CN111250646B - 一种不锈钢铆螺母的红镦装置和红镦工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢铆螺母的红镦工艺，包括以下步骤：选取316不锈钢线材；使用六工位模具设计；采用中国台湾设备14B、19B六工位冷镦机；将送料轮作绝缘处理；对切模座进行改造，将不锈钢线材放电产生的电流导入切模座内；将不锈钢线材通过校直轮后再通过加热器加热；切料‑整形‑头部预镦‑拉伸大孔‑拉伸螺纹孔‑头部成形‑冲孔；固溶处理‑酸洗去氧化皮‑攻牙‑洗油‑表面抛光‑成品包装。本发明解决了传统工艺中加热器加热线材通过送轮料后温度骤降的问题以及加热通电线材切料时的放电问题，大大延长了模具的使用寿命，从而使该工艺生产更加稳定，合格率高。

Description

一种不锈钢铆螺母的红镦装置和红镦工艺
技术领域
本发明涉及一种铆螺母的制备工艺，特别涉及一种不锈钢铆螺母的红镦装置和红镦工艺。
背景技术
随着航空、航海、高铁、汽车行业的高速发展，不锈钢紧固件也向着更高强度、更高耐腐蚀性、更高耐热性能发展，原材料的选用上也从最开始的不锈钢302HQ到304，从304又到不锈钢316系列。316系列不锈钢的强度和耐高温、耐腐蚀能力远远超过302，更适用于高铁、航空、航海、汽车等行业，但由于316系列材料比302含Ni量更高的同时还含有大量的Mo元素，使得该系列不锈钢在获得更高硬度和机械性能的同时塑性很低，运用传统的镦制方法很难正常生产，模具时常崩坏，生产成本很高而废品率也居高不下。
铆螺母属于变形量最大的一种紧固件，材料强度的变化特别是不锈钢316中Mo元素加入导致冲棒、模具寿命大幅下降，冷镦工序极不稳定，加工废品率高，合格率低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单的不锈钢铆螺母的红镦装置，并提供一种工艺简单、合格率高的不锈钢铆螺母的红镦工艺。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种不锈钢铆螺母的红镦装置，包括校直轮、加热器、送料轮、模具，所述校直轮、加热器、送料轮、模具依次放置，所述送料轮上设有送料螺杆，所述送料轮与机床接触的位置处设有绝缘垫Ⅰ，送料轮与送料螺杆的接触面设有绝缘垫Ⅱ；所述模具采用六工位模具，其包括切模座，切模座上设有用于供不锈钢线材通过的送料通道，所述切模座上位于送料通道两侧设有电极，电极与不锈钢线材相接触，将不锈钢线材放点产生的电流导入切模座内。
上述不锈钢铆螺母的红镦装置，所述切模座位于送料通道两侧设有安装电极的安装孔，安装孔外侧设有安装槽，安装槽内设有铜螺杆、锁紧闭帽，锁紧闭帽与安装槽槽壁固定连接，电极前端穿过安装孔与不锈钢线材相接触，所述铜螺杆一端与电极后端固定连接，铜螺杆另一端穿过锁紧闭帽后外露，且外露段上设有螺帽，所述铜螺杆上套设有耐热弹簧，耐热弹簧一端与电极后端固定连接，耐热弹簧另一端与锁紧闭帽固定连接。
上述不锈钢铆螺母的红镦装置，所述切模座上位于送料通道出口侧设有凹槽，凹槽内设有切模，凹槽侧壁上设有止头螺丝，送料通道出口处设有切刀。
上述不锈钢铆螺母的红镦装置，所述电极与不锈钢线材的接触面为内凹圆弧面，耐热弹簧材料采用高强度的耐热弹簧钢，型号为30W4Cr2VA。
一种不锈钢铆螺母的红镦工艺，包括以下步骤：
1）原材料的选用：选取316不锈钢线材；
2）模具的准备：使用六工位模具设计；
3）设备的准备：采用中国台湾设备14B、19B六工位冷镦机，将六个工位的模具通过模具安装配件安装在多工位冷镦机上；
4）设备送料部件的改造：为保证红镦过程胚料一直处于不锈钢敏化温度区间，防止送料轮导掉电流造成材料降温，将送料轮作绝缘处理；
