CN116906431A - 斜花齿圆螺母及其成型工艺、成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜花齿圆螺母及其成型工艺、成型装置，包括将线材剪断以形成坯料；对坯料进行整形以使得其沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，并在其第一端上形成预凹坑；接着对其进行缩径整形及对预凹坑进行反挤压以形成预内孔；将坯料第二端成型为头部法兰及将坯料第一端成型为杆部；成型的头部法兰背离杆部的端面上具有一凹孔，其朝向杆部的端面向内凹陷有一自杆部的外缘径向向外延伸的槽部；继而对坯料进行冲孔以使得预内孔与凹孔连通从而形成内孔；而后进行缩斜齿以在杆部外壁成型多个斜花齿，斜花齿朝向头部法兰的齿端与槽部的槽口毗邻；将杆部远离头部法兰的一端成型倒角；继而进行攻牙、热处理和电镀以得到成品斜花齿圆螺母。

Description

斜花齿圆螺母及其成型工艺、成型装置

技术领域

本发明属于紧固件成型领域，尤其涉及一种斜花齿圆螺母及其成型工艺、成型装置。

背景技术

汽车车身的作用主要是保护驾驶员以及构成良好的空气力学环境，其结构从形式上说，主要分为非承载式和承载式两种，无论是那种连接结构，都需要将其使用紧固件进行组装连接为一个整体，在组装连接过程中需要使用到一种斜花齿圆螺母，该斜花齿圆螺母包括相对较大的头部法兰以及与头部法兰连接的较短的杆部，以及沿轴线方向贯通头部法兰和杆部的内孔，且杆部上成型多个斜花齿。由于其杆部较短，现有斜花齿圆螺母的制备方法是：先将线材冷镦成半成品，该半成品包括头部法兰和与其连接的杆部，内孔沿轴线贯通头部法兰和杆部，而后再采用搓齿工艺成型杆部的斜花齿。这种方法具有如下缺点：

1.采用搓齿工艺形成斜花齿，齿部的尺寸不稳定、精度差；

2.加工周期长、生产效率低，生产成本高。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种斜花齿圆螺母及其成型工艺、成型装置，使斜花齿圆螺母的杆部斜花齿可直接冷镦成型，且成型的斜花齿尺寸稳定，精度高。

本发明的目的通过如下技术方案得以实现：

本发明提供一种斜花齿圆螺母的成型工艺，所述斜花齿圆螺母包括头部法兰、与所述头部法兰连接的杆部，所述杆部上设有多个斜花齿，所述斜花齿圆螺母设有沿轴线方向贯通所述头部法兰和所述杆部的内孔，所述成型工艺包括如下步骤：

将线材剪断以形成坯料；

对所述坯料进行整形，以使得所述坯料沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，并在所述坯料的第一端上形成预凹坑；

对形成有预凹坑的所述坯料进行缩径整形，对所述坯料的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

将所述坯料的第二端成型为所述头部法兰，及将所述坯料的第一端成型为所述杆部；成型的所述头部法兰背离所述杆部的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，该所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

对成型有所述头部法兰和杆部的所述坯料进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔；

对成型有所述内孔的坯料进行缩斜齿，从而在所述杆部外壁成型多个斜花齿，所述斜花齿朝向所述头部法兰的齿端与所述槽部的槽口毗邻；

将所述杆部远离所述头部法兰的一端成型倒角；

将成型有倒角的坯料进行攻牙、热处理和电镀，以得到成品斜花齿圆螺母。

本发明还提供一种斜花齿圆螺母，采用如上所述的斜花齿圆螺母的成型工艺制成，包括头部法兰、与所述头部法兰连接的杆部以及沿轴线方向贯通所述头部法兰和所述杆部的内孔；其中，

