CN219169519U - 一种高强度螺栓尾部冷镦模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高强度螺栓尾部冷镦模具，它包括：定模，所述定模包括定模筒以及开设在所述定模筒内的模腔和移动腔；压板，所述压板包括可移动地设置在移动腔内的压板本体以及开设在所述压板本体内且相互连通的螺板槽和螺底柱槽，所述压板本体的直径等于移动腔的直径，所述螺板槽与螺板相配合，所述螺底柱槽与螺底柱相配合；成型模，所述成型模包括可移动地设置在模腔内的成型筒以及开设在所述成型筒内且直径渐缩的成型腔。本实用新型高强度螺栓尾部冷镦模具与现有的车床加工工艺相比，螺栓尾部的加工效率更高，节省了加工时间，有效地降低了成本；而且螺栓尾部与螺栓一体成型，内部应力小，螺栓的强度更高，螺栓的稳定性能更好。

Description

一种高强度螺栓尾部冷镦模具

技术领域

本实用新型属于螺栓加工技术领域，具体涉及一种高强度螺栓尾部冷镦模具。

背景技术

螺栓是由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件，通常用于建筑、装修以及施工等领域中，在实际生产、生活中，为适应不同环境以及不同紧固要求的情况下，通常会用到一些异型螺栓，异型螺栓保留了螺栓的基体特征，只是对局部结构、形状进行了相应的改进，从而实现特定的功能。

如图1所示的异型螺栓9包括螺帽90、螺板91、螺底柱92、螺中柱93、螺顶柱94、第一连块95、第二连块96和锁止块97。螺帽90一体连接在螺板91的一侧，螺帽90呈正六边形，且其内部开设有内六边螺槽，方便在后续使用时旋拧螺帽90；而螺板91可以起到垫片的作用，通过提高与被锁止面的接触面积，从而减小压力，防止螺栓9发生松动；螺底柱92一体连接在螺板91远离螺帽90的一侧，螺中柱93一体连接在螺底柱92远离螺板91的一侧，螺顶柱94一体连接在螺中柱93远离螺底柱92的一侧，螺底柱92、螺中柱93和螺顶柱94形成直径渐缩的阶梯型。第一连块95连接螺底柱92和螺中柱93，在后续使用螺栓9时，倾斜设置的第一连块95方便大直径的螺底柱92旋拧入锁止面内，第一连块95起到导向的作用。第二连块96连接螺中柱93和螺顶柱94，在后续使用螺栓9时，倾斜设置的第二连块96方便较大直径的螺中柱93旋拧入锁止面内，第二连块96也起到导向的作用。锁止块97一体连接在螺顶柱94的外侧，锁止块97的直径介于螺中柱93和螺顶柱94的直径之间，螺底柱92、螺中柱93和锁止块97的外侧设有外螺纹，而螺顶柱94则是光杆，这样在旋拧锁止面时，螺顶柱94外周面上的空间可以用于最初旋拧时的排屑，更重要的是当整个螺栓9旋拧完成之后，锁止面的内部会嵌入小直径的螺顶柱94的外侧，在大直径锁止块97的卡合作用以及螺纹的咬合作用下，螺栓9整体固定的更加牢固，不会因为螺纹的松动而发生脱落。

图8为图1所示的异型螺栓的半成品胚料，现有技术是通过车床工艺在螺栓9的尾部车出螺顶柱94和锁止块97，在实际车床工艺中，为避免车刀崩裂，因此通常会控制较小的进刀量，这样一来便延长了螺栓的加工时间，螺栓加工效率低；车刀持续车掉螺栓上的金属胚料时，会逐渐增大螺栓内部的应力，导致螺栓性能不稳定，强度低，而且车掉金属胚料还会造成成本的浪费。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服现有技术中螺栓加工效率低以及螺栓成品稳定性低、强度低的问题，而提供一种高强度螺栓尾部冷镦模具。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高强度螺栓尾部冷镦模具，它包括：

定模，所述定模包括定模筒以及开设在所述定模筒内的模腔和移动腔；

压板，所述压板包括可移动地设置在移动腔内的压板本体以及开设在所述压板本体内且相互连通的螺板槽和螺底柱槽，所述压板本体的直径等于移动腔的直径，所述螺板槽与螺板相配合，所述螺底柱槽与螺底柱相配合；