5）设备切料部件防放电处理：对切模座进行改造，将通电的不锈钢线材在切料过程中放电产生的电流导入切模座内；
6）红镦前加热：将不锈钢线材通过校直轮后再通过加热器加热；
7）红镦半成品：加热后的不锈钢线材通过以下过程红镦成半成品：切料-整形-头部预镦-拉伸大孔-拉伸螺纹孔-头部成形-冲孔；
8）后续工序：固溶处理-酸洗去氧化皮-攻牙-洗油-表面抛光-成品包装。
上述不锈钢铆螺母的红镦工艺，所述步骤1）中，316不锈钢线材材料力学性能如下：抗拉强度620(Mpa)MIN，屈服强度 310 (Mpa)MIN，伸长率30% MIN，面积缩减40% MIN。
上述不锈钢铆螺母的红镦工艺，所述步骤2）中的六工位模具，一二五六工位上冲棒材料采用进口M42材料，热处理硬度HRC64-66，三、四工位上冲棒材料采用耐冲击的钨钢材料VA70，所有上冲棒均作抗高温镀钛处理；下冲棒材料采用日本进口SKH55材料，热处理硬度HRC62-64；所有下模芯均采用进口钨钢材料VA90，外模盒材料均采用日本进口材料SKD61，热处理硬度HRC44-46。
上述不锈钢铆螺母的红镦工艺，所述步骤4）中，绝缘处理的过程为：在送料轮外圈与不锈钢线材接触的位置设置绝缘垫Ⅰ，在送料轮与送料螺杆的接触面设置绝缘垫Ⅱ。
上述不锈钢铆螺母的红镦工艺，所述步骤5）中，通电的不锈钢线材在切料过程会产生放电火花烧坏切刀、切模以及切模座，影响材料下一步的胚料成型，因此对切模座进行改造，改造方法如下：在切模座内设计电极孔，通过安装电极与不锈钢线材接触将电流导入切模座内。
上述不锈钢铆螺母的红镦工艺，所述步骤6）中，加热器电流根据不锈钢线材大小调节，数值为0.6~0.8A每平米毫米，不锈钢线材的加热温度在550-650度。
本发明的有益效果在于：本发明通过加热高强度不锈钢线材到材料的敏化温度区，降低材料的屈服强度和变形抗力，使得材料的塑性变形能力大大提升，大大延长了模具的使用寿命，从而使该工艺生产更加稳定，合格率高；同时本发明还解决了传统工艺的两大核心问题：1、加热器加热线材通过送轮料后温度骤降的问题：通过把送料轮与机床之间的绝缘化处理和送料螺杆的绝缘化处理，保证了线材加热温度在切料镦制前一直处于可控温度；2、加热通电线材切料时的放电问题：由于加热温度比一般的镦制工艺要高，而线材加热主要是受电流影响，所以该工艺的线材在加热时每平方毫米的通电电流达到了0.6-0.8A，这么大的电流在切断的瞬间电流要导走，就会发生放电现象，放电的火花就会烧坏切刀、切模等与之接触的各部件，本发明通过在切模座内设计电极孔和安装电极的方式避免了放电现象的发生。
附图说明
图1为本发明的红镦装置中送料轮的结构示意图。
图2为本发明的红镦装置中送料轮的放大示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为图3中绝缘垫Ⅰ的剖视结构图。
图5为图4的俯视图。
图6为图3中绝缘垫Ⅱ的剖视结构图。
图7为发明的红镦装置中切模座的结构示意图。
图8为本发明的红镦装置中电极的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-图8所示，一种不锈钢铆螺母的红镦装置，包括校直轮、加热器、送料轮11、模具，所述校直轮、加热器、送料轮11、模具依次放置，所述送料轮11上设有送料螺杆，所述送料轮11与机床接触的位置处设有绝缘垫Ⅰ12，送料轮11与送料螺杆的接触面设有绝缘垫Ⅱ13，绝缘垫Ⅰ12和绝缘垫Ⅱ13材质均为耐热玻璃纤维；所述模具采用六工位模具，其包括切模座2，切模座2上设有用于供不锈钢线材1通过的送料通道，所述切模座2上位于送料通道两侧设有电极3，电极3与不锈钢线材1相接触，将不锈钢线材1放点产生的电流导入切模座2内。