所述头部法兰朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

所述杆部的外壁上设有多个斜花齿。

作为上述技术方案的进一步描述，所述槽部沿所述斜花齿圆螺母的轴线方向的深度为0.5mm-0.7mm；

所述斜花齿沿所述斜花齿圆螺母的轴线方向的预设长度为5mm-6mm。

作为上述技术方案的进一步描述，所述杆部远离所述头部法兰的一端形成有倒角。

作为上述技术方案的进一步描述，所述内孔的孔壁形成有螺纹。

本发明还提供一种斜花齿圆螺母的成型装置，采用如上所述的斜花齿圆螺母的成型工艺，包括冷镦机，及安装于所述冷镦机上的模具组件，所述模具组件包括：

第一模具，其用于对坯料进行整形，以使得所述坯料沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，其还用于在所述坯料的第一端上形成预凹坑；

第二模具，其用于对形成有预凹坑的所述坯料进行缩径整形，其还用于对所述坯料的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

第三模具，其用于将所述坯料的第二端成型为所述头部法兰，及将所述坯料的第一端成型为所述杆部；成型的所述头部法兰背离所述杆部的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，该所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

第四模具，其用于对成型有所述头部法兰和杆部的所述坯料进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔；

第五模具，其用于对成型有所述内孔的坯料进行缩斜齿，从而在所述杆部外壁成型多个斜花齿，所述斜花齿朝向所述头部法兰的齿端与所述槽部的槽口毗邻；

第六模具，其用于将所述杆部远离所述头部法兰的一端成型倒角。

作为上述技术方案的进一步描述，所述成型装置还包括剪切机构，所述剪切机构用于将线材剪断成所述坯料。

作为上述技术方案的进一步描述，所述成型装置还包括送料机构，所述送料机构用于在多个模具之间进行送料。

作为上述技术方案的进一步描述，所述送料机构为夹子。

作为上述技术方案的进一步描述，所述第一模具、第二模具、第三模具、第四模具、第五模具和第六模具均包括主模和与所述主模对应设置的冲模；

所述主模包括主模壳，设置于所述主模壳内的主模垫块、主模顶针与主模仁，所述主模仁具有开口朝向所述冲模的主模腔，所述主模顶针自所述主模仁底部穿入所述主模腔；

所述冲模包括冲模壳，设置于所述冲模壳内的冲模垫块与冲模顶针，所述冲模顶针一端与所述冲模垫块连接，所述冲模顶针另一端穿出所述冲模壳与所述主模腔相对。

综上所述，本发明的突出效果为：

本发明的斜花齿圆螺母的成型工艺使用多工位冷镦成型机加工斜花齿圆螺母，对坯料进行六模六冲，经不确定性评估，生产速度可达每分钟80支。在头部法兰下先成型环绕杆部的槽部从而在杆部缩花齿的过程中对模具在轴向上导向和延伸长度，无需再使用搓花机而直接成型斜花齿，且成型后的斜花齿沿螺母的轴向长度足够，符合产品件尺寸要求，缩短了加工周期，提高了生产效率，更适合批量生产。

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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中斜花齿圆螺母的冷镦产品图；

图2为本发明实施例中斜花齿圆螺母的成品图；

图3为本发明实施例中斜花齿圆螺母的冷镦加工的局部工位图；

附图标号说明：

1、斜花齿圆螺母；11、头部法兰；12、杆部；13、斜花齿；14、内孔；15、槽部；16、倒角；17、螺纹；2、坯料。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“中”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图1至附图3及实施例进行具体说明。

本实施例提供一种斜花齿圆螺母的成型工艺，所述斜花齿圆螺母1包括头部法兰11、与所述头部法兰11连接的杆部12，所述杆部12上设有多个斜花齿13，所述斜花齿圆螺母1设有沿轴线方向贯通所述头部法兰11和所述杆部12的内孔14，所述成型工艺包括如下步骤：

将线材剪断以形成坯料2；

对所述坯料2进行整形，以使得所述坯料2沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，并在所述坯料2的第一端上形成预凹坑；

对形成有预凹坑的所述坯料2进行缩径整形，对所述坯料2的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

将所述坯料2的第二端成型为所述头部法兰11，及将所述坯料2的第一端成型为所述杆部12；成型的所述头部法兰11背离所述杆部12的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部12的端面向内凹陷有一槽部15，该所述槽部15自所述杆部12的外缘径向向外延伸；