成型模，所述成型模包括可移动地设置在模腔内的成型筒以及开设在所述成型筒内且直径渐缩的成型腔；

斜销，所述斜销置于成型腔内，且由圆周设置的多组斜销片组成，所述斜销片内侧开设有依次相连的第一半连槽、半螺中柱槽、第二半连槽和半螺顶柱槽，所述第一半连槽与第一连块相配合，所述半螺中柱槽与螺中柱相配合，所述第二半连槽与第二连块相配合，所述半螺顶柱槽与螺顶柱相配合；

顶板，所述顶板可移动地设置在模腔远离移动腔的一侧，所述顶板上开设有顶杆槽，所述顶杆槽等于锁止块的直径；

顶杆，所述顶杆可移动地穿设在顶杆槽内，所述顶杆的直径等于顶杆槽的直径。

优化地，它还包括固定在所述定模筒一侧的固定板以及圆周设置在所述固定板内且抵设在顶板上的氮气弹簧，所述顶杆贯穿所述固定板。

优化地，所述定模还包括开设在所述定模筒内且相互连通的卡槽和排气腔以及贯穿所述定模筒且与排气腔相连的外排气孔，所述卡槽与模腔相连，所述排气腔与移动腔相连。

优化地，所述压板还包括一体连接在所述压板本体外侧壁上的卡块，所述卡块的直径等于卡槽的直径。

优化地，所述成型腔具有一大端面和一小端面，所述大端面靠近移动腔。

优化地，所述相邻两块斜销的接触面上开设有导向孔。

优化地，所述顶板包括设置在所述模腔远离移动腔一侧的挡板、一体连接在所述挡板靠近成型模一侧的套板以及套设在所述套板上的弹簧，所述顶杆槽贯穿套板和挡板。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型高强度螺栓尾部冷镦模具将待冷镦的半成品螺栓胚料放置在压板的中部槽内，由外部的动模推动半成品螺栓胚料和压板，进而带动斜销片在成型模内向右移动聚拢，在顶杆槽和顶杆的作用下，冷镦制成半成品螺栓的端部，合模过程中排气腔和外排气孔的设置，用以排出腔内的空气，确保冷镦填充的更加饱满；在弹簧和氮气弹簧的作用下，将顶板、成型模和斜销推回原位，圆周组成斜销的多组斜销片向外散开，在顶杆的作用下，将冷镦成型后的螺栓顶出，与现有的车床加工工艺相比，螺栓尾部的加工效率更高，节省了加工时间，有效地降低了成本；而且螺栓尾部与螺栓一体成型，内部应力小，螺栓的强度更高，螺栓的稳定性能更好。

