CN110369954A - 一种螺丝的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺丝的制造工艺，其特征是：包括如下步骤：a.盘元：自线材厂商购入线材原料；b.退火：把线材加热到900‑1000℃，保持20‑30min，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性；c.酸洗：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤；d.抽线：将线材冷拉至所需线径；e.加工螺纹：使用加工线材表面螺纹专用的刻丝机在线材上加工出螺纹；f.冷镦加工：将具有螺纹的线材切割并将切割后的线材冷镦成型为带螺纹的螺丝粗胚；g.表面处理：淬火后高温回火，温度500‑650℃。本发明具有以下效果：该工艺避免了各个螺丝粗胚在搓丝工序中就位的动作，提高了螺丝的生产效率。

Description

一种螺丝的制造工艺

技术领域

本发明涉及螺丝制造领域，特别涉及一种螺丝的制造工艺。

背景技术

螺丝是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力，循序渐进地紧固器物机件的工具。螺丝为日常生活中不可或缺的工业必需品，如照相机、眼镜、钟表、电子等产品使用的极小的螺丝；电视、电气制品、乐器、家具等的常用螺丝，以及工程、建筑、桥梁使用的大型螺丝。螺丝在工业上负有重要任务，只要地球上存在着工业，则螺丝的功能永远重要。螺丝是千百年来人们生产生活中的共同发明，按照应用领域来看，它是人类的第一大发明。

而螺丝的制造工艺通常为：盘元送线-冷镦打头-搓丝-表面处理。如公告号为CN108544186A的中国发明专利公开了一种螺丝生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：( 1 )退火：把线材加热到900-1000℃，保持20-30min，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性；( 2 )酸洗：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤；( 3 )抽线：将盘元冷拉至所需线径；( 4 )成型：将线材经冷间锻造，以达到半成品之形状及长度(或厚度)；( 5 )辗牙：将已成型的半成品辗制或攻丝以达到所需的螺纹；( 6 )热处理：淬火后高温回火，温度500-650℃。

上述技术方案生产出的螺丝使用寿命较长，但存在以下缺陷：在该螺丝生产工艺的冷镦过程中即需要切断线材并冷镦成型为多个螺丝粗胚，然后再将各个螺丝粗胚辗牙搓丝，而各个螺丝粗胚移动至搓丝模具中就位的过程耗费了大量的时间，故而延长了整个螺丝生产的时间，降低了螺丝的生产效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种螺丝的制造工艺，该螺丝的制造工艺有效避免了各个螺丝粗胚在搓丝工序中就位的动作，缩短了螺丝制造工艺的周期，提高了螺丝的生产效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种螺丝的制造工艺，其特征是：包括如下步骤：

a.盘元：自线材厂商购入线材原料；

b.退火：把线材加热到900-1000℃，保持20-30min，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性；

c.酸洗：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤；

d.抽线：将线材冷拉至所需线径；

e.加工螺纹：使用加工线材表面螺纹专用的刻丝机在线材上加工出螺纹；

f.冷镦加工：将具有螺纹的线材切割并将切割后的线材冷镦成型为带螺纹的螺丝粗胚；

g.表面处理：淬火后高温回火，温度500-650℃。

通过采用上述技术方案，线材在经过退火软化以及酸洗处理后直接加工螺纹，然后将带螺纹的线材切割冷镦成型，与传统的冷镦成型后对单个的螺丝粗胚进行搓丝工序的方式相比，避免了大量的螺丝在搓丝工序中就位的过程，有利于缩短整个螺丝制造工艺的周期，从而提高了螺丝的生产效率。

本发明进一步设置为，所述刻丝机包括内部中空的机体、设置于所述机体内的转丝装置以及设置于机体上的用于驱动线材匀速贯穿所述机体的送线装置，所述转丝装置包括固定于所述机体内的转动架、转动连接于所述转动架上的转动板、固定于所述转动板上的刻纹模管以及设置于机体内的用于驱动所述转动板转动的驱动部；所述转动板上开设有通过贯穿所述机体的线材的通过口；所述刻纹模管套设于贯穿所述机体的线材上，且所述刻纹模管内壁上固定有用于在线材表面加工螺纹的螺纹牙。

通过采用上述技术方案，当线材在送线装置的驱动下匀速贯穿机体时，驱动部驱动所述转动板转动，使得刻纹模管环绕线材转动，从而使得固定于刻纹模管内壁的螺纹牙于线材表面上刻出螺纹。

