花齿螺栓的成型装置及花齿螺栓的制作方法

1.本发明属于紧固件成型领域，尤其涉及一种花齿螺栓的成型装置及花齿螺栓。


背景技术：

2.螺钉是一种非常常见的紧固件，是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具，是日常生活中不可或缺的工业必需品：如照相机、眼镜、钟表、电子等使用的极小的螺钉；电视、电器制品、乐器、家具使用的一般的螺钉；工程、建筑、桥梁则使用大型螺钉、螺帽；交通器具、飞机、电车、汽车等则为大小螺钉并用，由此可见螺钉在工业上负有重要任务，所以螺钉的产量与质量至关重要。
3.其应用场景的丰富，使得所需的式样繁多，例如在螺钉杆上成型花齿、螺钉杆为台阶杆、螺钉头为圆形、六角形、方形等，而在传统工艺中，一般采用搓花板搓花成型花齿，此工艺不仅效率低、人工多、机器利用率高，且成型后的花齿会出现不够饱满美观的问题，故现在逐渐尝试使用冷镦工艺成型花齿，虽然冷镦成型花齿速度快、但花齿在头部法兰的下端成型，且花齿与头部法兰之间的导向杆体长度很短，由于模具的结构问题及成型力控制的因素，往往使得花齿在杆部成型的有效长度不够，或成型花齿后有叠痕，产品不良，因此，如何对模具进行改进使得花齿成型优良，仍是一个值得探讨的问题。


技术实现要素：

4.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花齿螺栓的成型装置及花齿螺栓，所提供的花齿螺栓的成型装置，其第五模具的第五主模腔具有第一段和与第一段相连的第二段，第一段为花齿型腔段用以成型花齿螺栓的第一杆体，第二段为台阶型腔段，用以成型花齿螺栓的第二杆体，第一段背离第二段的第一部的内壁与第五主模腔的轴线形成一15
°‑
17
°
的夹角α，供成型有头部法兰和导向杆体的预设坯料入模，保证花齿成型后的轴向长度达到预设值，成型无叠痕，保证产品质量。
5.本发明的目的通过如下技术方案得以实现：
6.本发明提供一种花齿螺栓的成型装置，所述花齿螺栓包括头部法兰、第一杆体和第二杆体，所述第一杆体为花齿杆，所述第二杆体为台阶杆，所述第一杆体和所述头部法兰之间连接有导向杆体，所述成型装置包括：
7.第五模具，所述第五模具用于使成型有头部法兰和导向杆体的预设坯料成型第一杆体和第二杆体，所述第五模具包括对应设置的第五主模和第五冲模，所述第五主模包括第五主模壳，设于所述第五主模壳内的第五主模垫块、第五主模顶针和第五主模仁，所述第五主模仁具有开口朝向所述第五冲模的第五主模腔，所述第五主模顶针自所述第五主模仁底部穿入所述第五主模腔；
8.所述第五冲模包括第五冲模壳、设于所述第五冲模壳内的第五冲模仁、第五冲模垫块与第五冲模顶针，所述第五冲模顶针的一端与所述第五冲模垫块连接，所述第五冲模顶针的另一端与所述第五主模腔相对，所述第五冲模垫块在所述第五主模和第五冲模处于
合模状态时沿朝向所述第五主模的方向移动，以使得所述第五冲模顶针将所述预设坯料送入所述第五主模腔内，所述第五主模顶针与所述预设坯料的第二预设杆背离所述头部法兰的一端相抵，所述预设坯料的头部法兰朝向所述第五冲模；
9.其中，所述第五主模腔具有第一段和与所述第一段相连的第二段，所述第一段在所述第五冲模垫块移动的方向上位于所述第五冲模顶针和第二段之间，且所述第一段为花齿型腔段，以成型所述第一杆体，所述第二段为台阶型腔段，以成型所述第二杆体，所述第一段与所述第二段相连的第一部自所述导向杆体背离所述头部法兰的一端朝向所述第二段渐缩，所述第一部的内壁与所述第五主模腔的轴线形成一夹角α，所述夹角α为15
°‑
17
°
。
10.作为上述技术方案的进一步描述，所述成型装置还包括：
11.第一模具，所述第一模具用于对预设坯料进行整形；
12.第二模具，所述第二模具用于使整形后的所述预设坯料成型第一预设杆和第二预设杆；所述第一预设杆的杆径大于所述第二预设杆的杆径；
