CN107023554A - 一种双头牙螺柱及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双头牙螺柱。它包括螺柱体、螺纹段，所述螺纹段包括第一螺纹段、第二螺纹段，所述螺柱体位于所述第一螺纹段与第二螺纹段之间；第一螺纹段最初端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°，第二螺纹段最初端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°；第一螺纹段牙长为180mm、且第一螺纹段两端牙距为10mm，第二螺纹段牙长为140mm、且第二螺纹段两端牙距为10mm；螺柱体为圆柱形；螺柱体和螺纹段的总长度为470±0.8mm。具有光洁度较好、无毛刺、产品常温冲击吸收功较高的优点。本发明还公开了制备一种双头牙螺柱的方法。
Description
技术领域
本发明涉及紧固件领域，更具体地说它是一种双头牙螺柱。本发明还涉及制备一种双头牙螺柱的方法。
背景技术
双头牙螺柱是指两端均有螺纹的圆柱形紧固件，广泛应用于电力、化工、炼油、阀门、铁路、桥梁、钢构、汽摩配件、机械、锅炉钢结构、吊塔、大跨度钢结构和大型建筑等；主要用于主体为大型设备，需要安装附件，比如视镜、机械密封座、减速机架等，需使用双头螺栓，双头螺栓一端拧入主体、安装好附件后另一端带上螺母，由于附件是经常拆卸的，直接采用螺栓联接主体和附件时，主体螺牙久而久之会磨损或损坏，而使用双头螺栓更换会非常方便；连接体厚度很大，螺栓长度非常长时，需使用双头螺栓，实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松弛而失效，因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故，使用双头螺栓连接具有防松的目的。
目前只有德国一家工厂生产类似产品，提供类似产品到中国，按照中国海关统计数据显示：中国进口高强度紧固件的价格是中国出口价格的六倍估算，德国到中国物流时间大约40-60天左右，严重制约了中国企业的准时化生产装配，；现有国内双头牙螺柱螺纹段匹配度不高，螺纹段与螺柱体同心度较差，螺纹段与螺柱体匹配度不高，螺纹段与螺柱体光洁度(表面粗糙度)较差，牙纹与细杆倒角结合部易产生毛刺，双头牙螺柱产品常温冲击吸收功(产品本身抵抗外力及环境温度所达到的韧性及抗疲劳强度的最大值)只能做到50-80J，目前中国动车制造商、矿山机械及隧道掘进机企业对常温冲击吸收功为100～120J的双头牙螺柱需求量巨大。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种双头牙螺柱，节约成本，减少产品物流周期，螺纹段匹配度较高，螺纹段与螺柱体同心度较好，光洁度较好，牙纹与螺柱体倒角结合部无毛刺且通规到底(细杆最后一牙)；产品常温冲击吸收功达到100-120J。
本发明的第二目的是提供制备一种双头牙螺柱的方法。
为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：一种双头牙螺柱，其特征在于：包括螺柱体、螺纹段，所述螺纹段包括第一螺纹段、第二螺纹段，所述螺柱体位于所述第一螺纹段与第二螺纹段之间；第一螺纹段最初端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°，第二螺纹段最初端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体垂线之间的夹角为20°；第一螺纹段通规至最后一牙、且第二螺纹段通规至最后一牙；第一螺纹段牙长为180mm、且第一螺纹段两端牙距为10mm，第二螺纹段牙长为140mm、且第二螺纹段两端牙距为10mm；螺纹大径为59.92～59.65mm,螺柱体为圆柱形，螺柱体直径为54±0.1mm，螺柱体光洁度为1.6μm；螺柱体和螺纹段的总长度为470±0.8mm；第一螺纹段与螺柱体的同心度为0.2mm，第二螺纹段与螺柱体的同心度为0.2mm；螺柱体选用直径为70mm的34CrNiMo6棒材。
为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：改拉，将直径为70mm的34CrNiMo6棒材通过箱式台车炉1000～1100℃高温退火后，使直径为34CrNiMo6棒材表面软化后用直条拉丝机改拉成直径为63mm的棒材(改拉后材料利用率比直接车削的高，成本可节约)，然后锯断成500mm长，待机加工；
步骤2：粗车，利用车床对锯断成500mm长的棒材进行粗加工，加工时，将锯断成500mm长的棒材按照产品加工图数据各放大一定余量，得到粗车产品；
步骤3：调质，采用连续式网带炉对粗车产品进行热处理；
步骤4：精车，利用车床对热处理后的产品进行加工，加工时，按照产品成品图的具体尺寸，去除产品粗车后的余量；
步骤5：螺纹成型，采用ZA28-40型滚丝机对精车后的产品两端的螺纹段进行滚丝，将产品倒角在机加工时设定为20°角，当滚丝纶挤压到最末端一牙时刚好度数挤压成20°角；避免了产品存在牙纹有毛刺及翻边锯齿状况；
步骤6：车床打磨，固定螺纹成型产品两端中心孔，螺纹成型产品随车床转动而旋转，用1000号纱布套在螺纹成型产品的外圆，磨掉车床加工留下的细微痕迹；车床的旋转速度为2500转/分钟，打磨后的产品光洁度为1.6～6.3μm，其中螺柱体的光洁度为1.6μm。
在上述技术方案中，步骤3包括如下步骤：
S31：产品淬火，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为850～950℃，保温120～240分钟；
S32：选用淬火油，选用高速淬火油；
S33：产品回火，将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为520～600℃，回火120～240分钟；