本发明进一步设置为，所述驱动部包括固定于所述转动板远离所述刻纹模管一侧的齿圈、固定于所述机体内的驱动电机以及固定于所述驱动电机输出轴上的驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿圈啮合；所述齿圈的转动轴线与所述刻纹模管的轴线重合，且所述齿圈套设于设置于所述机体内的线材上。

通过采用上述技术方案，当驱动电机启动时，其输出轴转动，带动了驱动齿轮转动，从而驱动了齿圈以及转动板转动，使得刻纹模管于线材上刻出螺纹。

本发明进一步设置为，所述机体相对的两端外侧壁分别开设有进料口以及出料口，所述送线装置包括固定于所述机体开设进料口与所述出料口的外侧壁上的送线架、转动连接于所述送线架内的传动轴、套设于所述传动轴上并与之固定的链轮、绕过所述链轮并与之啮合的链条、固定于所述链条上并绕过所述链轮的送线带、固定于所述送线带靠近线材的表面上并与线材相抵的送线条以及设置于所述送线架外的用于驱动所述传动轴转动的转动部；所述送线架上的所述传动轴共设有四根，四根所述传动轴分别两两分布于穿过送线架的线材两侧，且位于线材同一侧的两个所述传动轴沿线材的输送方向排列；所述链轮共设有八个，八个所述链轮两两设置于所述传动轴两端；所述链条于所述送线架上共设有四根，四根所述链条分别设置于沿线材输送方向对齐的四组所述链轮上；所述送线带于所述送线架上共设有两个，两个所述送线架分别设置于穿过送线架的线材上下两侧；所述送线条于所述送线带设有多个，多个所述送线条沿所述送线带环绕所述链轮的方向均匀排列。

通过采用上述技术方案，当转动部驱动传动轴转动时，传动轴上的链轮随之转动，带动了链条以及送线带移动，从而使得与线材相抵的送线条沿送线带的移动方向移动，使得通过送线架的线材通过进料口送入机体后再通过出料口穿出机体。

本发明进一步设置为，所述送线条靠近线材的表面开设有弧形槽，所述弧形槽内设有用于抵紧线材的抵接箍，所述抵接箍与所述弧形槽内壁之间固定有弹性块，且所述抵接箍靠近线材的表面固定有与线材表面相抵的橡胶垫。

通过采用上述技术方案，线材通过橡胶垫与抵接箍相抵，而抵接箍与送线条之间固定有弹性块，使得送线条与线材柔性接触，有效减少了当送线条转过链轮而刚与线材接触时对线材表面的损伤。

本发明进一步设置为，所述传动轴靠近所述送线架同一侧的端部穿出所述送线架，所述转动部包括固定于所述传动轴穿出送线架的端部上的同步齿轮以及固定于所述送线架穿出转动柱传动轴端部的外侧壁上的送线电机，所述送线电机的输出轴与一根所述传动轴穿出所述送线架的端部固定，且上下相邻的同步齿轮之间啮合。

通过采用上述技术方案，当送线电机启动时，其输出轴转动，带动了一根传动轴转动，使得该传动轴上的同位齿轮转动，使得与该同位齿轮啮合的同位齿轮转动，进而在链条链轮的配合下带动了各个传动轴转动，使得各个链轮的转速同步，而位于线材上下两侧的链轮转向相反，从而有效防止了线材两侧送线带移速不一致的情况，从而减少了线材与送线条之间的打滑。

本发明进一步设置为，所述机体内固定有导向线材移动的导向管，所述导向管套设于穿入所述机体的线材上，且所述导向管内壁与线材滑动连接。

通过采用上述技术方案，导向管的设置，使得穿入机体内的线材通过导向管延伸，且导向管内壁与线材滑动连接，有效防止了线材的歪斜。

本发明进一步设置为，在步骤f中，对切割后的线材上的螺纹进行防护。

通过采用上述技术方案，在冷镦成型工序中对线材螺纹进行防护，有利于保持螺丝粗胚的完整。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.线材在经过退火软化以及酸洗处理后直接加工螺纹，然后将带螺纹的线材切割冷镦成型，与传统的冷镦成型后对单个的螺丝粗胚进行搓丝工序的方式相比，避免了大量的螺丝在搓丝工序中就位的过程，有利于缩短整个螺丝制造工艺的周期，从而提高了螺丝的生产效率；

