧，法兰部110为圆形盘状结构，且法兰部110和头部100的内切圆同轴设置；杆部120包括有上段121、中段122以及下段123，三段皆为圆柱结构，且均和法兰部110同轴设置，其中上段121和下段123的直径相同，中段122的直径大于上段121的直径。

目前，加工上述六角形法兰螺栓一般采用机加工，即将圆柱状的棒料进行车削和铣削的成型加工。但是，机加工需要对棒料进行切削，存在原料利用率低的问题。

发明内容

为了改善六角法兰螺栓的加工工艺存在原料利用率低的问题，本申请提供一种用于六角法兰螺栓的加工工艺及冷镦模具。

第一方面，本申请提供一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，采用如下的技术方案：

一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，包括以下步骤：

S1：下料，将棒材切断为多个圆柱坯料；

S2：冷镦，对圆柱坯料进行冷镦，圆柱坯料的一端成形为六棱柱的头部和圆盘状的法兰部；

S3：合模，采用冷镦模具对圆柱坯料的另一端进行合模冷镦，圆柱坯料的另一端成形为包含上段、中段以及下段的杆部；

S4：卸料，将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上拆卸收集。

通过采用上述技术方案，棒材经过下料和冷镦工艺，成形为外形尺寸与成品六角法兰螺栓相似的工件，随后经过合模工艺，成形出杆部的中段，从而完全成形为成品六角法兰螺栓，避免了车削加工，减少了加工余量，从而提高了原料利用率，提升了生产效率。

可选的，所述圆柱坯料的直径和所述杆部的上段直径相同。

通过采用上述技术方案，圆柱坯料的直径和杆部的上段直径相同，减少了加工杆部上段的步骤，降低了加工余量的损耗，进一步提高了原料的利用率。

第二方面，本申请提供一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，采用如下的技术方案：

一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，包括左模、右模以及冲头；

所述左模上开设有置入槽，所述六角法兰螺栓的头部和法兰部嵌入安装在置入槽内，且所述头部抵接在置入槽的下侧内壁上，所述法兰部抵接在置入槽的上侧内壁上；所述左模上还开设有与置入槽连通的半圆槽，所述六角法兰螺栓的上段嵌入抵接在半圆槽中；

所述右模的结构与左模对称设置，所述左模和右模抵接合模后，两个半圆槽组成圆孔；

所述冲头的一端开设有成形槽，所述成型槽的结构和所述杆部的中段以及下段匹配设置。

通过采用上述技术方案，左模和右模将六角法兰螺栓的头部和法兰部进行夹持，六角法兰螺栓的杆部伸出至左模的上方，随后冲头下冲，对应冲头的成形槽直接成型六角法兰螺栓的杆部结构，从而提高了加工效率，避免了对杆部的机加工车削操作，提高了原料的利用率。

可选的，冷镦模具还包括卸料组件，所述卸料组件设置在左模上，且用于将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上卸下。

通过采用上述技术方案，六角法兰螺栓在经过冲头的冲压冷镦后，不易从模具上掉落，卸料组件推动六角法兰螺栓落料，提高了生产效率，加快了生产节拍。

可选的，所述卸料组件包括卸料杆，所述左模上开设有贯穿至半圆槽内的卸料槽，所述卸料杆滑动穿设在所述卸料槽中，且所述卸料杆的一端伸出至所述左模的外侧。

通过采用上述技术方案，卸料杆的一端伸出左模外侧，卸料杆的另一端对准半圆槽，在六角法兰螺栓成形后，推动卸料杆，使卸料杆从半圆槽中伸出，对六角法兰螺栓进行推动，方便了成品的落料，提高了生产效率。

可选的，所述卸料杆伸出至左模外侧的一端固定设置有凸台，所述卸料杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧一端固接在左模的外侧壁上，所述复位弹簧的另一端固接在所述凸台上。