S34：产品冷却，将回火后的粗车产品置于温度为90-100℃的冷却水槽中迅速冷却2-5分钟。使产品从回火温度520～600℃急降至急降低至90-100℃，瞬间跳过570-100℃温度区间段，使产品无发生脆性的机率。
在上述技术方案中，步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为915～925℃、时间为190～200分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为585～595℃、回火205～215分钟。
在上述技术方案中，步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为920℃、时间为195分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为590℃、回火210分钟。
在上述技术方案中，进行热处理后的产品常温冲击吸收功为100-120J；螺纹成型的产品通规至最后一牙。
本发明所述的一种双头牙螺柱为M60*470双头牙螺柱；选用高速淬火油(购买的成品油)，在调质过程中，使高温区完成的产品冷却速度得到提高；生产实践中，高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油，而在低温马氏体转变区冷却与普通淬火油相似，这样工件既可得到较高的淬透性和淬硬性，同时也减少了产品在调质过程中的变形(弯曲)或开裂现像；硬度按照产品10.9级标准执行，提高产品韧性；产品硬度均匀，无软点发生；控制产品脆性。
本发明具有如下优点：
(1)彻底打破国外技术垄断(目前只有德国一家工厂生产类似产品，提供到中国)；节约成本(按照中国海关统计数据显示：中国进口高强度紧固件的价格是中国出口价格的六倍估算，而该产品通过本发明方法制备，实际每只费用约为350-450元(原材料价格波动因素)左右)；减少产品物流周期(目前德国到中国物流时间大约40-60天左右，严重制约了中国企业的准时化生产装配)；
(2)牙纹与细杆倒角结合部无毛刺且通规到底(细杆最后一牙)；产品常温冲击吸收功(产品本身抵抗外力及环境温度所达到的韧性及抗疲劳强度的最大值)达到100-120J(目前国内类似产品只能做到50-80J)；采用车削及砂布打磨工艺达到产品光洁度1.6-6.3μm，砂布打磨工艺用时仅2小时左右，大大缩短了打磨时间；螺纹段匹配度较高，螺纹段与螺柱体同心度较好、光洁度较好，牙纹与螺柱体倒角结合部无毛刺且通规到底(细杆最后一牙)；
(3)操作简便，可以工业化批量生产，按照一条流水线的加工工序，平均每天至少可生产250只。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中1-螺柱体,2-螺纹段,3-第一螺纹段,4-第二螺纹段。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：一种双头牙螺柱，其特征在于：包括螺柱体1、螺纹段2，所述螺纹段2包括第一螺纹段3、第二螺纹段4，所述螺柱体1位于所述第一螺纹段3与第二螺纹段4之间；第一螺纹段3最初端一牙与螺杆体1垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体1垂线之间的夹角为20°，第二螺纹段4最初端一牙与螺杆体1垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体1垂线之间的夹角为20°；第一螺纹段3通规至最后一牙、且第二螺纹段4通规至最后一牙；第一螺纹段3牙长为180mm、且第一螺纹段3两端牙距为10mm，第二螺纹段4牙长为140mm、且第二螺纹段4两端牙距为10mm；螺纹大径为59.92～59.65mm,螺柱体1为圆柱形，螺柱体1直径为54±0.1mm，螺柱体1光洁度为1.6μm；螺柱体1和螺纹段2的总长度为470±0.8mm；第一螺纹段3与螺柱体1的同心度为0.2mm，第二螺纹段4与螺柱体1的同心度为0.2mm；螺柱体1选用直径为70mm的34CrNiMo6棒材。
制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：改拉，将直径为70mm的34CrNiMo6棒材通过箱式台车炉1000～1100℃高温退火后，使直径为34CrNiMo6棒材表面软化后用直条拉丝机改拉成直径为63mm的棒材，然后锯断成500mm长，待机加工；
步骤2：粗车，利用车床对锯断成500mm长的棒材进行粗加工，加工时，将锯断成500mm长的棒材按照产品加工图数据各放大一定余量，得到粗车产品；
步骤3：调质，采用连续式网带炉对粗车产品进行热处理；
步骤4：精车，利用车床对热处理后的产品进行加工，加工时，按照产品成品图的具体尺寸，去除产品粗车后的余量；
步骤5：螺纹成型，采用ZA28-40型滚丝机对精车后的产品两端的螺纹段2进行滚丝，将产品倒角在机加工时设定为20°角，当滚丝纶挤压到最末端一牙时刚好度数挤压成20°角；
步骤6：车床打磨，固定螺纹成型产品两端中心孔，螺纹成型产品随车床转动而旋转，用1000号纱布套在螺纹成型产品的外圆，磨掉车床加工留下的细微痕迹；车床的旋转速度为2500转/分钟，打磨后的产品光洁度为1.6～6.3μm，其中螺柱体1的光洁度为1.6μm。
进一步地，步骤3包括如下步骤：
S31：产品淬火，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为850～950℃，保温120～240分钟；
S32：选用淬火油，选用高速淬火油；
S33：产品回火，将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为520～600℃，回火120～240分钟；
