CN109967597A - 预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法及其螺栓 - Google Patents

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文崇雄
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Abstract

本发明适用于螺栓加工技术领域，提供了一种预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，包括步骤：在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上；切边模对固定于所述切边阴模上的所述预加工螺栓的头部下压，以使得所述预加工螺栓产生弹性变形；对所述切边模增压以挤压所述预加工螺栓的头部产生裂纹，以使得所述预加工螺栓产生塑性变形；所述切边模持续下压所述预加工螺栓，以使所述切边模的第二刃口和所述切边阴模的所述第一刃口将所述裂纹剪断分离。还提出一种采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。借此，本发明能够改变切边断面毛刺带宽度和位置，从根本上杜绝了螺栓冷镦切边工艺的支撑面毛刺问题。

Description

预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法及其螺栓
技术领域
本发明涉及螺栓加工技术领域，尤其涉及一种预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法及其螺栓。
背景技术
冷镦工艺是少无切削金属压力加工新工艺之一。它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法冷镦工艺对于大批量生产的汽车高强度紧固件、摩托车、自行车、家电上的异形的自动化生产是必不可少的制造方法。
而切边工序是冷镦工艺的补充，是生产切边紧固件螺栓中一道十分关键的工序，切边是用两个模具的刃口切除零件的多余材料，使之形成所需要的形状。在切边成形之前，毛坯必须进行整形，通过整形可得到符合工艺要求的毛坯。若毛坯尺寸太大，即切边余量太大，需要的切挤力就较大，容易造成切边模具寿命降低，模具意外损坏的可能性加大，并且消耗原材料，切边毛刺也越大；切边余量太小，切边后零件容易掉角，形状不完整，得不到满意的外观质量，螺栓切边后有毛刺飞边，为去除掉毛刺还需要增加一道滚光工序。
现有用于切边工序的切边阴模没有配置刃口结构，对待加工螺栓进行切边时，只通过切边模上的刃口进行切料，从而容易产生较大的毛刺，毛刺会产生在头部支撑面内，当螺栓配装配时，毛刺在装配力矩作用下刮伤配装面。
综上可知，现有的方法在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法及其螺栓，能够改变切边断面毛刺带宽度和位置，从根本上杜绝了螺栓冷镦切边工艺的支撑面毛刺问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，包括步骤：
在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上；
切边模对固定于所述切边阴模上的所述预加工螺栓的头部下压，以使得所述预加工螺栓产生弹性变形；
对所述切边模增压以挤压所述预加工螺栓的头部产生裂纹，以使得所述预加工螺栓产生塑性变形；
所述切边模持续下压所述预加工螺栓，以使所述切边模的第二刃口和所述切边阴模的所述第一刃口将所述裂纹剪断分离。
根据所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，所述在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上的步骤包括：
所述预加工螺栓的螺杆插接于所述切边阴模的内孔，所述预加工螺栓的头部设于所述切边模和所述切边阴模之间。
根据所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，所述第二刃口和所述第一刃口上下相对且尺寸相适配。
还提出了一种采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。
本发明所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，包括步骤：在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上；切边模对固定于所述切边阴模上的所述预加工螺栓的头部下压，以使得所述预加工螺栓产生弹性变形；对所述切边模增压以挤压所述预加工螺栓的头部产生裂纹，以使得所述预加工螺栓产生塑性变形；所述切边模持续下压所述预加工螺栓，以使所述切边模的第二刃口和所述切边阴模的所述第一刃口将所述裂纹剪断分离。还提出一种采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。借此，本发明能够很好的改变毛刺的分布(位置和宽度)，并在原有毛刺位置形成塌角，从根本上杜绝了螺栓冷镦切边工艺支撑面毛刺的目的，可以完全省去螺栓加工滚光去毛刺的工序，从而降低生产成本，提升了产品竞争力。
附图说明
图1为本发明所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法的步骤流程图；
图2为本发明优选实施例采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法的螺栓加工的弹性变形的结构示意图；
