CN103691874B - 一种薄壁螺母成形方法 - Google Patents

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本发明公开了一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：（1）原材料：采用原材料为丝材，丝材经过冷镦机校直，校直后的丝材被送至断料机构，切成小段坯料；（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体；（3）预镦：将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形；（4）半精镦：采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔；（5）精镦：采用精镦的模具对孔进行加深；（6）冲孔；（7）攻丝。本发明用丝材镦制工艺代替板料拉深工艺，把面积成形变为体积成形，有效避免了拉深过程中出现的拉裂和起皱等由于面积成形引起的各种常见问题。

Description

一种薄壁螺母成形方法
技术领域
本发明属于螺母制造技术领域，具体地说是涉及一种薄壁螺母成形方法。
背景技术
薄壁螺母常用在汽车、摩托车、自行车等上，主要是焊接在薄板上，以增强薄板与其他部件的链接强度，随着汽车数量的增加该螺母每年的市场需求数量不下于10亿件。现有技术中，盘类薄壁螺母的加工方法是板料拉深工艺，即：下料—落料—拉深—二次拉深—多次拉深—冲孔—翻边—修边—攻螺纹，拉深工艺要使用拉深模具，模具结构比较复杂，工序较多，制造周期长。板料拉深工艺为面积成形方式，在生产中经常出现的问题是拉深时起皱和拉裂，翻边时产生裂纹，影响产品质量，生产效率低，阻碍了该类产品的大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能实现自动化，且产品质量高、生产效率高、成本低的薄壁螺母成形方法。
本发明的一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：
（1）原材料：采用原材料为丝材，丝材经过冷镦机校直，校直后的丝材被送至断料机构，切成小段坯料，每段坯料的长度由零件的工艺体积确定；
（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，锥角的大小为90°-110°，锥台的小端直径为圆柱直径的0.5-0.7倍，此时圆柱的直径为零件此部分直径的最小值减去0.4-0.6mm；
（3）预镦：将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，锥角为100°-110°，蘑菇的直径为盘部最终直径的0.6-0.9倍，蘑菇盘的高度（不计杆部）由盘部的用料决定；
（4）半精镦：采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，制预镦孔的深度为孔总深度的0.3-0.4倍，前端制成锥台形，锥角的大小为150°-160°，此时坯料的形状与零件的外形一致；
（5）精镦：采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔；
（6）冲孔：将精镦后的孔内的连皮用冲头冲出，得到通孔的薄壁空心件；
（7）攻丝：将薄壁空心件进行攻丝得到零件。
上述的薄壁螺母成形方法，其中：所述原材料为表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝。
上述的薄壁螺母成形方法，其中：所述冷镦机为自动冷镦机。
本发明与现有技术的相比，具有明显的有益效果，由以上方案可知，采用原材料为丝材，丝材经过自动冷镦机校直，自动冷镦机上的冷镦工艺是连续的自动作业，相应的原材料进给也是连续的，实现自动化，提高生产效率；原材料选用表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝，能保证坯料的良好的润滑性，及原材料的运输方便。初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，使坯料的端面质量较好，且方便了坯料的进一步变形。预镦：将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，使坯料的另一端面质量好，得到很好的整形，同时有利于坯料的进一步变形。半精镦：采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，半精镦使盘部成形至最终尺寸，成形部分螺纹底孔尺寸和螺纹孔口倒角尺寸为精镦完全成形作好最充分的准备；预镦孔前端制成锥台形，便于金属的流动。精镦：采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔。
总之，本发明是利用多工位的冷镦的多次变形将圆柱状丝材原材料经过初镦、预镦、半精镦、精镦、冲孔等变形过程，将圆柱丝材毛坯变为薄壁空心件，即用丝材镦制工艺代替板料拉深工艺，把面积成形变为体积成形，有效避免了拉深过程中出现的拉裂和起皱等由于面积成形引起的各种常见问题。
以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：
（1）原材料：采用原材料为表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝，钢丝经过冷镦机校直，校直后的钢丝被送至断料机构，切成小段坯料，每段坯料的长度由零件的工艺体积确定；
（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，同时可避免产生毛刺和方便坯料的进一步变形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，锥角的大小为90°，锥台的小端直径为圆柱直径的0.5倍，此时圆柱的直径为零件此部分直径的最小值减去0.4mm；
（3）预镦：经过初镦的坯料阴模一端的的端面到良好的整形，阳模一端的端面也需要进行和另一个端面一样的形状，才有利于进一步的变形。将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，这次整形后坯料变形的次数少于预镦一次，故锥角略为增大为100°，蘑菇的直径为盘部最终直径的0.6倍，蘑菇盘的高度（不计杆部）由盘部的用料决定；