S34：产品冷却，将回火后的粗车产品置于温度为90-100℃的冷却水槽中迅速冷却2-5分钟。
进一步地，步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为915～925℃、时间为190～200分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为585～595℃、回火205～215分钟。
更进一步地，步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为920℃、时间为195分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为590℃、回火210分钟。
更进一步地，进行热处理后的产品常温冲击吸收功为100-120J；螺纹成型的产品通规至最后一牙。
实施例
ZA28-40型滚丝机购自山东省青岛生建机械厂；
34CrNiMo6棒材购自湖北大冶特殊钢股份有限公司；
高速淬火油购自东莞市美科石油化工有限公司。
选取十组不同热处理条件对粗车产品进行热处理，各组具体热处理参数如表1所示：
表1实施例的热处理参数
采用十组实施例热处理参数加工实施例样品，十组实施例最终加工成的双头牙螺柱的机械性能和物理性能如表2所示：
表2施例最终加工成的双头牙螺柱的机械性能和物理性能
由表2可以看出，实施例5的硬度较高、冲击吸收功较大、无裂缝、无软点。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (6)
1.一种双头牙螺柱，其特征在于：包括螺柱体(1)、螺纹段(2)，所述螺纹段(2)包括第一螺纹段(3)、第二螺纹段(4)，所述螺柱体(1)位于所述第一螺纹段(3)与第二螺纹段(4)之间；第一螺纹段(3)最初端一牙与螺杆体(1)垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体(1)垂线之间的夹角为20°，第二螺纹段(4)最初端一牙与螺杆体(1)垂线之间的夹角为20°、最末端一牙与螺杆体(1)垂线之间的夹角为20°；第一螺纹段(3)通规至最后一牙、且第二螺纹段(4)通规至最后一牙；第一螺纹段(3)牙长为180mm、且第一螺纹段(3)两端牙距为10mm，第二螺纹段(4)牙长为140mm、且第二螺纹段(4)两端牙距为10mm；螺纹大径为59.92～59.65mm,螺柱体(1)为圆柱形，螺柱体(1)直径为54±0.1mm，螺柱体(1)光洁度为1.6μm；螺柱体(1)和螺纹段(2)的总长度为470±0.8mm；第一螺纹段(3)与螺柱体(1)的同心度为0.2mm，第二螺纹段(4)与螺柱体(1)的同心度为0.2mm；螺柱体(1)选用直径为70mm的34CrNiMo6棒材。
2.制备权利要求1所述的一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：改拉，将直径为70mm的34CrNiMo6棒材通过箱式台车炉1000～1100℃高温退火后，使直径为34CrNiMo6棒材表面软化后用直条拉丝机改拉成直径为63mm的棒材，然后锯断成500mm长，待机加工；
步骤2：粗车，利用车床对锯断成500mm长的棒材进行粗加工，加工时，将锯断成500mm长的棒材按照产品加工图数据各放大一定余量，得到粗车产品；
步骤3：调质，采用连续式网带炉对粗车产品进行热处理；
步骤4：精车，利用车床对热处理后的产品进行加工，加工时，按照产品成品图的具体尺寸，去除产品粗车后的余量；
步骤5：螺纹成型，采用ZA28-40型滚丝机对精车后的产品两端的螺纹段(2)进行滚丝，将产品倒角在机加工时设定为20°角，当滚丝纶挤压到最末端一牙时刚好度数挤压成20°角；
步骤6：车床打磨，固定螺纹成型产品两端中心孔，螺纹成型产品随车床转动而旋转，用1000号纱布套在螺纹成型产品的外圆，磨掉车床加工留下的细微痕迹；车床的旋转速度为2500转/分钟，打磨后的产品光洁度为1.6～6.3μm，其中螺柱体(1)的光洁度为1.6μm。
3.根据权利要求2所述的制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：步骤3包括如下步骤：
S31：产品淬火，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为850～950℃，保温120～240分钟；
S32：选用淬火油，选用高速淬火油；
S33：产品回火，将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为520～600℃，回火120～240分钟；
S34：产品冷却，将回火后的粗车产品置于温度为90-100℃的冷却水槽中迅速冷却2-5分钟。
4.根据权利要求2或3所述的制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为915～925℃、时间为190～200分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为585～595℃、回火205～215分钟。
5.根据权利要求4所述的制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：步骤3中，将粗车产品置于连续式网带炉前段的淬火区间箱体内，箱体温度设定为920℃、时间为195分钟；将淬火后的粗车产品置于连续式网带炉后段的回火区间箱体中，箱体温度设定为590℃、回火210分钟。
6.根据权利要求5所述的制备一种双头牙螺柱的方法，其特征在于：进行热处理后的产品常温冲击吸收功为100-120J；螺纹成型的产品通规至最后一牙。
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