13.第三模具，所述第三模具用于使所述第一预设杆远离所述第二预设杆的上段成型为预设法兰；
14.第四模具，所述第四模具用于精整所述预设法兰的直径，成型所述头部法兰和连接于所述头部法兰下的导向杆体。
15.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预设坯料。
16.作为上述技术方案的进一步描述，所述剪切机构为剪刀或剪切模。
17.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所述第一模具、第二模具、第三模具、第四模具和第五模具之间进行送料。
18.作为上述技术方案的进一步描述，所述第一模具包括对应设置的第一主模和第一冲模；
19.所述第一主模包括第一主模壳，设置于所述第一主模壳内的第一主模垫块、第一主模顶针与第一主模仁，所述第一主模仁具有开口朝向所述第一冲模的第一主模腔，所述第一主模顶针自所述第一主模仁底部穿入所述第一主模腔；
20.所述第一冲模包括第一冲模壳，设置于所述第一冲模壳内的第一冲模垫块与第一冲模顶针，所述第一冲模顶针的一端与所述第一冲模垫块连接，所述第一冲模顶针的另一端穿出所述第一冲模壳与所述第一主模腔相对。
21.作为上述技术方案的进一步描述，所述第二模具包括对应设置的第二主模和第二冲模；
22.所述第二主模包括第二主模壳，设置于所述第二主模壳内的第二主模垫块、第二主模顶针与第二主模仁，所述第二主模仁具有开口朝向所述第二冲模的第二主模腔，所述第二主模顶针自所述第二主模仁底部穿入所述第二主模腔；
23.所述第二冲模包括第二冲模壳，设置于所述第二冲模壳内的第二冲模垫块与第二冲模顶针，所述第二冲模顶针的一端与所述第二冲模垫块连接，所述第二冲模顶针的另一端穿出所述第二冲模壳与所述第二主模腔相对。
24.作为上述技术方案的进一步描述，所述第三模具包括对应设置的第三主模和第三冲模；
25.所述第三主模包括第三主模壳，设置于所述第三主模壳内的第三主模垫块、第三主模顶针与第三主模仁，所述第三主模仁具有开口朝向所述三冲模的第三主模腔，所述第三主模顶针自所述第三主模仁底部穿入所述第三主模腔；
26.所述第三冲模包括第三冲模壳，设置在所述第三冲模壳内的第三冲模仁、第三冲模垫块与第三冲模顶针，所述第三冲模顶针的一端与所述第三冲模垫块连接，所述第三冲模顶针的另一端穿过所述第三冲模壳和所述第三冲模仁与所述第三主模腔相对。
27.作为上述技术方案的进一步描述，所述第四模具包括对应设置的第四主模和第四冲模；
28.所述第四主模包括第四主模壳，设置于所述第四主模壳内的第四主模垫块、第四主模顶针与第四主模仁，所述第四主模仁具有开口朝向所述四冲模的第四主模腔，所述第四主模顶针自所述第四主模仁底部穿入所述第四主模腔；
29.所述第四冲模包括第四冲模壳，设置于所述第四冲模壳内的第四冲模仁、第四冲模垫块与第四冲模顶针，所述第四冲模顶针的一端与所述第四冲模垫块连接，所述第四冲模顶针的另一端穿过所述第四冲模壳和第四冲模仁与所述第四主模腔相对。
30.本发明还提供一种花齿螺栓，包括头部法兰、第一杆体和第二杆体，所述第一杆体为花齿杆，所述第二杆体为台阶杆，所述第一杆体和所述头部法兰之间连接有导向杆体；
31.所述第二杆体包括第一台阶杆、第二台阶杆和第三台阶杆，所述第一台阶杆、第二台阶杆和第三台阶杆自所述头部法兰的一端顺次连接，且其杆径顺次减小；
32.所述第一台阶杆成型有第一螺纹，所述第二台阶杆成型有第二螺纹。
33.综上所述，本发明的突出效果为：
34.本发明的花齿螺栓的成型装置中，第五模具的第五主模腔为两段式结构，其第一段在第五冲模垫块移动的方向上位于第五冲模顶针和第二段之间，为花齿型腔段，用以成型花齿螺栓的第一杆体，第二段为台阶型腔段，用以成型花齿螺栓的第二杆体；将与第一段中与第二段相连的第一部自导向杆体背离头部法兰的一端朝向第二段设成渐缩的形态，使其内壁与第五主模腔的轴线形成一15