对成型有所述头部法兰11和杆部12的所述坯料2进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔14；

对成型有所述内孔14的坯料2进行缩斜齿，从而在所述杆部12外壁成型多个斜花齿13，所述斜花齿13朝向所述头部法兰11的齿端与所述槽部15的槽口毗邻；

将所述杆部12远离所述头部法兰11的一端成型倒角16；

将成型有倒角16的坯料2进行攻牙、热处理和电镀，以得到成品斜花齿圆螺母1。

借由上述工艺，使用多工位冷镦成型机加工，对由线材剪断形成的坯料2进行六模六冲，经不确定性评估，生产速度可达每分钟80支。首先，将线材剪断成型为坯料2，而后将其送入第一模具内，第一模具的冲模顶针伸入对应的主模芯内对所述坯料2进行整形，以使坯料2的第一端和第二端被整平，此时，位于第一模具内的坯料2的下端为第一端，上端为第二端，第一端上形成预凹坑，该预凹坑于所述坯料2在后工位反挤压成型内孔14时具有导向作用，可以获得较佳的同心度；待将成型有预凹坑的坯料2翻转送入第二模具后，位于所述第二模具内的坯料2的第一端位于第二端的上方。第二模具对坯料2进行挤压，使其缩径整形，同时，所述第二模具的冲模移动以所述预凹坑为基准对所述坯料2进行反挤压从而形成预内孔，以待后续工位对其进行进一步冲压；待将成型有预内孔的坯料2翻转送入第三模具后，所述坯料2的第二端位于所述第一端的上方。此时所述第三模具的冲模向下移动以使得所述坯料2的第二端成型为所述头部法兰11以及头部法兰11上的凹孔，该凹孔可以避免后续工序冲孔后的工件产生毛刺。在此工位中，所述头部法兰11下的槽部15和所述斜花齿圆螺母1的杆部12也同步成型，其中，所述槽部15由所述头部法兰11朝向所述杆部12的端面向内镦压凹陷而成，其自所述杆部12的外缘径向向外延伸，呈环状绕于所述杆部12外，为后续工位成型斜花齿13提供轴向的导向和长度补偿作用，在该过程中，所述第三模具的主模顶针伸入所述预内孔中将其护住，防止其尺寸变形；将成型头部法兰11和杆部12的坯料2送入第四模具后，第四模具将其压紧后合模，主模上的弹簧压缩后，主模顶针通过所述预内孔将位于所述预内孔和预凹坑之间的废料冲掉，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述斜花齿圆螺母1的内孔14；将成型内孔14的坯料2送入第五模具后，第五模具采用减径挤压的方式对所述坯料2的杆部12进行缩斜齿，从而在所述杆部12外壁成型多个斜花齿13，成型后的所述斜花齿13朝向所述头部法兰11的齿端与所述槽部15的槽口毗邻。在缩斜齿的过程中，所述头部法兰11下的凹槽为第五模具的主模提供轴向的导向和长度延伸，从而使得斜花齿13的成型精度高，符合产品件的尺寸要求，在此过程中，所述第五模具的主模顶针会伸入所述内孔14进行保护，防止其尺寸变化；而后再将成型斜花齿13的坯料2书送入第六模具，使所述杆部12远离所述头部法兰11的一端成型出倒角16。至此，可获得如图1所示的斜花齿圆螺母1的冷镦件。后续根据螺母的性能要求对该冷镦件进行攻牙、热处理和电镀，即可得到成品斜花齿圆螺母1。由此，斜花齿13直接冷镦成型，无需再使用搓花机搓斜花齿13，且成型后的斜花齿13沿螺母的轴向长度足够，符合产品件尺寸要求，缩短了加工周期，提高了生产效率，更适合批量生产。

请参阅图2，具体的，本实施例中所提供的斜花齿圆螺母1，其采用如上所述的斜花齿圆螺母的成型工艺制成，包括头部法兰11、与所述头部法兰11连接的杆部12以及沿轴线方向贯通所述头部法兰11和所述杆部12的内孔14；其中，所述头部法兰11朝向所述杆部12的端面向内凹陷有一槽部15，所述槽部15自所述杆部12的外缘径向向外延伸呈绕于所述杆部12外的环状；所述杆部12的外壁上设有多个斜花齿13，而所述杆部12与所述头部法兰11的轴向长度比值小，故所述斜花齿13沿所述螺母的轴向长度短。

