CN1024639C - 利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法，主要是使盘元线材经切断、整头、中间锻粗、中间锻粗、弯折两端、中间挤型、中间挤型、通孔及翼部成型与攻牙等程序而成翼形螺帽的冷作锻造制造方法。

Description

本发明有关一种利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法，主要是使盘元线材经切断、整头、中间锻粗、中间锻粗、弯折两端、中间挤型、中间挤型、通孔及翼部成型与攻牙等程序而成翼形螺帽的冷作锻造制造方法。

公母螺纹的相互螺合乃是机械结合上的重要方式，而依使用状态及预期目的的不同，螺接元件更细分有许多种型态，以螺帽而言，六角、四角螺帽为最常见的元件，倘非为求极强大的螺合力而仅着眼于螺、卸的便利，翼形螺帽应是最佳的选择，在日常用品中，不难发现翼形螺帽的广泛应用，例如电瓶正负极、电视天线、折叠式脚踏车……等，皆属其例。由于翼形螺帽在使用上具有无需利用工具（扳手）即可紧螺、卸下的优点，且其螺合后仍具极佳的结合力，故在多种结合场合中，翼形螺帽仍为最佳的结合元件。

虽翼形螺帽具有实施上的便利性与实用性，但以目前制造翼形螺帽的方法而言，仍有诸多缺点，兹分述如下：

（一）薄板冲压成型法（如图五A所示）

此种螺帽系以薄板冲压（曲折）而成型，整个帽体非呈实心状态，缺点如下：

1.由于板材较薄，其螺牙在攻牙的制造过程中，常造成板材的破裂，导致成品的不良率相对提高。

2.由于帽体非实心，故倘暴露于室外，极易因风吹雨淋而氧化锈蚀，尤其帽体的双翼部分，倘锈蚀后受扭动常生断裂现象，徒增拆卸的 不便，此情况常见于电视天线上的翼形螺帽。

3.采用冲压方式制造的帽体，容易产生锐利的毛边，倘未加妥善再处理，使用中手指易受割伤。

4.以冲压方式制造翼形螺帽，薄板将有部分废料产生，此将造成板材的浪费，相对降低经济效益。

（二）翻砂铸造成型法（如图五B所示）

此种翼形螺帽是以熔化铁水注入砂模中铸造成型，帽体呈实心状态，缺点则为：

1.铸造的帽体表面粗糙，不够平滑，影响美观，予人质感较低。

2.铸件的铁水进口处，在成型打断后，将于铸件上留下不齐的缺口，除影响美观外，亦易割伤手指。

3.铸件经冷却收缩后，易生应力集中现象，故两端蝶翼倘受较大外力，便易断裂。

4.铸件表面的“真平度”极差，螺合后的紧贴性不佳，亦易刮伤被锁合物体的表面，例如电瓶正负极与导线端子间的螺合，便常因紧贴性差而造成导电不良的现象。

有鉴于此，本发明人发明了一种利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法，其主要是将圆柱状的线材经切断、整头、中间锻粗、中间锻粗、弯折两端、中间挤型、中间挤型、通孔及翼部压扁等连贯加工程序，使翼形螺帽在一气呵成的连续锻造过程中，迅速正确地成型。

本发明的主要目的，是在提供一种连贯的生产程序，使翼形螺帽具有更快的生产速度。

本发明的次一目的，则在使依上述制造流程而设计的翼形螺帽专用锻造机，具备有生产自动化之功效。

本发明的再一目的，是借制造流程的统一，获得产品规格标准化之功效。

本发明的又一目的，是供锻造的冷作特性，使翼形螺帽具有更佳的强度与耐蚀特性。

本发明的另一目的，是求线材（胚料）的“完全应用”，达到降低废料的制造要求，提升经济效益。

本发明的最后目的，在于提供一高品质翼形螺帽的制造方法，并使产品不良率降至最低。

下面参照附图对本发明的技术特征做一详细说明：

图一是本发明的流程图。

图二是本发明制品的生产过程示意图。

图三A，三B及三C是本发明制程中使用夹具示意图。

图四是本发明蝶翼压扁程序中使用加工机构示意图。

图五A及五B是习用翼形螺帽示意图。

请先参阅图一，本发明包括切断、整头、中间锻粗、中间锻粗、弯折两端、中间挤型、中间挤型、通孔及翼部成型等制造流程。上述流程是在翼形螺帽专用锻造机上依序自动进行，其间具有自动送料、自动夹送等操作，在说明本发明制造流程之前，先对自动送料及自动夹送等操作做一说明。

A.自动送料：

送料机构主要包括有凸轮、送料摇臂、棘轮及送料轮等元件。其中凸轮用以作动棘轮转动一角度θ，该棘轮转动θ时，送料轮将同步转动θ角而送料，则送料轮将分成2π/θ等分送料，设送料轮的外径为D，则每次的送料长度便为πD÷（2π/θ）＝Dθ/2。

设每一翼形螺帽粗胚体积为V，线材的直径为d，送料长度为1，

则V＝（πd²/4×1，故1＝4v/πd²

由于送料长度为Dθ/2，

故Dθ/2＝4V/πd²

即θ＝8V/πd²D

所以，只要将相关数据代入，便知θ数值，如此通过精确控制送料摇臂的转动角度θ，便可使送料准确无误，绝无过多或不及之弊。

B.自动夹送：

在连续锻造过程中，为配合自动生产，故生产过程中，需要具备自动夹送的功能。为此，在每一生产流程中，均设有一专用夹具，做为各流程间的衔接，而为配合各不同锻造流程的操作要求，该等专用夹具可分平移夹具及翻转夹具两种，其中（如图三所示）：

