CN118237535A - 一种高强度螺栓及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度螺栓及其加工工艺，涉及螺栓加工工艺领域，本发明工艺具体包括步骤：步骤一、使用所述制坯组件将原胚冷镦成具有杆体和帽头形状的粗坯；步骤二、使用所述坯料制备组件将步骤一中制成的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；步骤三、使用所述成型组件将步骤二中椭圆型柱体结构的杆体冷镦成螺杆结构，然后将帽头冷镦成螺帽结构；本发明通过第二冲压模组推动第二模具对椭圆形的杆体冷镦，杆体进入第二模具螺纹槽的部分受到正向的冲压力，使得成型后的螺杆的螺纹丝强度更高。
Description
技术领域
本发明涉及螺栓加工工艺领域，特别是涉及一种高强度螺栓及其加工工艺。
背景技术
螺栓常用的加工方法为冷镦加工，冷镦是在外力的作用下借助模具使金属塑性变形，从而形成所需零件的加工方法。冷镦工艺最适合生产螺栓螺钉、铆钉和其他标准紧固件，冷镦是在常温条件下进行，金属的机械性能和力学性能都能得到改善，还能提高材料利用率。
在使用冷镦的方式制备螺栓时，需要将坯料不断加工相应规格再接着进行下一步处理，一步步加工得到完整的螺栓，螺栓的螺纹丝通常也能通过冷镦直接加工成型。冷镦直接加工成型中，冲压模组产生的冲击力由于是直接作用下杆体上，使得杆体变形时会向成型模腔内部移动，这使得成型模腔的螺纹槽会对杆体的变形造成阻碍，容易导致冷镦出的螺纹丝的强度不高，甚至导致冷镦出的螺纹丝并不完整。
为此，我们提出一种高强度螺栓及其加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度螺栓及其加工工艺，可以有效解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种高强度螺栓加工工艺，使用到螺栓加工设备，所述螺栓加工设备包括设置在工作台上的制坯组件、坯料制备组件，以及成型组件，工艺具体包括以下步骤：
步骤一、使用所述制坯组件将原胚冷镦成具有杆体和帽头形状的粗坯；
步骤二、使用所述坯料制备组件将步骤一中制成的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
所述坯料制备组件包括两个第一模具和两个第一冲压模组，每个所述第一冲压模组推动一个第一模具；将步骤一中制成的粗坯放在两个所述第一模具之间，然后使用所述第一冲压模组推动第一模具，使两个第一模具对粗坯进行冲压，将粗坯的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
步骤三、使用所述成型组件将步骤二中椭圆型柱体结构的杆体冷镦成螺杆结构，然后将帽头冷镦成螺帽结构；
所述成型组件包括两个第二模具、两个第二冲压模组，以及一个螺帽冲压组件，以及每个所述第二冲压模组推动一个第二模具，两个所述第二模具合模成的模腔形成完整的螺纹槽；将步骤三中制成的粗坯放在两个所述第二模具之间，使椭圆形的柱体长直径所对应的外侧面分别和两个第二模具抵触，然后使用所述第二冲压模组推动第二模具，使两个第二模具对粗坯进行冲压，将椭圆形柱体结构的杆体粗坯冷镦成螺杆结构，使用所述螺帽冲压组件将帽头冷镦成螺帽结构；
步骤四、对成型的螺栓的螺帽进行切削修整。
优选地，步骤一中，所述制坯组件包括预制模型、第三冲压模组；使用所述第三冲压模组推动原坯进入预制模型，制成的粗坯的杆体和帽头均为圆柱形结构；
优选地，所述预制模型用于成型杆体的腔室的横截面的面积和两个所述第一模具用于成型帽头的腔室的横截面的面积相同，所述预制模型用于成型帽头的腔室的横截面的面积小于两个所述第一模具用于成型帽头的腔室的横截面的面积。
优选地，步骤三中，所述螺帽冲压组件包括第四冲压模组和螺帽模型；螺杆冷镦成型后，使用所述第四冲压模组推动螺帽模型对帽头进行冷镦，将螺帽冷镦成型。
优选地，步骤一中，所述预制模型的模腔内侧底部固定设置有定位环，所述工作台的上方设置有出气管，所述出气管固定设置在定位环的底部。
优选地，步骤二中，所述工作台的内部固定设置有第一顶压组件，使用第一顶压组件对杆体的底部进行顶压，使其平齐。
优选地，步骤三中，所述工作台的内部固定设置有第二顶压组件，使用第二顶压组件对螺杆的底部进行顶压，使其平齐。