附图说明

图1为本实用新型成型后螺栓的剖视图；

图2为本实用新型的剖视图；

图3为本实用新型定模的剖视图；

图4为本实用新型压板的剖视图；

图5为本实用新型成型模的剖视图；

图6为本实用新型斜销的剖视图；

图7为本实用新型顶板的剖视图；

图8为本实用新型待冷镦的半成品螺栓剖视图；

附图标记说明：

1、定模；10、定模筒；11、模腔；12、卡槽；13、排气腔；14、外排气孔；15、移动腔；

2、压板；20、压板本体；21、卡块；22、螺板槽；23、螺底柱槽；

3、成型模；30、成型筒；31、成型腔；32、大端面；33、小端面；

4、斜销；41、斜销片；42、半螺中柱槽；43、半螺顶柱槽；44、第一半连槽；45、第二半连槽；46、导向孔；

5、顶板；51、挡板；52、套板；53、弹簧；54、顶杆槽；

6、固定板；7、氮气弹簧；8、顶杆；

9、螺栓；90、螺帽；91、螺板；92、螺底柱；93、螺中柱；94、螺顶柱；95、第一连块；96、第二连块；97、锁止块。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图2所示，为本实用新型模具的剖视图，它通常用于冷镦如图8所示的半成品螺栓，将其冷镦成如图1所示的螺栓9，图1所示的螺栓9包括螺帽90、螺板91、螺底柱92、螺中柱93、螺顶柱94、第一连块95、第二连块96和锁止块97。螺帽90一体连接在螺板91的一侧，螺帽90呈正六边形，且其内部开设有内六边螺槽，方便在后续使用时旋拧螺帽90；而螺板91可以起到垫片的作用，通过提高与被锁止面的接触面积，从而减小压力，防止螺栓9发生松动。螺底柱92一体连接在螺板91远离螺帽90的一侧，螺中柱93一体连接在螺底柱92远离螺板91的一侧，螺顶柱94一体连接在螺中柱93远离螺底柱92的一侧，螺底柱92、螺中柱93和螺顶柱94形成直径渐缩的阶梯型。第一连块95连接螺底柱92和螺中柱93，在后续使用螺栓9时，倾斜设置的第一连块95方便大直径的螺底柱92旋拧入锁止面内，第一连块95起到导向的作用。第二连块96连接螺中柱93和螺顶柱94，在后续使用螺栓9时，倾斜设置的第二连块96方便较大直径的螺中柱93旋拧入锁止面内，第二连块96也起到导向的作用。锁止块97一体连接在螺顶柱94的外侧，锁止块97的直径介于螺中柱93和螺顶柱94的直径之间，图2所示的模具仅仅是将螺栓9的端部冷镦而成，后续还需对螺栓9进行搓丝工艺处理，具体的是在螺底柱92、螺中柱93和锁止块97的外侧进行搓丝处理，而螺顶柱94则是光杆，这样在旋拧锁止面时，螺顶柱94外周面上的空间可以用于最初旋拧时的排屑，更重要的是当整个螺栓9旋拧完成之后，锁止面的内部会嵌入小直径的螺顶柱94的外侧，在大直径锁止块97的卡合作用以及螺纹的咬合作用下，螺栓9整体固定的更加牢固，不会因为螺纹的松动而发生脱落。

如图3所示，为定模1的结构示意图，螺栓9的冷镦工艺在定模1内完成，它包括定模筒10、模腔11、卡槽12、排气腔13、外排气孔14和移动腔15。定模筒10由碳素工具钢或合金工具钢制成，主要利用了这两种钢材硬度高，不易变形的优点。模腔11和移动腔15分别开设在定模筒10内，且相互连通，模腔11内用于冷镦成型螺栓9，移动腔15内用于后续压板2的安装，如图3所示，移动腔15靠近定模筒10的一侧，而模腔11靠近定模筒10的另一侧，且模腔11的直径大于移动腔15的直径，避免后续冷镦时各部件从模腔11内脱出。

卡槽12和排气腔13开设在定模筒10内且相互连通，如图3所示，卡槽12与模腔11相连，排气腔13与移动腔15相连。卡槽12的直径介于模腔11和移动腔15的直径之间，在冷镦工艺中，用于卡制压板2，避免压板2从模腔11内脱出。排气腔13呈环形，开设在定模筒10的内侧壁上，且排气腔13的直径大于卡槽12的直径，确保后续脱模时，压板2可以准确地卡在卡槽12内。外排气孔14贯穿定模筒10且与排气腔13相连，通过设置排气腔13和外排气孔14，在冷镦工艺中，用于及时排出模腔11内的空气，避免造成填充不饱满的情况发生。

如图4所示，为压板2的结构示意图，压板2可移动地设置在移动腔15内，用于为螺栓9的冷镦提供压力，在该压力的作用下，将图8所示的螺栓胚料冷镦压制成如图1所述的形状(定模1的左侧设置有带动压板2移动的动模，动模在附图中未示出)。压板2包括压板本体20、卡块21、螺板槽22和螺底柱槽23。压板本体20可移动地设置在移动腔15内，压板本体20的直径等于移动腔15的直径，确保压板本体20在移动腔15内移动时，压板本体20不发生径向偏移，从而提高冷镦后的效果。

卡块21一体连接在压板本体20的外侧壁上，且靠近压板本体20的一侧，卡块21的直径等于卡槽12的直径，卡块21的宽度等于卡槽12和排气腔13的宽度和，在后续开模时，外部的动模带动压板2向外移动，压板本体20沿着移动腔15外移，卡块21沿着卡槽12外移卡至排气腔13的左侧壁上，而卡块21的右侧与卡槽12的右侧壁齐平，确保模腔11内的成型模3和斜销4有足够的复位空间。螺板槽22和螺底柱槽23轴向开设在压板本体20的中部，且相互连通，螺板槽22与螺板91相配合，螺底柱槽23与螺底柱92相配合，在实际冷镦时，将图8所示的螺栓胚料放置在压板2的中部槽内(半成品螺栓胚料的螺板91置于螺板槽22内，半成品螺栓胚料的螺底柱92置于螺底柱槽23内)。

