梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102151786A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102151786A(43)申请公布日2011.08.17(21)申请号201110107667.8(22)申请日2011.04.28(71)申请人上海保捷汽车零部件锻压有限公司地址201818上海市嘉定区嘉戬公路258号(72)发明人吕景林张海英舒霆王以华陈波(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王锡麟王毓理(51)Int.Cl.B21K1/46(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法(57)摘要一种机械零件制造技术领域的梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法，制备得到头部带有梅花形(六角星形)扳手槽的螺钉，使用时在轴向不存在反作用力，从而保证了扳手最大的接触面积和对应最小的单位压力，大幅度提高了螺钉使用寿命。CN1025786ACN102151786A权利要求书1/1页1.一种梅花头螺钉头模锻装置，其特征在于，包括：垫板、第一凸模、导向套、弹簧、凹模、导向轮和模座，其中：第一凸模、导向套和弹簧由内而外依次设置于凹模内部，凹模垂直设置于模座内且顶部与水平设置的垫板相接触，导向轮转动设置于模座内并与凹模的外侧相啮合。2.根据权利要求1所述的梅花头螺钉头模锻装置，其特征是，所述的第一凸模的底部开口为锥形喇叭口结构或柱形喇叭口结构，其中：锥形喇叭口结构由圆柱体部分和截锥体部分组成，其中：圆柱体部分的直径为d0，高度为0.3mm，截锥体部分的上端直径为d0，下端直径为d0+1mm，高度为0.3mm，d0为原始毛坯外径；柱形喇叭口结构为直径为D0，即椭球体外径，高度为3.55mm的圆柱体。3.一种根据上述任一权利要求所述装置的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步、在第一凸模上加装弹簧，然后以模锻镦粗系数为K＝l/d＞3.3预镦头部；第二步、使用带六角星形第一凸模采用开式冲孔原理，进行模锻，得到梅花头螺钉头。4.根据权利要求3所述的制造工艺，其特征是，所述的模锻是指：工步I)选取直径为长度为37.1mm的圆柱体棒材作为坯料，置于所述模锻装置中，当采用10～20塑性钢作为原材料时则一次镦粗方式得到头部具有椭球体的螺钉坯，或者当采用热强钢12Mn、20Mn2或38CrMnNiMo作为原材料时则通过两次镦粗方式先制成头部具有厚度为3.55mm、高为4mm、锥角为52°的截锥体小头的螺钉坯，然后再进一步二次镦粗为头部具有椭球体的螺钉坯；工步II)将螺钉坯置于螺钉头模具中，以开式冲孔方式进行锻造，得到具有六角星形的梅花头螺钉头。5.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是，所述的椭球体的直径为厚度为5mm。6.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是，所述的螺钉坯的头部高径比K＝1.2＜＜2.8；截面参数采用l1/2高度处内外径差值之半：ΔS＝D-D1，式中D为外形中径；D1为型腔最大直径；稳定性参数K＝2.8或K＝2l1/(D-D1)。7.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是，所述的螺钉头模具包括上模具和下模具，其中：上模具上设有第二凸模，下模具上设有通孔，所述螺钉坯竖直设置于通孔内并正对第二凸模。8.根据权利要求7所述的制造工艺，其特征是，所述的第二凸模的内径与第一凸模动配合且端面为120°截锥体，高度为1mm。9.一种根据上述任一权利要求所述的梅花头螺钉，其特征在于，其头部具有梅花花瓣状的六角星形扳手槽，其中：六角星形外接圆直径为扳手槽的深度为1.6mm。2CN102151786A说明书1/4页梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种机械零件制造技术领域的工艺及装置，具体是一种梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法。背景技术[0002]在机器制造业中广泛使用头部带有十字形槽的螺钉，如图1所述。由于结构特别是槽型结构，它们不能承受太大的扭矩。在螺钉拧入时，扳手接触表面的锥形和螺钉的十字槽引起了不必要的附加轴向力。为了保证有最大接触面积，该轴向力随着拧紧力矩的增大而增加。在相反条件下，扳手拧出的轴向力，减少了接触面积。这就导致增加接触应力，也就导致了十字槽的剪切而破坏。[0003]经过对现有技术的检索发现，美国专利号4,384,812记载了一种螺钉头，该技术中涉及的螺钉头顶部有由两个等边8角形所形成的星形孔，8角形置于正8边形和与其内接的正4边形之间，8边形和4边形同轴、一个置于另一个之上且相位错开约45°，故有8个凸角和8个凹角交错排布。但是该技术未涉及6角星垂直内孔及具体成形工艺，也未涉及螺钉孔受力分析，同时该技术螺钉的形状结构导致其使用寿命较短。发明内容[0004]本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种梅花头螺钉头模锻装置及其模锻方法，