一种高强度螺栓，包括螺帽、螺杆。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明，螺栓加工中，使用成型组件进行本步骤中的粗坯的冷镦，方便将椭圆形的杆体压制出螺纹丝结构。第二冲压模组推动第二模具直至两个第二模具压合在一起时，椭圆形的杆体刚好被冷镦成螺杆结构。第二冲压模组推动第二模具对椭圆形的杆体冷镦时，杆体受到第二冲压模组的冲压力，杆体在冲击力下发生形变，外部部分材料直接嵌入第二模具的螺纹槽中，这样使得成型后的螺杆和螺纹槽紧密抵触，使得螺杆和螺纹槽的形状更契合，使得生产出的螺杆精度更高。
2、本发明，第二冲压模组推动第二模具对椭圆形的杆体冷镦时，杆体进入第二模具螺纹槽的部分受到正向的冲压力，使得成型后的螺杆的螺纹丝强度更高。解决了现有螺栓冷镦工艺中，杆体向成型模腔内部移动变形时，成型模腔的螺纹槽会对杆体的变形造成阻碍，容易导致冷镦出的螺纹丝的强度不高，甚至导致冷镦出的螺纹丝并不完整的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的流程图；
图2为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的使用的螺栓加工设备的立体图；
图3为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的制坯组件、坯料制备组件，以及成型组件俯视图；
图4为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的制坯组件、坯料制备组件，以及成型组件的平剖图；
图5为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的螺帽模型的立体图；
图6为本发明的一种高强度螺栓及其加工工艺的螺栓的立体图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、工作台；2、定位环；3、出气管；4、制坯组件；41、预制模型；42、第三冲压模组；5、坯料制备组件；51、第一模具；52、第一冲压模组；6、成型组件；61、第二模具；62、第二冲压模组；63、螺帽冲压组件；631、第四冲压模组；632、螺帽模型；7、第一顶压组件；8、第二顶压组件。
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。
实施例1：
请参阅图1－图6所示，一种高强度螺栓加工工艺，使用到螺栓加工设备，螺栓加工设备包括设置在工作台1上的制坯组件4、坯料制备组件5，以及成型组件6，工艺具体包括以下步骤：
步骤一、使用制坯组件4将原坯冷镦成具有杆体和帽头形状的粗坯；
螺栓加工中，使用制坯组件4进行本步骤中的原坯的冷镦，方便形成螺栓粗坯。
步骤二、使用坯料制备组件5将步骤一中制成的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
坯料制备组件5包括两个第一模具51和两个第一冲压模组52，每个第一冲压模组52推动一个第一模具51；将步骤一中制成的粗坯放在两个第一模具51之间，然后使用第一冲压模组52推动第一模具51，使两个第一模具51对粗坯进行冲压，将粗坯的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
螺栓加工中，使用坯料制备组件5进行本步骤中的粗坯的冷镦，方便形成椭圆形的柱体结构。
步骤三、使用成型组件6将步骤二中椭圆型柱体结构的杆体冷镦成螺杆结构，然后将帽头冷镦成螺帽结构；
成型组件6包括两个第二模具61、两个第二冲压模组62，以及一个螺帽冲压组件63，以及每个第二冲压模组62推动一个第二模具61，两个第二模具61合模成的模腔形成完整的螺纹槽；将步骤三中制成的粗坯放在两个第二模具61之间，使椭圆形的柱体长直径所对应的外侧面分别和两个第二模具61抵触，然后使用第二冲压模组62推动第二模具61，使两个第二模具61对粗坯进行冲压，将椭圆形柱体结构的杆体粗坯冷镦成螺杆结构，使用螺帽冲压组件63将帽头冷镦成螺帽结构；
螺栓加工中，使用成型组件6进行本步骤中的粗坯的冷镦，方便将椭圆形的杆体压制出螺纹丝结构。第二冲压模组62推动第二模具61直至两个第二模具61压合在一起时，椭圆形的杆体刚好被冷镦成螺杆结构。第二冲压模组62推动第二模具61对椭圆形的杆体冷镦时，杆体受到第二冲压模组62的冲压力，杆体在冲击力下发生形变，外部部分材料直接嵌入第二模具61的螺纹槽中，这样使得成型后的螺杆和螺纹槽紧密抵触，使得螺杆和螺纹槽的形状更契合，使得生产出的螺杆精度更高。第二冲压模组62推动第二模具61对椭圆形的杆体冷镦时，杆体进入第二模具61螺纹槽的部分受到正向的冲压力，使得成型后的螺杆的螺纹丝强度更高。
本设计在冷镦直接加工成型中，解决了现有螺栓冷镦工艺中，杆体向成型模腔内部移动变形时，成型模腔的螺纹槽会对杆体的变形造成阻碍，容易导致冷镦出的螺纹丝的强度不高，甚至导致冷镦出的螺纹丝并不完整的问题。