如图5所示，为成型模3的剖视图，成型模3设置在模腔11内，用于对斜销4的运动进行导向，它包括成型筒30和成型腔31，成型筒30的直径等于模腔11的直径，因此成型筒30在模腔11内移动的同时，不会发生径向偏移。成型腔31开设在成型筒30内且直径渐缩，如图5所示，成型腔31具有一大端面32和一小端面33，大端面32靠近移动腔15，小端面33远离移动腔15。成型腔31的截面呈水平放置的等腰梯形的形状，通过在成型筒30内开设直径渐缩的成型腔31，用于对后续的斜销4进行导向。

如图6所示，为斜销4冷镦时压合在一起后的剖视图，斜销4设置在成型腔31内，且在压板2的推动下，可以沿着成型腔31移动(斜销4并不是一个整体结构，而是由多片斜销片41圆周围成，斜销片41通常情况为3片或者4片，结合图2、5、6可知，圆周设置的多组斜销片41朝右侧移动时，由于成型腔31的截面直径逐渐减小，因此圆周设置的多组斜销片41会逐渐向轴心线的方向聚拢；而当圆周设置的多组斜销片41朝左侧移动时，由于成型腔31的截面直径逐渐变大，因此圆周设置的多组斜销片41会逐渐向远离轴心线的方向散开，多组斜销片41散开后，中间的间距逐渐变大，方便冷镦后的较大直径的锁止块97退出)。

如图6所示，斜销片41上开设有半螺中柱槽42、半螺顶柱槽43、第一半连槽44、第二半连槽45和导向孔46，圆周设置的多组斜销片41朝右侧移动时，由于成型腔31的截面直径逐渐减小，因此圆周设置的多组斜销片41会逐渐向轴心线的方向聚拢，此时多个半螺中柱槽42围成螺中柱槽，与螺栓3的螺中柱93相配合；多个半螺顶柱槽43围成螺顶柱槽，用于形成螺栓9的螺顶柱94；多个第一半连槽44围成第一连槽，与螺栓9的第一连块95相配合；多个第二半连槽45围成第二连槽，用于形成螺栓9的第二连块96。导向孔46开设在相邻两块斜销片41的接触面上，导向孔46内安装有弹性定位柱或者弹性定位针，斜销4向右移动时，由于成型腔31的截面直径逐渐减小，因此圆周设置的多组斜销片41会逐渐向轴心线的方向聚拢，通过设置导向孔46和弹性定位柱，可以避免斜销片41发生错位。

如图7所示，为顶板5的结构示意图，顶板5可移动地设置在模腔11远离移动腔15的一侧，在合模成型时，顶着斜销4进行冷镦，它包括挡板51、套板52、弹簧53和顶杆槽54。挡板51的直径等于模腔11的直径，且挡板51在模腔11内可移动，套板52一体连接在挡板51靠近斜销4的一侧。弹簧53套设在套板52上，在后续开模时方便顶开成型模3和斜销4。顶杆槽54贯穿套板52和挡板51，顶杆槽54的直径等于锁止块97的直径，在合模冷镦时，螺栓9的锁止块97在在顶杆槽54内成型。

如图2所示，固定板6固定在定模筒10的另一侧，氮气弹簧7有多个，它们圆周安装在固定板6上且另一端抵设在挡板51上，在氮气弹簧7的作用下，在开模时推动顶板5复位。顶杆8贯穿固定板6而穿设在顶杆槽54内，顶杆8的另一侧连接有气缸，用于带动顶杆8在顶杆槽54内移动(气缸未在图中示出)，顶杆8的直径等于顶杆槽54的直径，在实际合模冷镦时，顶杆8的左侧与顶杆槽54的左端面留有一段间隙，用于成型螺栓9的锁止块97。