°‑
17
°
的夹角α，从而在成型有头部法兰和导向杆体的预设坯料于第五冲模的顶入动作中入模第五主模时，即第一预设杆体的下部逐渐成型为第一杆体，第二预设杆体逐渐成型为第二杆体的过程中，补偿由于压机设备的机械干涉和成型力所导致的导向杆体下的花齿成型饱满度，同时由于金属的流动性，成型后的第一杆体上的花齿的齿底有效延伸至第一杆体与导向杆体的连接处，保证了花齿成型的有效长度，且避免了第一杆体与导向杆体的连接处出现叠痕。
附图说明
35.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。
36.图1为本发明实施例中花齿螺栓的冷镦产品图；
37.图2为本发明实施例中花齿螺栓的成品图；
38.图3为本发明实施例中花齿螺栓的成型装置的装配图；
39.图4为本发明实施例中第五模具的局部结构示意图；
40.图5为图4中a的放大图。
41.附图标号说明：
42.1、花齿螺栓；11、头部法兰；12、第一杆体；121、花齿；131、第一台阶杆；132、第二台阶杆；133、第三台阶杆；14、导向杆体；2、预设坯料；3、第一模具；31、第一主模；32、第一冲模；4、第二模具；41、第二主模；42、第二冲模；5、第三模具；51、第三主模；52、第三冲模；6、第四模具；61、第四主模；62、第四冲模；7、第五模具；71、第五主模；711、第五主模壳；712、第五主模顶针；713、第五主模仁；72、第五冲模；α、第五主模腔的第一段的第一部与第五主模腔的轴线所成夹角。
具体实施方式
43.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。
44.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。
45.下面结合附图1至附图5及实施例进行具体说明。
46.本实施例提供一种花齿螺栓的成型装置，所述花齿螺栓1包括头部法兰11、第一杆体12和第二杆体，所述第一杆体12为花齿杆，所述第二杆体为台阶杆，所述第一杆体12和所述头部法兰11之间连接有导向杆体14，所述成型装置包括：
47.第五模具7，所述第五模具7用于使成型有头部法兰11和导向杆体14的预设坯料2成型第一杆体12和第二杆体，所述第五模具7包括对应设置的第五主模71和第五冲模72，所述第五主模71包括第五主模壳711，设于所述第五主模壳711内的第五主模垫块、第五主模顶针712和第五主模仁713，所述第五主模仁713具有开口朝向所述第五冲模72的第五主模腔，所述第五主模顶针712自所述第五主模仁713底部穿入所述第五主模腔；
48.所述第五冲模72包括第五冲模壳711、设于所述第五冲模壳711内的第五冲模仁、第五冲模垫块与第五冲模顶针712，所述第五冲模顶针712的一端与所述第五冲模垫块连接，所述第五冲模顶针712的另一端与所述第五主模腔相对，所述第五冲模垫块在所述第五主模71和第五冲模72处于合模状态时沿朝向所述第五主模71的方向移动，以使得所述第五冲模顶针712将所述预设坯料2送入所述第五主模腔内，所述第五主模顶针712与所述预设坯料2的第二预设杆背离所述头部法兰11的一端相抵，所述预设坯料2的头部法兰11朝向所述第五冲模72；
49.其中，所述第五主模腔具有第一段和与所述第一段相连的第二段，所述第一段在所述第五冲模垫块移动的方向上位于所述第五冲模顶针712和第二段之间，且所述第一段
为花齿121型腔段，以成型所述第一杆体12，所述第二段为台阶型腔段，以成型所述第二杆体，所述第一段与所述第二段相连的第一部自所述导向杆体14背离所述头部法兰11的一端朝向所述第二段渐缩，所述第一部的内壁与所述第五主模腔的轴线形成一夹角α，所述夹角α为15
°‑
17
°
。