2.当线材在送线装置的驱动下匀速贯穿机体时，驱动部驱动所述转动板转动，使得刻纹模管环绕线材转动，从而使得固定于刻纹模管内壁的螺纹牙于线材表面上刻出螺纹；

3.在冷镦成型工序中对线材螺纹进行防护，有利于保持螺丝粗胚的完整。

附图说明

图1是一种螺丝的制造工艺示意图；

图2是刻丝机的结构示意图；

图3是送线装置的结构示意图；

图4是冷镦加工的过程示意图。

图中：1、机体；11、进料口；12、出料口；13、导向管；2、送线装置；21、送线架；22、传动轴；23、链轮；24、链条；25、送线带；26、送线条；261、弧形槽；262、抵接箍；263、弹性块；264、橡胶垫；27、转动部；271、同步齿轮；272、安装架；273、送线电机；3、转丝装置；31、转动架；32、转动板；33、刻纹模管；331、螺纹牙；34、驱动部；341、齿圈；342、驱动电机；343、驱动齿轮；4、压模；5、冲头；6、螺纹护套。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种螺丝的制造工艺，包括如下步骤：

a.盘元：自线材厂商购入线材原料；

b.退火：把线材加热到950℃，并保持20-30min，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，使得线材软化，改良线材常温加工性；

c.酸洗：包括如下过程：1.将盘元线材浸入常温的浓度为26%的盐酸中5分钟，以去除线材表面的氧化膜；2.使用无水乙醇冲洗线材表面上残留的盐酸；3. 将盘元线材浸入常温的浓度为5%的草酸中1分钟，以增加金属活性；4.将线材浸入磷酸盐，使得钢铁材质的线材表面与磷酸盐溶液接触产生不溶性的化合物，从而在线材表面形成皮膜；5.使用无水乙醇冲洗线材，以去除线材表面上的残留物；

通过上述过程，去除了线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的损伤；

d.抽线：将线材冷拉至所需线径；

e.加工螺纹：使用加工线材表面螺纹专用的刻丝机在线材上加工出螺纹；

如图2所示，刻丝机包括机体1、送线装置2以及转丝装置3。机体1为长方体内部中空结构，其内壁截面呈圆形，且其长度方向水平，此外机体1两端外侧壁开设有进料口11以及出料口12。进料口11与出料口12的开口均呈圆形，且进料口11与出料口12的轴线重合。机体1内还设有导向管13，导向管13为圆管状，其内壁涂抹有润滑油，导向管13一端与机体1开设进料口11的内壁固定，且导向管13的轴线与进料口11的轴线重合，当线材通过进料口11进入时，线材通过导向管13并与导向管13的内壁滑动连接，防止线材进入机体1内歪斜。

如图2、图3所示，送线装置2包括送线架21、传动轴22、链轮23、链条24、送线带25、送线条26以及转动部27。送线架21为横断面呈U形的板状结构，其共设有两个，两个送线架21分别设置于机体1两端，且两个送线架21的U形端面分别与机体1开设进料口11以及出料口12的外侧壁固定，使得进料口11的轴线穿过送线架21。传动轴22为横断面呈圆形的轴状结构，其设置于送线架21内，且传动轴22两端分别与送线架21的两侧内侧壁转动连接，此外，传动轴22一端穿出送线架21的一侧外侧壁。传动轴22于送线架21内共设有四根，四根传动轴22呈矩形阵列分布，使得四根传动轴22两两靠近送线架21两端。链轮23套设于传动轴22上并与传动轴22固定，且链轮23于传动轴22上共设有两个并分别设置于传动轴22两端。链条24呈闭合状，其同时绕过处于同一高度并位于传动轴22同一端的两个链轮23，链条24与链轮23啮合，且链条24共设有四条，四条链条24分别设置于沿送线架21长度方向重合的四组。送线带25为带状结构，其呈闭合状，送线带25套设于处于同一高度的四个链轮23上，且送线带25靠近链轮23的表面与链条24固定，使得处于同一高度的两条链条24设置于送线带25两侧。转动部27包括同步齿轮271、安装架272以及送线电机273。同步齿轮271套设于传动轴22穿出送线架21的一端上并与之固定，同步齿轮271在送线架21上共设有两个，两个同步齿轮271分别与远离机体1的两根传动轴22连接，且此处的两个同步齿轮271相互啮合，从而使得设置于线材上下两侧的两个传动轴22的转速相同且转向相反。安装架272呈L形板状结构，其一端水平并与送线架21穿出传动轴22的外侧壁固定，且其另一端竖直朝下。送线电机273为伺服电机，其固定于安装架272远离送线架21的侧壁上，且送线电机273的输出轴穿过安装架272并与设有同步齿轮271的传动轴22穿出送线架21的一端固定。当送线电机273工作时，其输出轴带动与之连接的传动轴22转动，使得同步齿轮271转动，从而驱动了各个传动轴22同步转动且高度不同的传动轴22的转向相反，带动了链轮23以及送线带25移动。