具体的，本实施例中，所述槽部15沿所述斜花齿圆螺母1的轴线方向的深度为0.5mm，其在冷镦过程中先于沿所述斜花齿圆螺母1的轴线方向的预设长度为5.5mm的所述斜花齿13成型，在所述斜花齿13成型过程中为模具提供了轴向的导向和长度延伸，保证了较短的所述斜花齿13能够顺利成型，成型长度足够。当然的，在其他实施例中，所述槽部15沿所述斜花齿圆螺母1的轴线方向的深度也可以为0.5mm-0.7mm之间的其他值，从而为沿所述斜花齿圆螺母1的轴线方向的预设长度为5mm-6mm的斜花齿13的成型模具导向和长度延伸。其具体的数值可依所述头部法兰11以及杆部12的实际轴向长度比和径向宽度比设置。

具体的，本实施例中，所述杆部12远离所述头部法兰11的一端形成有倒角16，所述内孔14的孔壁上采用攻牙工艺形成有螺纹17，螺纹17的大径、小径、螺距等参数均可依实际需要设置。

具体的，本实施例中所提供的斜花齿圆螺母的成型装置，采用如上所述的斜花齿圆螺母的成型工艺，包括冷镦机(图中未示出)，及安装于所述冷镦机上的模具组件(图中未示出)，所述模具组件包括：

第一模具，其用于对如图3所示的坯料2进行整形，以使得所述坯料2沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，其还用于在所述坯料2的第一端上形成预凹坑；

第二模具，其用于对形成有预凹坑的所述坯料2进行缩径整形，其还用于对所述坯料2的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

第三模具，其用于将所述坯料2的第二端成型为所述头部法兰11，及将所述坯料2的第一端成型为所述杆部12；成型的所述头部法兰11背离所述杆部12的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部12的端面向内凹陷有一槽部15，该所述槽部15自所述杆部12的外缘径向向外延伸；

第四模具，其用于对成型有所述头部法兰11和杆部12的所述坯料2进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔14；

第五模具，其用于对成型有所述内孔14的坯料2进行缩斜齿，从而在所述杆部12外壁成型多个斜花齿13，所述斜花齿13朝向所述头部法兰11的齿端与所述槽部15的槽口毗邻；

第六模具，其用于将所述杆部12远离所述头部法兰11的一端成型倒角16。

具体的，本实施例中，所述成型装置还包括剪切机构(图中未示出)，所述剪切机构用于将线材剪断成所述坯料2。

具体的，本实施例中，所述成型装置还包括送料机构(图中未示出)，所述送料机构用于在多个模具之间进行送料。

具体的，本实施例中，所述送料机构为夹子。夹子在各个模具之间移动送料。

具体的，本实施例中，所述第一模具、第二模具、第三模具、第四模具、第五模具和第六模具均包括主模和与所述主模对应设置的冲模；

所述主模包括主模壳，设置于所述主模壳内的主模垫块、主模顶针与主模仁，所述主模仁具有开口朝向所述冲模的主模腔，所述主模顶针自所述主模仁底部穿入所述主模腔；

所述冲模包括冲模壳，设置于所述冲模壳内的冲模垫块与冲模顶针，所述冲模顶针一端与所述冲模垫块连接，所述冲模顶针另一端穿出所述冲模壳与所述主模腔相对。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其仍然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何更改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜花齿圆螺母的成型工艺，所述斜花齿圆螺母包括头部法兰、与所述头部法兰连接的杆部，所述杆部上设有多个斜花齿，所述斜花齿圆螺母设有沿轴线方向贯通所述头部法兰和所述杆部的内孔，其特征在于，所述成型工艺包括如下步骤：

将线材剪断以形成坯料；

对所述坯料进行整形，以使得所述坯料沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，并在所述坯料的第一端上形成预凹坑；