50.借由上述结构，本实施例的成型装置中，所述第五模具7的第五冲模72中的第五冲模仁用于护住成型的所述头部法兰11，所述第五模具7的第五主模仁713具有开口朝向所述第五冲模72的第五主模腔，所述第五主模腔为两段式结构，其第一段在所述所述第五冲模垫块移动的方向上位于所述第五冲模顶针712和第二段之间，为花齿121型腔段，用以成型所述花齿螺栓1的第一杆体12，第二段为台阶型腔段，用以成型所述花齿螺栓1的第二杆体；将所述第一段的第一部自所述导向杆体14背离所述头部法兰11的一端朝向所述第二段设成渐缩的形态，使其内壁与所述第五主模腔的轴线形成一15
°‑
17
°
的夹角α，从而在成型有头部法兰11和导向杆体14的预设坯料2于所述第五冲模72的顶入动作中入模所述第五主模71时，即所述第一预设杆体的下部逐渐成型为所述第一杆体12，所述第二预设杆体逐渐成型为所述第二杆体的过程中，补偿由于压机设备的机械干涉和成型力所导致的导向杆体14下的花齿121成型饱满度，同时由于金属的流动性，成型后的所述第一杆体12朝向所述头部法兰11的一端与所述第一杆体12的轴线呈15
°‑
17
°
的夹角α，花齿121的齿底有效延伸至所述第一杆体12与所述导向杆体14的连接处，保证了花齿121成型的有效长度，且避免了所述第一杆体12与所述导向杆体14的连接处出现叠痕。由此，采用本实施例的花齿螺栓1的成型装置，保证了花齿121成型后的轴向长度达到预设值，成型无叠痕，从而提高了产品质量。
51.请参阅图3至图5，具体的，本实施例中，所述第一段的第一部自所述导向杆体14背离所述头部法兰11的一端朝向所述第二段渐缩，其内壁与所述第五主模腔的轴线形成一15
°
的夹角α，所述导向杆体14的长度为0.5mm，从而使得成型有成型有头部法兰11和导向杆体14的预设坯料2的第一预设杆的下段在第五模具7中成型饱满且长度足够的花齿121，同时所述第二预设杆成型为所述第二杆体，即得到所述花齿螺栓1。当然的，在其他实施例中，也可以将所述第一段的第一部的内壁与所述第五主模腔的轴线形成的夹角α设为15
°‑
17
°
之间的其他角度，从而配合所述导向杆体14的长度以成型所述第一杆体12的花齿121。
52.请参阅图3，具体的，本实施例中，所述成型装置还包括：
53.第一模具3，所述第一模具3用于对预设坯料2进行整形；
54.第二模具4，所述第二模具4用于使整形后的所述预设坯料2成型第一预设杆和第二预设杆；所述第一预设杆的杆径大于所述第二预设杆的杆径；
55.第三模具5，所述第三模具5用于使所述第一预设杆远离所述第二预设杆的上段成型为预设法兰；
56.第四模具6，所述第四模具6用于精整所述预设法兰的直径，成型所述头部法兰11和连接于所述头部法兰11下的导向杆体14。
57.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预设坯料2。所述剪切机构为剪刀或剪切模。
58.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)，例如送料夹。送料夹用于在所述第一模具3、第二模具4、第三模具5、第四模具6和第五模具7之间进行送料。
59.请继续参阅图3，具体的，本实施例中，所述第一模具3包括对应设置的第一主模31和第一冲模32；所述第一主模31包括第一主模31壳，设置于所述第一主模31壳内的第一主模31垫块、第一主模31顶针与第一主模31仁，所述第一主模31仁具有开口朝向所述第一冲模32的第一主模31腔，所述第一主模31顶针自所述第一主模31仁底部穿入所述第一主模31腔；所述第一冲模32包括第一冲模32壳，设置于所述第一冲模32壳内的第一冲模32垫块与第一冲模32顶针，所述第一冲模32顶针的一端与所述第一冲模32垫块连接，所述第一冲模32顶针的另一端穿出所述第一冲模32壳与所述第一主模31腔相对。所述第一冲模32顶针用于将预设坯料2顶入所述第一冲模32仁的第一主模31腔内，所述第一主模31顶针用于与所述第一冲模32顶针配合对所述预设胚料的冷镦整形，所述第一主模31顶针还用于在冷镦整形结束后将所述预设胚料从所述第一主模31腔内顶出。