如图3所示，送线条26为横断面呈矩形的条状结构，其长度方向与送线带25的宽度方向一致，且送线条26固定于送线带25靠近线材的表面上。送线条26设有多根，多根送线条26于送线带25上沿送线带25的闭合环绕方向均匀排列。送线条26远离送线带25的表面上开设有弧形槽261，弧形槽261与送线条26的两侧表面连通，且弧形槽261内设有抵接箍262。抵接箍262呈弧形板状，其较大面积的弧形表面与弧形槽261内壁之间的间距处处一致，且抵接箍262与弧形槽261内壁之间固定有弹性块263，弹性块263由EVA胶制成。此外，抵接箍262较小面积的弧形表面上固定有橡胶垫264，且当送线条26转动至两条送线带25之间时，橡胶垫264远离送线带25的表面与线材表面抵紧，从而使得线材在送线带25以及送线条26的推动作用下贯穿机体1。

如图2所示，转丝装置3包括转动架31、转动板32、刻纹模管33以及驱动部34。转动架31为圆圈状结构，其边框截面呈矩形，转动架31固定于机体1内，且转动架31的轴线与机体1进料口11以及出料口12的轴线重合。转动板32为圆形板状，其嵌设于转动架31内，且转动板32的弧形边缘与转动架31内壁滑动连接，从而使得转动板32的转动轴线与转动架31的轴线重合，此外，转动板32中部开设圆形的通孔，用于通过线材。刻纹模管33为圆管状，其轴线与转动板32的转动轴线重合，且刻纹模管33一端与转动板32靠近机体1进料口11的表面固定，使得刻纹模管33套设于穿入机体1的线材上。刻纹模管33的外壁上开设并布满圆孔，该圆孔与刻纹模管33内壁连通，且刻纹模管33内固定有螺纹牙331，螺纹牙331为现有加工螺纹常用的刀具，其嵌入通过刻纹模管33内的线材表面，当刻纹模管33转动且线材匀速通过刻纹模管33时，螺纹牙331于线材表面加工出螺旋状的纹路，且加工产生的碎屑可通过刻纹模管33上的圆孔脱离线材。驱动部34包括齿圈341、驱动电机342以及驱动齿轮343。齿圈341固定于转动板32远离刻纹模管33的侧壁上，且齿圈341的轴线与转动板32的轴线重合。驱动电机342为伺服电机，其固定于机体1开设出料口12的内侧壁上，且驱动电机342的输出轴朝向转动板32。驱动齿轮343为直齿轮，其固定于驱动电机342的输出轴端部上，且驱动齿轮343与齿圈341啮合。

当送线装置2工作时，送线电机273的输出轴匀速转动，带动了转动轴以及链轮23转动，使得送线带25带动各个送线条26环绕移动，从而使得线材匀速贯穿机体1，与此同时，驱动电机342工作，带动了驱动齿轮343以及齿圈341转动，从而驱动了转动板32以及刻纹模管33转动，从而使得螺纹牙331相对于线材螺旋移动，使得线材表面加工出螺纹。

f.冷镦加工：将具有螺纹的线材切割并将切割后的线材冷镦成型为带螺纹的螺丝粗胚。在上述冷镦过程中，如图4所示，冷镦模具包括用于固定螺丝粗胚的压模4以及用于冲压螺丝头部的冲头5，在螺丝粗胚与压模4固定之前，螺丝粗胚一端套设有螺纹护套6，然后螺纹护套6设置于压模4内固定。螺纹护套6为截面呈圆形的套状结构，其内壁设有螺纹并与螺丝粗胚螺纹连接，且当螺丝粗胚与螺纹护套6旋紧时，螺丝粗胚端部与螺纹护套6的圆形内壁相抵；

g.表面处理：淬火后高温回火，温度500-650℃。

本实施例的作用原理为：线材在经过退火软化以及酸洗处理后直接加工螺纹，然后将带螺纹的线材切割冷镦成型，与传统的冷镦成型后对单个的螺丝粗胚进行搓丝工序的方式相比，避免了大量的螺丝在搓丝工序中就位的过程，有利于缩短整个螺丝制造工艺的周期，从而提高了螺丝的生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺丝的制造工艺，其特征是：包括如下步骤：