通过采用上述技术方案，设置有复位弹簧，卸料杆在伸出左模外侧后，复位弹簧对卸料杆提供复位弹力，使卸料杆在推动六角法兰螺栓落料后自动回缩，提高了生产效率。

可选的，所述左模上开设有卸料腔，所述卸料组件包括均设置在卸料腔内的主动齿条、传动部件以及从动齿条；

主动齿条，所述主动齿条滑动设置在卸料腔内，主动齿条的长度方向平行于冲头的运动方向设置，且所述主动齿条的一端伸出至左模的外侧，所述冲头上固接有压板；

传动部件，所述传动部件包括与所述主动齿条啮合的主动齿轮、固接在主动齿条一端的主动弹簧、与主动齿轮同轴传动设置的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与第二锥齿轮同轴传动设置的棘爪、与棘爪配合设置的棘轮以及与所述棘轮同轴穿设设置的从动齿轮；

从动齿条，所述从动齿条滑动设置在卸料腔内，所述卸料腔和所述半圆槽连通，从动齿条的长度方向垂直于主动齿条的长度方向，且所述从动齿条位于半圆槽的一侧，所述从动齿条和所述从动齿轮啮合设置，从动齿条的一端固接有从动弹簧，从动弹簧的另一端固接在卸料腔内。

通过采用上述技术方案，冲头在下冲时，带动主动齿条进行滑动，主动弹簧蓄能；冲头复位时，主动弹簧通过传动部件将主动齿条的滑动传递为从动齿条的滑移运动，从动齿条滑动进而将六角法兰螺栓推动落料。冲头复位、左模和右模分离以及卸料组件卸料三者同步进行，在提高原料利用率的前提下，加快了生产节拍，提升了生产效率。

可选的，所述左模上的置入槽以及半圆槽各设置有对称布置的两组，所述右模对应设置，所述卸料组件也设置有两组，且两组卸料组件呈中心对称布置。

通过采用上述技术方案，左模上置入槽以及半圆槽设置两组，当其中一组置入槽和半圆槽出现影响精度的磨损后，可使用另一组对六角法兰螺栓进行加工，降低了生产损耗成本。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置冷镦加合模的生产工艺，棒材经过下料和冷镦工艺，成形为外形尺寸与成品六角法兰螺栓相似的工件，随后经过合模工艺，成形出杆部的中段，从而完全成形为成品六角法兰螺栓，避免了车削加工，减少了加工余量，从而提高了原料利用率，提升了生产效率。

2.通过设置左模、右模以及冲头，左模和右模将六角法兰螺栓的头部和法兰部进行夹持，六角法兰螺栓的杆部伸出至左模的上方，随后冲头下冲，对应冲头的成形槽直接成型六角法兰螺栓的杆部结构，从而提高了加工效率，避免了对杆部的机加工车削操作，提高了原料的利用率。

3.通过设置卸料组件，方便了成形后的六角法兰螺栓脱离模具进行落料，提高了合模加工的自动化程度，进一步加快了六角法兰螺栓的生产效率。

附图说明

图1是本申请中六角法兰螺栓的结构示意图；

图2是本申请实施例1中冷镦模具的结构示意图；

图3是本申请实施例1中冷镦模具的剖视示意图；

图4是本申请实施例2中冷镦模具的结构示意图；

图5是本申请实施例2中卸料组件的结构示意图；

图6是本申请实施例2中传动部件的结构示意图。

附图标记说明：100、头部；110、法兰部；120、杆部；121、上段；122、中段；123、下段；200、左模；201、置入槽；202、半圆槽；203、卸料槽；204、卸料腔；300、右模；400、冲头；401、成形槽；402、压板；500、卸料组件；511、卸料杆；512、凸台；513、复位弹簧；521、主动齿条；522、传动部件；523、从动齿条；524、主动齿轮；525、第一传动轴；526、主动弹簧；527、第一锥齿轮；528、第二锥齿轮；529、第二传动轴；530、棘爪；531、棘杆；532、棘齿；533、棘轮；534、第三传动轴；535、从动齿轮；536、从动弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例1公开一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，包括以下步骤：