步骤四、对成型的螺栓的螺帽进行切削修整。
切削是切掉成型后的螺栓的螺帽的多余部分，使得螺帽符合规格。
其中，步骤一中，制坯组件4包括预制模型41、第三冲压模组42；使用第三冲压模组42推动原坯进入预制模型41，制成的粗坯的杆体和帽头均为圆柱形结构；
其中，预制模型41用于成型杆体的腔室的横截面的面积和两个第一模具51用于成型帽头的腔室的横截面的面积相同，预制模型41用于成型帽头的腔室的横截面的面积小于两个第一模具51用于成型帽头的腔室的横截面的面积。
其中，步骤三中，螺帽冲压组件63包括第四冲压模组631和螺帽模型632；螺杆冷镦成型后，使用第四冲压模组631推动螺帽模型632对帽头进行冷镦，将螺帽冷镦成型。
其中，步骤一中，预制模型41的模腔内侧底部固定设置有定位环2，工作台1的上方设置有出气管3，出气管3固定设置在定位环2的底部。
其中，步骤二中，工作台1的内部固定设置有第一顶压组件7，使用第一顶压组件7对杆体的底部进行顶压，使其平齐。
其中，步骤三中，工作台1的内部固定设置有第二顶压组件8，使用第二顶压组件8对螺杆的底部进行顶压，使其平齐。
实施例2：
一种高强度螺栓，包括螺帽、螺杆。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：使用到螺栓加工设备，所述螺栓加工设备包括设置在工作台上的制坯组件、坯料制备组件，以及成型组件，工艺具体包括以下步骤：
步骤一、使用所述制坯组件将原胚冷镦成具有杆体和帽头形状的粗坯；
步骤二、使用所述坯料制备组件将步骤一中制成的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
所述坯料制备组件包括两个第一模具和两个第一冲压模组，每个所述第一冲压模组推动一个第一模具；将步骤一中制成的粗坯放在两个所述第一模具之间，然后使用所述第一冲压模组推动第一模具，使两个第一模具对粗坯进行冲压，将粗坯的杆体结构冷镦成椭圆形的柱体结构；
步骤三、使用所述成型组件将步骤二中椭圆型柱体结构的杆体冷镦成螺杆结构，然后将帽头冷镦成螺帽结构；
所述成型组件包括两个第二模具、两个第二冲压模组，以及一个螺帽冲压组件，以及每个所述第二冲压模组推动一个第二模具，两个所述第二模具合模成的模腔形成完整的螺纹槽；将步骤三中制成的粗坯放在两个所述第二模具之间，使椭圆形的柱体长直径所对应的外侧面分别和两个第二模具抵触，然后使用所述第二冲压模组推动第二模具，使两个第二模具对粗坯进行冲压，将椭圆形柱体结构的杆体粗坯冷镦成螺杆结构，使用所述螺帽冲压组件将帽头冷镦成螺帽结构；
步骤四、对成型的螺栓的螺帽进行切削修整。
2.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：步骤一中，所述制坯组件包括预制模型、第三冲压模组；使用所述第三冲压模组推动原坯进入预制模型，制成的粗坯的杆体和帽头均为圆柱形结构。
3.根据权利要求2所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：所述预制模型用于成型杆体的腔室的横截面的面积和两个所述第一模具用于成型帽头的腔室的横截面的面积相同，所述预制模型用于成型帽头的腔室的横截面的面积小于两个所述第一模具用于成型帽头的腔室的横截面的面积。
4.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：步骤三中，所述螺帽冲压组件包括第四冲压模组和螺帽模型；螺杆冷镦成型后，使用所述第四冲压模组推动螺帽模型对帽头进行冷镦，将螺帽冷镦成型。
5.根据权利要求2所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：步骤一中，所述预制模型的模腔内侧底部固定设置有定位环，所述工作台的上方设置有出气管，所述出气管固定设置在定位环的底部。
6.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：步骤二中，所述工作台的内部固定设置有第一顶压组件，使用第一顶压组件对杆体的底部进行顶压，使其平齐。
7.根据权利要求1所述的一种高强度螺栓加工工艺，其特征在于：步骤三中，所述工作台的内部固定设置有第二顶压组件，使用第二顶压组件对螺杆的底部进行顶压，使其平齐。
8.一种高强度螺栓，使用权利要求1-7中任一项所述的加工工艺制成，其特征在于，包括螺帽、螺杆。
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