本实用新型的冷镦压制过程如下所示：

首先将如图8所示的半成品螺栓胚料放置在压板2的螺板槽22和螺底柱槽23内，由动模推动螺栓胚料向右移动，与此同时半成品螺栓胚料推动压板2同步右移，压板2推动斜销片41和成型模3右移(成型腔31内的空气经过排气腔13和外排气孔14排出)，右移的斜销片41逐渐向内聚拢而抱紧至螺中柱93上，动模继续向压板2和半成品螺栓施压，将半成品螺栓的螺中柱93压入螺顶柱槽和顶杆槽内，从而形成螺顶柱94和锁止块97，此时弹簧53和氮气弹簧7均被压缩，冷镦完成后，动模复位，氮气弹簧7和弹簧53复位过程中，推动顶板5、成形模3和斜销4、压板2复位，在斜销4向左复位过程中，由于成型腔31的截面直径逐渐变大，因此圆周设置的多组斜销片41会逐渐向远离轴心线的方向散开，多组斜销片41散开后，中间的间距逐渐变大，顶杆8在气缸的作用下左移，将冷镦成型好的螺栓9顶出即可。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强度螺栓尾部冷镦模具，所述螺栓(9)包括螺板(91)、一体连接在所述螺板(91)一侧的螺帽(90)、依次连接在所述螺板(91)另一侧且直径渐缩的螺底柱(92)、螺中柱(93)和螺顶柱(94)、连接所述螺底柱(92)和螺中柱(93)的第一连块(95)、连接所述螺中柱(93)和螺顶柱(94)的第二连块(96)以及一体连接在所述螺顶柱(94)一侧的锁止块(97)，其特征在于，它包括：

定模(1)，所述定模(1)包括定模筒(10)以及开设在所述定模筒(10)内的模腔(11)和移动腔(15)；

压板(2)，所述压板(2)包括可移动地设置在移动腔(15)内的压板本体(20)以及开设在所述压板本体(20)内且相互连通的螺板槽(22)和螺底柱槽(23)，所述压板本体(20)的直径等于移动腔(15)的直径，所述螺板槽(22)与螺板(91)相配合，所述螺底柱槽(23)与螺底柱(92)相配合；

成型模(3)，所述成型模(3)包括可移动地设置在模腔(11)内的成型筒(30)以及开设在所述成型筒(30)内且直径渐缩的成型腔(31)；

斜销(4)，所述斜销(4)置于成型腔(31)内，且由圆周设置的多组斜销片(41)组成，所述斜销片(41)内侧开设有依次相连的第一半连槽(44)、半螺中柱槽(42)、第二半连槽(45)和半螺顶柱槽(43)，所述第一半连槽(44)与第一连块(95)相配合，所述半螺中柱槽(42)与螺中柱(93)相配合，所述第二半连槽(45)与第二连块(96)相配合，所述半螺顶柱槽(43)与螺顶柱(94)相配合；

顶板(5)，所述顶板(5)可移动地设置在模腔(11)远离移动腔(15)的一侧，所述顶板(5)上开设有顶杆槽(54)，所述顶杆槽(54)等于锁止块(97)的直径；

顶杆(8)，所述顶杆(8)可移动地穿设在顶杆槽(54)内，所述顶杆(8)的直径等于顶杆槽(54)的直径。

2.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：它还包括固定在所述定模筒(10)一侧的固定板(6)以及圆周设置在所述固定板(6)内且抵设在顶板(5)上的氮气弹簧(7)，所述顶杆(8)贯穿所述固定板(6)。

3.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：所述定模(1)还包括开设在所述定模筒(10)内且相互连通的卡槽(12)和排气腔(13)以及贯穿所述定模筒(10)且与排气腔(13)相连的外排气孔(14)，所述卡槽(12)与模腔(11)相连，所述排气腔(13)与移动腔(15)相连。

4.根据权利要求3所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：所述压板(2)还包括一体连接在所述压板本体(20)外侧壁上的卡块(21)，所述卡块(21)的直径等于卡槽(12)的直径。

5.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：所述成型腔(31)具有一大端面(32)和一小端面(33)，所述大端面(32)靠近移动腔(15)。

6.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：所述相邻两块斜销片(41)的接触面上开设有导向孔(46)。

7.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓尾部冷镦模具，其特征在于：所述顶板(5)包括设置在所述模腔(11)远离移动腔(15)一侧的挡板(51)、一体连接在所述挡板(51)靠近成型模(3)一侧的套板(52)以及套设在所述套板(52)上的弹簧(53)，所述顶杆槽(54)贯穿套板(52)和挡板(51)。

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