S1：下料，利用带锯床或者圆锯床等下料设备将棒材切断为多个圆柱坯料，圆柱坯料的直径和杆部120的上段121直径相同；

S2：冷镦，利用冷镦机对圆柱坯料进行冷镦，圆柱坯料的一端成形为六棱柱的头部100和圆盘状的法兰部110；

S3：合模，采用冷镦模具对圆柱坯料的另一端进行合模冷镦，圆柱坯料的另一端成形为包含上段121、中段122以及下段123的杆部120；冷镦模具用于对杆部120的中段122镦粗成形；

S4：卸料，将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上拆卸收集。

本申请实施例1中一种用于六角法兰螺栓的加工工艺的实施原理为：棒材经过下料和冷镦工艺，成形为外形尺寸与成品六角法兰螺栓相似的工件，随后经过合模工艺，成形出杆部120的中段122，完全成形为成品六角法兰螺栓，避免了车削加工，减少了加工余量，从而提高了原料利用率，降低了生产成本。

本申请实施例1还公开一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，参照图2和图3，冷镦模具用于将杆部120的中段122镦粗成形，其包括左模200、右模300、冲头400以及卸料组件500。左模200和右模300安装在冷镦机的下平台上，且左模200和右模300作相互远离或相互靠近的直线往复运动，用于将坯料进行夹持或松开；冲头400安装在冷镦机的上平台上，用于对杆部120的中段122镦粗成形；卸料组件500用于使成品六角法兰螺栓脱离模具，进行卸料收集。

左模200为方形块状结构，左模200的一侧开设有水平贯通的置入槽201，左模200的一端开设有竖直设置的半圆槽202，置入槽201和半圆槽202料连通设置。经过冷镦工艺后坯料的头部100和法兰部110嵌入安装在置入槽201中，头部100抵接在置入槽201的下侧内壁上，法兰部110抵接在置入槽201的上侧内壁上，坯料的圆柱杆身即嵌入抵接在半圆槽202中。

右模300的结构和左模200的结构相同，且对称设置。左模200和右模300相互靠近，运动至两者抵接后，两个半圆槽202组成圆孔，坯料的圆柱杆身即穿设在圆孔中，且坯料圆柱杆身的部分伸出至左模200和右模300的上方位置。

冲头400位于坯料的上方，当左模200和右模300合模抵接后，冲头400在冷镦机的驱动下向坯料进行冷镦冲击，成形六角法兰螺栓杆部120的中段122以及下段123。冲头400的下端开设有成形槽401，成形槽401的结构和杆部120的中段122、下段123的结构匹配设置，当冲头400冲下时，坯料的圆柱杆身适应成形槽401的结构进行变形，直至中段122和下段123被镦粗为既定尺寸，坯料变形为成品六角法兰螺栓。

在冲头400成形六角法兰螺栓后，冲头400复位，左模200和右模300相互远离，六角法兰螺栓由于受到冲力，不易从模具上自动脱落。卸料组件500即用于对六角法兰螺栓施加推力，使六角法兰螺栓和模具分离，完成快速卸料。

卸料组件500包括卸料杆511，左模200上开设有贯穿至半圆槽202内的卸料槽203，卸料杆511滑动穿设在卸料槽203内，卸料杆511的一端伸出至左模200的外侧，且伸出至左模200外侧的卸料杆511上固定设置有凸台512，凸台512的直径大于卸料杆511的直径；卸料杆511的杆身上套设有复位弹簧513，复位弹簧513的一端固接在左模200的外侧壁上，复位弹簧513的另一端固接在凸台512朝向左模200的侧壁上。

当左模200和右模300处于合模抵接位置时，卸料杆511朝向右模300的一端位于卸料槽203内，复位弹簧513处于正常状态；当左模200和右模300相互远离时，卸料杆511远离右模300的一端抵紧在冷镦机机台上，随着左模200的运动，卸料杆511朝向右模300的一端同时伸出至左模200的半圆槽202中，并对六角法兰螺栓施加推力，六角法兰螺栓和模具脱离，掉落至模具的下方进行收集，此时复位弹簧513处于压缩状态；随后左模200和右模300再次相互靠近，进行下一件六角法兰螺栓的合模加工，卸料杆511再次回缩至卸料槽203中，复位弹簧513恢复正常状态。