（4）半精镦：半精镦的目的是成形盘部至零件最终尺寸。采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，考虑到成形盘部需要较大的成形力，模具的承受力有限，故制预镦孔时不宜太深，其深度为孔总深度的0.3倍，前端制成锥台形，锥角的大小为150°，此时坯料的形状与零件的外形一致；
（5）精镦：半精镦的工件形状与零件的形状相同，只是尺寸尚未到位。采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔；
（6）冲孔：将精镦后的孔内的连皮用冲头冲出，得到通孔的薄壁空心件；
（7）攻丝：将薄壁空心件进行攻丝得到零件。
实施例2
参见图1，一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：
（1）原材料：采用原材料为表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝，钢丝经过自动冷镦机校直，校直后的钢丝被送至断料机构，切成小段坯料，每段坯料的长度由零件的工艺体积确定；
（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，同时可避免产生毛刺和方便坯料的进一步变形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，锥角的大小为102°，锥台的小端直径为圆柱直径的0.6倍，此时圆柱的直径为零件此部分直径的最小值减去0.50mm；
（3）预镦：经过初镦的坯料阴模一端的的端面到良好的整形，阳模一端的端面也需要进行和另一个端面一样的形状，才有利于进一步的变形。将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，这次整形后坯料变形的次数少于预镦一次，故锥角略为增大为106°，蘑菇的直径为盘部最终直径的0.8倍，蘑菇盘的高度（不计杆部）由盘部的用料决定；
（4）半精镦：半精镦的目的是成形盘部至零件最终尺寸。采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，考虑到成形盘部需要较大的成形力，模具的承受力有限，故制预镦孔时不宜太深，其深度为孔总深度的0.35倍，前端制成锥台形，锥角的大小为156°，此时坯料的形状与零件的外形一致；
（5）精镦：半精镦的工件形状与零件的形状相同，只是尺寸尚未到位。采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔；
（6）冲孔：将精镦后的孔内的连皮用冲头冲出，得到通孔的薄壁空心件；
（7）攻丝：将薄壁空心件进行攻丝得到零件。
实施例3
参见图1，一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：
（1）原材料：采用原材料为表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝，钢丝经过自动冷镦机校直，校直后的钢丝被送至断料机构，切成小段坯料，每段坯料的长度由零件的工艺体积确定；
（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，同时可避免产生毛刺和方便坯料的进一步变形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，锥角的大小为110°，锥台的小端直径为圆柱直径的0.7倍，此时圆柱的直径为零件此部分直径的最小值减去0.6mm；
（3）预镦：经过初镦的坯料阴模一端的的端面到良好的整形，阳模一端的端面也需要进行和另一个端面一样的形状，才有利于进一步的变形。将初镦后的坯料进行翻转调头进入与阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，这次整形后坯料变形的次数少于预镦一次，故锥角略为增大为110°，蘑菇的直径为盘部最终直径的0.9倍，蘑菇盘的高度（不计杆部）由盘部的用料决定；
（4）半精镦：半精镦的目的是成形盘部至零件最终尺寸。采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，考虑到成形盘部需要较大的成形力，模具的承受力有限，故制预镦孔时不宜太深，其深度为孔总深度的0.4倍，前端制成锥台形，锥角的大小为160°，此时坯料的形状与零件的外形一致；
（5）精镦：半精镦的工件形状与零件的形状相同，只是尺寸尚未到位。采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔；
（6）冲孔：将精镦后的孔内的连皮用冲头冲出，得到通孔的薄壁空心件；
（7）攻丝：将薄壁空心件进行攻丝得到零件。
总之，采用本发明的工艺方法与采用现有技术相比，模具结构简单（用冷镦模具代替拉深模具），产品的制造周期短（原来的很多工序变成合并为冷镦工序的不同工步，在同一设备上几乎同时进行，大量减少周转和辅助时间），质量稳定，生产效率高（用多工位冷镦机代替冲床，一般冲床一般采用手工送料，单工序加工，一般加工速度30~50次/分钟，速度慢，人员安全性差，多工位冷镦机采用机械手自动送料，多工序连续加工，一般加工速度75~120次/分钟）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种薄壁螺母成形方法，包括下述步骤：
（1）原材料：采用原材料为丝材，丝材经过冷镦机校直，校直后的丝材被送至断料机构，切成小段坯料，每段坯料的长度由零件的工艺体积确定；
（2）初镦：将切成小段的坯料放进阴模内进行端面整形，在整形冲头和阴模的作用下，坯料被整形成为圆柱和锥台的组合体，锥角的大小为90°-110°，锥台的小端直径为圆柱直径的0.5-0.7倍，此时圆柱的直径为零件此部分直径的最小值减去0.4-0.6mm；
（3）预镦：将初镦后的坯料进行翻转调头进入阴模型腔，坯料被整形成为蘑菇形，锥角为100°-110°，蘑菇的直径为盘部最终直径的0.6-0.9倍，蘑菇盘不计杆部的高度由盘部的用料决定；
（4）半精镦：采用半精镦的模具成形盘部和制预镦孔，制预镦孔的深度为孔总深度的0.3-0.4倍，前端制成锥台形，锥角的大小为150°-160°，此时坯料的形状与零件的外形一致；
（5）精镦：采用精镦的模具对孔进行加深，孔加深至连皮厚度最小值，缩小连皮厚度，便于冲孔；
（6）冲孔：将精镦后的孔内的连皮用冲头冲出，得到通孔的薄壁空心件；
（7）攻丝：将薄壁空心件进行攻丝得到零件。
2.如权利要求1所述的薄壁螺母成形方法，其特征在于：所述原材料为表面经过磷化皂化的退火精拉盘圆钢丝。
3.如权利要求1或2所述的薄壁螺母成形方法，其特征在于：所述冷镦机为自动冷镦机。
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