60.具体的，本实施例中，所述第二模具4包括对应设置的第二主模41和第二冲模42；所述第二主模41包括第二主模41壳，设置于所述第二主模41壳内的第二主模41垫块、第二主模41顶针与第二主模41仁，所述第二主模41仁具有开口朝向所述第二冲模42的第二主模41腔，所述第二主模41顶针自所述第二主模41仁底部穿入所述第二主模41腔；所述第二冲模42包括第二冲模42壳，设置于所述第二冲模42壳内的第二冲模42垫块与第二冲模42顶针，所述第二冲模42顶针的一端与所述第二冲模42垫块连接，所述第二冲模42顶针的另一端穿出所述第二冲模42壳与所述第二主模41腔相对。所述第二主模41腔用于成型所述第一预设杆和第二预设杆，所述第一预设杆的杆径大于所述第二预设杆的杆径，所述第二主模41顶针用于与所述第二冲模42顶针配合对所述预设胚料的冷镦，所述第二主模41顶针还用于在冷镦结束后将所述预设胚料从所述第二主模41腔内顶出。其中，所述第一预设杆用于后续的头部法兰11和第一杆体12的成型，所述第二预设杆用于后续的第二杆体的成型。
61.具体的，本实施例中，所述第三模具5包括对应设置的第三主模51和第三冲模52；所述第三主模51包括第三主模51壳，设置于所述第三主模51壳内的第三主模51垫块、第三主模51顶针与第三主模51仁，所述第三主模51仁具有开口朝向所述三冲模的第三主模51腔，所述第三主模51顶针自所述第三主模51仁底部穿入所述第三主模51腔；所述第三冲模52包括第三冲模52壳，设置在所述第三冲模52壳内的第三冲模52仁、第三冲模52垫块与第三冲模52顶针，所述第三冲模52顶针的一端与所述第三冲模52垫块连接，所述第三冲模52顶针的另一端穿过所述第三冲模52壳和所述第三冲模52仁与所述第三主模51腔相对。所述第三冲模52仁用于将所述第一预设杆远离所述第二预设杆的上段成型为预设法兰，所述第三冲模52顶针和第三主模51顶针互相配合，对所述预设坯料2进行冷镦，所述第三冲模52顶针还用于在冷镦结束后将所述预设坯料2顶出所述第三冲模52仁，所述第三主模51顶针还用于在冷镦结束后将所述预设坯料2顶出所述第三主模51腔。
62.具体的，本实施例中，所述第四模具6包括对应设置的第四主模61和第四冲模62；所述第四主模61包括第四主模61壳，设置于所述第四主模61壳内的第四主模61垫块、第四主模61顶针与第四主模61仁，所述第四主模61仁具有开口朝向所述四冲模的第四主模61腔，所述第四主模61顶针自所述第四主模61仁底部穿入所述第四主模61腔；所述第四冲模62包括第四冲模62壳，设置于所述第四冲模62壳内的第四冲模62仁、第四冲模62垫块与第四冲模62顶针，所述第四冲模62顶针的一端与所述第四冲模62垫块连接，所述第四冲模62顶针的另一端穿过所述第四冲模62壳和第四冲模62仁与所述第四主模61腔相对。所述第四
冲模62仁用于所述预设法兰进一步整形，使所述预设法兰成型为所述头部法兰11，并将连接于所述头部法兰11下的导向杆体14成型。
63.请参阅图1至图5，具体的，本实施例中所提供的花齿螺栓1，包括头部法兰11、第一杆体12和第二杆体，所述第一杆体12为花齿杆，所述第二杆体为台阶杆，所述第一杆体12和所述头部法兰11之间连接有0.5mm长的导向杆体14；所述第二杆体包括第一台阶杆131、第二台阶杆132和第三台阶杆133，所述第一台阶杆131、第二台阶杆132和第三台阶杆133自所述头部法兰11的一端顺次连接，且其杆径顺次减小；所述第一台阶杆131采用搓牙工艺成型有第一螺纹，所述第二台阶杆132采用搓牙工艺成型有第二螺纹，所述第一螺纹比第二螺纹之间的间距小。
64.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。