本申请中左模200上的置入槽201以及半圆槽202均对称设置有两组，当其中一组置入槽201和半圆槽202出现影响精度的磨损后，可使用另一组对六角法兰螺栓进行加工，降低生产损耗成本。右模300和左模200的结构始终对应设置，卸料组件500也对应设置两组，且一组卸料组件500设置在左模200上，另一组卸料组件500设置在右模300上，两组卸料组件500呈中心对称布置。

本申请实施例1中一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具的实施原理为：坯料在冷镦工艺成形头部100和法兰部110之后，安装在冷镦模具上对杆部120的中段122进行成形。左模200和右模300将坯料进行夹持，头部100和法兰部110嵌入在置入槽201中，随后冲头400下冲，对杆部120进行冷镦成形。成品的六角法兰螺栓在卸料杆511的推力下，脱离冷镦模具，进行后续的集料处理。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：卸料组件500的结构不同，参照图4和图5，左模200上开设有卸料腔204，卸料组件500即安装在卸料腔204内。卸料组件500包括主动齿条521、传动部件522以及从动齿条523，主动齿条521滑动设置在卸料腔204内，且主动齿条521的长度方向平行于冲头400的运动方向设置，主动齿条521的一端伸出至左模200的外侧，且朝向冲头400的方向；冲头400的外侧壁上固定连接有压板402，冲头400在对坯料进行升降冲压时，压板402会跟随运动，从而推动主动齿条521进行滑动。

参照图5和图6，传动部件522包括主动齿轮524，主动齿轮524和主动齿条521啮合设置，主动齿轮524上穿设固接有第一传动轴525，第一传动轴525的两端和卸料腔204的内壁转动连接。主动齿条521位于卸料腔204内的端部上固接有主动弹簧526，主动弹簧526的另一端固接在卸料腔204的内壁上。

第一传动轴525上固定设置有第一锥齿轮527，第一锥齿轮527啮合传动有第二锥齿轮528，第一锥齿轮527和第二锥齿轮528的轴线垂直设置，第二锥齿轮528上同轴固接穿设有第二传动轴529，第二传动轴529转动连接在卸料腔204内。第二传动轴529上还固接设置有棘爪530，棘爪530包括棘杆531和棘齿532，棘杆531固接在第二传动轴529上，且跟随第二传动轴529旋转，棘齿532铰接在棘杆531的一侧，且棘齿532上配合设置有棘轮533。

棘轮533上穿设有第三传动轴534，第三传动轴534转动连接在卸料腔204内部。第三传动轴534上还固接有从动齿轮535，从动齿条523即和从动齿轮535啮合设置。卸料腔204与左模200上的半圆槽202连通，且从动齿条523的长度方向垂直与主动齿条521的长度方向，从动齿条523滑动连接在卸料腔204内，且从动齿条523的一端朝向半圆槽202的方向，从动齿轮535的另一端固接有从动弹簧536，从动弹簧536固接在卸料腔204的内壁上。

本申请实施例2的实施原理为：冲头400下冲成形六角法兰螺栓的杆部120时，压板402跟随运动，推动主动齿条521向卸料腔204内部运动，主动弹簧526压缩，主动齿轮524旋转，棘齿532在棘轮533上滑动，并不带动棘轮533进行旋转。

冲头400成形杆部120后，冲头400上升复位，同时左模200和右模300互相远离，主动齿条521失去压板402的推力，在主动弹簧526的弹力作用下进行反向滑动，主动齿轮524旋转，棘爪530上的棘齿532带动棘轮533进行旋转，棘轮533旋转带动第三传动轴534以及从动齿轮535发生旋转，从动齿条523伸出至半圆槽202内，从动弹簧536处于伸长状态，将六角法兰螺栓推动落料。随后从动弹簧536复位，带动从动齿条523回缩至卸料腔204，等待下一次的坯料合模加工。

在冲头400完成对坯料的加工后，冲头400复位、左模200和右模300分离以及卸料组件500卸料三者同步进行，在提高原料利用率的前提下，加快了生产节拍，提升了生产效率。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：下料，将棒材切断为多个圆柱坯料；