图3为本发明优选实施例采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法的螺栓加工的塑性变形的结构示意图；
图4为本发明优选实施例采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法的螺栓加工的断裂分离的结构示意图；
图5a～图5b为采用现有冷镦切边工序进行加工的螺栓的剖面结构图；
图6为采用本发明优选实施例所述所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓的剖面结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出本发明所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法的步骤流程图，包括步骤：
S101、在切边阴模4的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓2固定安装于切边阴模4上；所述切边阴模4的加工主要由车削、磨削、电火花加工、过盈装配、手工研磨等工序加工完成，结构相对简单，刃口可反复修磨使用，加工成本较低；
S102、切边模1对固定于所述切边阴模4上的预加工螺栓2的头部下压，以使得预加工螺栓2产生弹性变形；切边模1接触螺栓头部，开始压缩材料，使材料产生弹性压缩、拉伸、弯曲等多种变形，当切边模1继续下压，材料的应力达到弹性极限；如图2；
S103、对所述切边模1增压以挤压预加工螺栓2的头部产生裂纹，以使得预加工螺栓2产生塑性变形；当切边模1继续压入，压力增加，螺栓头部内应力达到屈服极限时便开始计入第二阶段：塑性变形阶段；随着切边模1切入螺栓头部的深度增大即塑性变形程度增大，材料内部拉应力和弯矩都增大变形区出现加工硬化，变形力继续加大，直到刃口附近的材料由于拉应力作用出现细微裂纹时，变形力达到最大值，塑性变形告终，如图3；
S104、所述切边模1持续下压预加工螺栓2，以使所述切边模1的第二刃口和切边阴模4的第一刃口将所述裂纹剪断分离；切边模1不断压入，已产生的一定边界上的细微裂纹逐渐扩大并向材料内延伸，当上、下刃口相遇重合时，切边余料3便被剪断分离，如图4。
具体的是，所述步骤S101包括：所述预加工螺栓2的螺杆插接于切边阴模4的内孔，预加工螺栓2的头部设于所述切边模1和切边阴模4之间。
优选的是，所述第二刃口和第一刃口上下相对且尺寸相适配。
在螺栓切边成型后，切口断面上由4部分形成。切边模1挤入在表面形成弯曲变形部分，称为塌角a；切边模挤压切入形成的表面光滑部分，称为光亮带b；材料剪断分离时形成的断裂带表面粗糙，称为剪裂带c；断裂时，由于螺栓本身材料的内拉应力作用，必然形成毛刺，如图5～6中的d区域，当毛刺大到一定尺寸将会划伤对锁件表面，同时降低锁紧力从而引起质量事故。因普通切边阴模没有刃口，无法改变切边断面毛刺带位置和宽度，随着切边模的磨损，毛刺会越来越多，如图5；本发明通过在切边阴模上加工制成一切刀刃口，在阴模预留了深和宽均约0.5mm高的空隙，当切边模1在锻造力作用下，改变了原有冲裁间隙，同时减少了改变剪裂带c和毛刺宽度，原有毛刺区域，在切边阴模模腔内形成塌角带e；即本发明改变切边断面毛刺d的宽度和位置，使切边断面形成两个塌角带a和e，从根本上杜绝了螺栓冷镦切边工艺的支撑面毛刺问题。
还提出了一种采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。
综上所述，本发明所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，包括步骤：在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上；切边模对固定于所述切边阴模上的所述预加工螺栓的头部下压，以使得所述预加工螺栓产生弹性变形；对所述切边模增压以挤压所述预加工螺栓的头部产生裂纹，以使得所述预加工螺栓产生塑性变形；所述切边模持续下压所述预加工螺栓，以使所述切边模的第二刃口和所述切边阴模的所述第一刃口将所述裂纹剪断分离。还提出一种采用所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。借此，本发明能够很好的改变毛刺的分布(位置和宽度)，并在原有毛刺位置形成塌角，从根本上杜绝了螺栓冷镦切边工艺支撑面毛刺的目的，可以完全省去螺栓加工滚光去毛刺的工序，从而降低生产成本，提升了产品竞争力。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，其特征在于，包括步骤：
在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上；
切边模对固定于所述切边阴模上的所述预加工螺栓的头部下压，以使得所述预加工螺栓产生弹性变形；
对所述切边模增压以挤压所述预加工螺栓的头部产生裂纹，以使得所述预加工螺栓产生塑性变形；
所述切边模持续下压所述预加工螺栓，以使所述切边模的第二刃口和所述切边阴模的所述第一刃口将所述裂纹剪断分离。
2.根据权利要求1所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，其特征在于，所述在切边阴模的承切面上加工制出第一刃口，并将预加工螺栓固定安装于所述切边阴模上的步骤包括：
所述预加工螺栓的螺杆插接于所述切边阴模的内孔，所述预加工螺栓的头部设于所述切边模和所述切边阴模之间。
3.根据权利要求1所述的预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法，其特征在于，所述第二刃口和所述第一刃口上下相对且尺寸相适配。
4.一种采用有如权利要求1～3任一项所述预防螺栓冷镦切边毛刺的工艺方法制成的螺栓。
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