1.平移夹具：锻造过程中，使胚料保持同一方位进入次一流程，使用该平移夹具（如图三A、B）：

2.翻转夹具：锻造过程中，需使胚料翻转90度或180度，变化其原来方位进入次一流程时，使用该翻转夹具（如图三C）。其原理是在夹具的中心轴（1）装设一卫星齿轮（2），该卫星齿轮（2）与一中心齿轮（3）相啮合，当夹具平移时，该卫星齿轮（2）同时旋转，从而带动夹具旋转一定角度，而利用二齿轮间的齿数比例变化，可使夹具转动90度或180度，以符合不同流程的需要。

了解上述自动化操作方式后，能更明白发现本生产流程的一贯性与创新性，兹就各流程逐一说明如下（请配合图一及图二）

（一）切断

线材（4）由自动送料机构的送料轮（5）推送预定长度进入固定剪模中，由一组剪模及剪刀将圆柱状的线材（4）剪断，剪断后的线材，由平移夹具送至次一流程。

（二）整头

当平移夹具将切断的线材移入本程序时，因线材的受剪面不平齐，故需予以整平，方法乃使线材进入整头模具中，使其两端部受锻造整平，在此时，线材的中间部位将同时预行锻粗，而使线材呈两端为圆柱 状、中央较粗的型态。

（三）中间锻粗

线材胚料以同一方位进入本程序，继上述中央部位的预锻后，本程序继续中央部位的锻粗，所以，在本阶段中，胚料的两端造型不变，中央则更加粗厚。

（四）中间锻粗

胚料结束上程序后，仍以同一方位进入本阶段，做第三次的中间锻粗工作，经此阶段的锻击，胚料两端仍呈圆柱状，中央则锻成一球体。

（五）弯折两端

胚料由翻转夹具旋位90度进入本程序，在此阶段中，胚料的两端将被向上对称弯折，至于中央球状体，则被锻击整形成扁圆柱状，成为翼形螺帽的雏形。

（六）中间挤型

胚料由翻转夹具旋位180度进入本程序，在本程序中，胚料中央被锻成向双翼渐缩的截顶锥状，且锥体的上下面皆预锻有内凹的浅槽，且槽周另锻倒角，以便利后述的攻牙操作。

（七）中间挤型

胚料仍旋位180度进入，继上程序的预锻操作后，本程序续将二浅槽锻深，而因该锻深操作，胚料中央部将更加密实。

（八）通孔

胚料同样是旋位180进入，浅槽被铳穿而呈穿孔状。

（九）翼部成型

胚料以同方位进入，在此阶段中，胚料双翼受压扁机构的锻压而成型，如图四所示，该压扁机构是利用斜面滑块原理而动作，由活动压扁模（6）与固定压扁模（7）的锻压，双翼继而成型，其中，该二压扁模（6）（7）的锻压面皆设成斜切状，使双翼自上向下（远离中央方向）渐缩 翼厚。

经上述九程序的加工后，各翼形螺帽复经振动送料机的排列处理，进入攻牙机攻牙，至此，由盘元线材锻造加工成翼形螺帽的操作便一气呵成，其兼具高速化、自动化、规格化的生产方法，充分展现出下列特色：

1.材料利用更加完全

胚料被裁切成适长受锻造，各锻压阶段皆利用原胚材成型，胚材利用价值高。

2.生产自动化

各阶段操作完全自动，利于大量生产。

3.成品强度高

受锻造的成品极为密实，强度极佳，不会出现双翼折断或螺纹崩牙，品质远优于常用品。

4.精度良佳

锻件表面平滑美观，除免除使用中紧压性不良的弊端外，亦增整体的质感。

5.无毛边

锻件不会有毛边，绝无割手之弊。

6.规格一致

各成品于同一锻模中成型，加上使用胚材体积一定，故成品规格可趋一致。

Claims (2)

1、一种利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法，其特征在于包括下列流程：

切断，由切模截断适长的圆柱形胚材；

整头，锻平胚材受剪面，并将胚材中央预行锻粗；

中间锻粗，续将胚材中央部位锻粗；

中间锻粗，将胚材中央部位锻成球体，胚材两端则仍保持为圆柱状；

弯折两端，胚料两端向上对称弯折，中央的球体则锻击成扁圆柱状；

中间挤型，胚料中央锻成双翼渐缩的截顶锥状，且锥体上下缘皆锻有内凹浅槽，槽周并锻倒角；

中间挤型，续锻深上述二浅槽；

通孔，浅槽被铳穿而呈穿孔状；

翼部成型，双翼受再次锻压而成型；

继上述操作后，再予通孔攻牙而成翼形螺帽。

2、如权利要求1所述利用盘元线材锻造翼形螺帽的制造方法，其特征在于，翼部成型是利用斜面滑块的压扁机构完成，压扁机构设有一受斜面滑块作动的活动压扁模及一固定不动的固定压扁模，该二压扁模的锻压面皆呈斜切状。

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