S2：冷镦，对圆柱坯料进行冷镦，圆柱坯料的一端成形为六棱柱的头部（100）和圆盘状的法兰部（110）；

S3：合模，采用冷镦模具对圆柱坯料的另一端进行合模冷镦，圆柱坯料的另一端成形为包含上段（121）、中段（122）以及下段（123）的杆部（120）；

S4：卸料，将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上拆卸收集。

2.根据权利要求1所述的一种用于六角法兰螺栓的加工工艺，其特征在于：所述圆柱坯料的直径和所述杆部（120）的上段（121）直径相同。

3.一种如权利要求1中所述的用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：包括左模（200）、右模（300）以及冲头（400）；

所述左模（200）上开设有置入槽（201），所述六角法兰螺栓的头部（100）和法兰部（110）嵌入安装在置入槽（201）内，且所述头部（100）抵接在置入槽（201）的下侧内壁上，所述法兰部（110）抵接在置入槽（201）的上侧内壁上；所述左模（200）上还开设有与置入槽（201）连通的半圆槽（202），所述六角法兰螺栓的上段（121）嵌入抵接在半圆槽（202）中；

所述右模（300）的结构与左模（200）对称设置，所述左模（200）和右模（300）抵接合模后，两个半圆槽（202）组成圆孔；

所述冲头（400）的一端开设有成形槽（401），所述成型槽的结构和所述杆部（120）的中段（122）以及下段（123）匹配设置。

4.根据权利要求3所述的一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：还包括卸料组件（500），所述卸料组件（500）设置在左模（200）上，且用于将成形的六角法兰螺栓从冷镦模具上卸下。

5.根据权利要求4所述的一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：所述卸料组件（500）包括卸料杆（511），所述左模（200）上开设有贯穿至半圆槽（202）内的卸料槽（203），所述卸料杆（511）滑动穿设在所述卸料槽（203）中，且所述卸料杆（511）的一端伸出至所述左模（200）的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：所述卸料杆（511）伸出至左模（200）外侧的一端固定设置有凸台（512），所述卸料杆（511）上套设有复位弹簧（513），所述复位弹簧（513）一端固接在左模（200）的外侧壁上，所述复位弹簧（513）的另一端固接在所述凸台（512）上。

7.根据权利要求4所述的一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：所述左模（200）上开设有卸料腔（204），所述卸料组件（500）包括均设置在卸料腔（204）内的主动齿条（521）、传动部件（522）以及从动齿条（523）；

主动齿条（521），所述主动齿条（521）滑动设置在卸料腔（204）内，主动齿条（521）的长度方向平行于冲头（400）的运动方向设置，且所述主动齿条（521）的一端伸出至左模（200）的外侧，所述冲头（400）上固接有压板（402）；

传动部件（522），所述传动部件（522）包括与所述主动齿条（521）啮合的主动齿轮（524）、固接在主动齿条（521）一端的主动弹簧（526）、与主动齿轮（524）同轴传动设置的第一锥齿轮（527）、与第一锥齿轮（527）啮合的第二锥齿轮（528）、与第二锥齿轮（528）同轴传动设置的棘爪（530）、与棘爪（530）配合设置的棘轮（533）以及与所述棘轮（533）同轴穿设设置的从动齿轮（535）；

从动齿条（523），所述从动齿条（523）滑动设置在卸料腔（204）内，所述卸料腔（204）和所述半圆槽（202）连通，从动齿条（523）的长度方向垂直于主动齿条（521）的长度方向，且所述从动齿条（523）位于半圆槽（202）的一侧，所述从动齿条（523）和所述从动齿轮（535）啮合设置，从动齿条（523）的一端固接有从动弹簧（536），从动弹簧（536）的另一端固接在卸料腔（204）内。

8.根据权利要求4所述的一种用于六角法兰螺栓的冷镦模具，其特征在于：所述左模（200）上的置入槽（201）以及半圆槽（202）各设置有对称布置的两组，所述右模（300）对应设置，所述卸料组件（500）也设置有两组，且两组卸料组件（500）呈中心对称布置。

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