对形成有预凹坑的所述坯料进行缩径整形，对所述坯料的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

将所述坯料的第二端成型为所述头部法兰，及将所述坯料的第一端成型为所述杆部；成型的所述头部法兰背离所述杆部的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，该所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

对成型有所述头部法兰和杆部的所述坯料进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔；

对成型有所述内孔的坯料进行缩斜齿，从而在所述杆部外壁成型多个斜花齿，所述斜花齿朝向所述头部法兰的齿端与所述槽部的槽口毗邻；

将所述杆部远离所述头部法兰的一端成型倒角；

将成型有倒角的坯料进行攻牙、热处理和电镀，以得到成品斜花齿圆螺母。

2.一种斜花齿圆螺母，采用如权利要求1所述的斜花齿圆螺母的成型工艺制成，其特征在于，包括头部法兰、与所述头部法兰连接的杆部以及沿轴线方向贯通所述头部法兰和所述杆部的内孔；其中，

所述头部法兰朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

所述杆部的外壁上设有多个斜花齿。

3.如权利要求2所述的斜花齿圆螺母，其特征在于，所述槽部沿所述斜花齿圆螺母的轴线方向的深度为0.5mm-0.7mm；

所述斜花齿沿所述斜花齿圆螺母的轴线方向的预设长度为5mm-6mm。

4.如权利要求2所述的斜花齿圆螺母，其特征在于，所述杆部远离所述头部法兰的一端形成有倒角。

5.如权利要求2所述的斜花齿圆螺母，其特征在于，所述内孔的孔壁形成有螺纹。

6.一种斜花齿圆螺母的成型装置，采用如权利要求1所述的斜花齿圆螺母的成型工艺，包括冷镦机，及安装于所述冷镦机上的模具组件，其特征在于，所述模具组件包括：

第一模具，其用于对坯料进行整形，以使得所述坯料沿轴线方向具有相对的第一端和第二端，其还用于在所述坯料的第一端上形成预凹坑；

第二模具，其用于对形成有预凹坑的所述坯料进行缩径整形，其还用于对所述坯料的预凹坑进行反挤压以形成预内孔；

第三模具，其用于将所述坯料的第二端成型为所述头部法兰，及将所述坯料的第一端成型为所述杆部；成型的所述头部法兰背离所述杆部的端面上具有一凹孔，其朝向所述杆部的端面向内凹陷有一槽部，该所述槽部自所述杆部的外缘径向向外延伸；

第四模具，其用于对成型有所述头部法兰和杆部的所述坯料进行冲孔，以使得所述预内孔与所述凹孔连通，从而形成所述内孔；

第五模具，其用于对成型有所述内孔的坯料进行缩斜齿，从而在所述杆部外壁成型多个斜花齿，所述斜花齿朝向所述头部法兰的齿端与所述槽部的槽口毗邻；

第六模具，其用于将所述杆部远离所述头部法兰的一端成型倒角。

7.如权利要求6所述的斜花齿圆螺母的成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括剪切机构，所述剪切机构用于将线材剪断成所述坯料。

8.如权利要求6所述的斜花齿圆螺母的成型装置，其特征在于，所述成型装置还包括送料机构，所述送料机构用于在多个模具之间进行送料。

9.如权利要求8所述的斜花齿圆螺母的成型装置，其特征在于，所述送料机构为夹子。

10.如权利要求6所述的斜花齿圆螺母的成型装置，其特征在于，所述第一模具、第二模具、第三模具、第四模具、第五模具和第六模具均包括主模和与所述主模对应设置的冲模；

所述主模包括主模壳，设置于所述主模壳内的主模垫块、主模顶针与主模仁，所述主模仁具有开口朝向所述冲模的主模腔，所述主模顶针自所述主模仁底部穿入所述主模腔；

所述冲模包括冲模壳，设置于所述冲模壳内的冲模垫块与冲模顶针，所述冲模顶针一端与所述冲模垫块连接，所述冲模顶针另一端穿出所述冲模壳与所述主模腔相对。