a.盘元：自线材厂商购入线材原料；

b.退火：把线材加热到900-1000℃，保持20-30min，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性；

c.酸洗：除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤；

d.抽线：将线材冷拉至所需线径；

e.加工螺纹：使用加工线材表面螺纹专用的刻丝机在线材上加工出螺纹；

f.冷镦加工：将具有螺纹的线材切割并将切割后的线材冷镦成型为带螺纹的螺丝粗胚；

g.表面处理：淬火后高温回火，温度500-650℃。

2.根据权利要求1所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述刻丝机包括内部中空的机体(1)、设置于所述机体(1)内的转丝装置(3)以及设置于机体(1)上的用于驱动线材匀速贯穿所述机体(1)的送线装置(2)，所述转丝装置(3)包括固定于所述机体(1)内的转动架(31)、转动连接于所述转动架(31)上的转动板(32)、固定于所述转动板(32)上的刻纹模管(33)以及设置于机体(1)内的用于驱动所述转动板(32)转动的驱动部(34)；所述转动板(32)上开设有通过贯穿所述机体(1)的线材的通过口；所述刻纹模管(33)套设于贯穿所述机体(1)的线材上，且所述刻纹模管(33)内壁上固定有用于在线材表面加工螺纹的螺纹牙(331)。

3.根据权利要求2所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述驱动部(34)包括固定于所述转动板(32)远离所述刻纹模管(33)一侧的齿圈(341)、固定于所述机体(1)内的驱动电机(342)以及固定于所述驱动电机(342)输出轴上的驱动齿轮(343)，所述驱动齿轮(343)与所述齿圈(341)啮合；所述齿圈(341)的转动轴线与所述刻纹模管(33)的轴线重合，且所述齿圈(341)套设于设置于所述机体(1)内的线材上。

4.根据权利要求3所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述机体(1)相对的两端外侧壁分别开设有进料口(11)以及出料口(12)，所述送线装置(2)包括固定于所述机体(1)开设进料口(11)与所述出料口(12)的外侧壁上的送线架(21)、转动连接于所述送线架(21)内的传动轴(22)、套设于所述传动轴(22)上并与之固定的链轮(23)、绕过所述链轮(23)并与之啮合的链条(24)、固定于所述链条(24)上并绕过所述链轮(23)的送线带(25)、固定于所述送线带(25)靠近线材的表面上并与线材相抵的送线条(26)以及设置于所述送线架(21)外的用于驱动所述传动轴(22)转动的转动部(27)；所述送线架(21)上的所述传动轴(22)共设有四根，四根所述传动轴(22)分别两两分布于穿过送线架(21)的线材两侧，且位于线材同一侧的两个所述传动轴(22)沿线材的输送方向排列；所述链轮(23)共设有八个，八个所述链轮(23)两两设置于所述传动轴(22)两端；所述链条(24)于所述送线架(21)上共设有四根，四根所述链条(24)分别设置于沿线材输送方向对齐的四组所述链轮(23)上；所述送线带(25)于所述送线架(21)上共设有两个，两个所述送线架(21)分别设置于穿过送线架(21)的线材上下两侧；所述送线条(26)于所述送线带(25)设有多个，多个所述送线条(26)沿所述送线带(25)环绕所述链轮(23)的方向均匀排列。

5.根据权利要求4所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述送线条(26)靠近线材的表面开设有弧形槽(261)，所述弧形槽(261)内设有用于抵紧线材的抵接箍(262)，所述抵接箍(262)与所述弧形槽(261)内壁之间固定有弹性块(263)，且所述抵接箍(262)靠近线材的表面固定有与线材表面相抵的橡胶垫(264)。

6.根据权利要求5所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述传动轴(22)靠近所述送线架(21)同一侧的端部穿出所述送线架(21)，所述转动部(27)包括固定于所述传动轴(22)穿出送线架(21)的端部上的同步齿轮(271)以及固定于所述送线架(21)穿出传动轴(22)端部的外侧壁上的送线电机(273)，所述送线电机(273)的输出轴与一根所述传动轴(22)穿出所述送线架(21)的端部固定，且上下相邻的同步齿轮(271)之间啮合。

7.根据权利要求6所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：所述机体(1)内固定有导向线材移动的导向管(13)，所述导向管(13)套设于穿入所述机体(1)的线材上，且所述导向管(13)内壁与线材滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种螺丝的制造工艺，其特征是：在步骤f中，对切割后的线材上的螺纹进行防护。