所述切模座2位于送料通道两侧设有安装电极3的安装孔，安装孔外侧设有安装槽，安装槽内设有铜螺杆7、锁紧闭帽5，锁紧闭帽5与安装槽槽壁固定连接，电极3前端穿过安装孔与不锈钢线材1相接触，所述铜螺杆7一端与电极3后端固定连接，铜螺杆7另一端穿过锁紧闭帽5后外露，且外露段上设有螺帽6，所述铜螺杆7上套设有耐热弹簧4，耐热弹簧4一端与电极3后端固定连接，耐热弹簧4另一端与锁紧闭帽5固定连接。
所述切模座2上位于送料通道出口侧设有凹槽，凹槽内设有切模9，凹槽侧壁上设有止头螺丝8，送料通道出口处设有切刀10。
所述电极3与不锈钢线材1的接触面为内凹圆弧面，耐热弹簧4材料采用高强度的耐热弹簧4钢，型号为30W4Cr2VA。
一种不锈钢铆螺母的红镦工艺，包括以下步骤：
1）原材料的选用：选取316不锈钢线材1；材料力学性能如下：抗拉强度620(Mpa)MIN，屈服强度 310 (Mpa)MIN，伸长率30% MIN，面积缩减40% MIN。
2）模具的准备：使用六工位模具设计；一二五六工位上冲棒材料采用进口M42材料，热处理硬度HRC64-66，三、四工位上冲棒材料采用耐冲击的钨钢材料VA70，所有上冲棒均作抗高温镀钛处理；下冲棒材料采用日本进口SKH55材料，热处理硬度HRC62-64；所有下模芯均采用进口钨钢材料VA90，外模盒材料均采用日本进口材料SKD61，热处理硬度HRC44-46。
3）设备的准备：采用中国台湾设备14B、19B六工位冷镦机，将六个工位的模具通过模具安装配件安装在多工位冷镦机上。
4）设备送料部件的改造：为保证红镦过程胚料一直处于不锈钢敏化温度区间，防止送料轮11导掉电流造成材料降温，将送料轮11作绝缘处理；绝缘处理的过程为：在送料轮11外圈与不锈钢线材1接触的位置设置绝缘垫Ⅰ12，在送料轮11与送料螺杆的接触面设置绝缘垫Ⅱ13。
5）设备切料部件防放电处理：通电材料在切料过程会产生放电火花烧坏切刀10、切模9以及切模座2，影响材料下一步的胚料成型，故而在切料前须导掉电流，对切模座2进行改造，将通电的不锈钢线材1在切料过程中放电产生的电流导入切模座2内；改造方法如下：在切模座2内设计电极3孔，通过安装电极3与不锈钢线材1接触将电流导入切模座2内。
6）红镦前加热：将不锈钢线材1通过校直轮后再通过加热器加热；加热器电流根据不锈钢线材1大小调节，数值为0.6~0.8A每平米毫米，不锈钢线材1的加热温度在550-650度（316不锈钢材的敏化处理温度区），保证材料在红镦过程中屈服强度和变形抗力大大降低的同时塑性变形能力大大提升。
7）红镦半成品：加热后的不锈钢线材1通过以下过程红镦成半成品：切料-整形-头部预镦-拉伸大孔-拉伸螺纹孔-头部成形-冲孔。
8）后续工序：固溶处理-酸洗去氧化皮-攻牙-洗油-表面抛光-成品包装。

Claims (9)

1.一种不锈钢铆螺母的红镦装置，其特征在于：包括校直轮、加热器、送料轮、模具，所述校直轮、加热器、送料轮、模具依次放置，所述送料轮上设有送料螺杆，所述送料轮与机床接触的位置处设有绝缘垫Ⅰ，送料轮与送料螺杆的接触面设有绝缘垫Ⅱ；所述模具采用六工位模具，其包括切模座，切模座上设有用于供不锈钢线材通过的送料通道，所述切模座上位于送料通道两侧设有电极，电极与不锈钢线材相接触，将不锈钢线材放点产生的电流导入切模座内。
2.根据权利要求1所述的不锈钢铆螺母的红镦装置，其特征在于：所述切模座位于送料通道两侧设有安装电极的安装孔，安装孔外侧设有安装槽，安装槽内设有铜螺杆、锁紧闭帽，锁紧闭帽与安装槽槽壁固定连接，电极前端穿过安装孔与不锈钢线材相接触，所述铜螺杆一端与电极后端固定连接，铜螺杆另一端穿过锁紧闭帽后外露，且外露段上设有螺帽，所述铜螺杆上套设有耐热弹簧，耐热弹簧一端与电极后端固定连接，耐热弹簧另一端与锁紧闭帽固定连接。
3.根据权利要求1所述的不锈钢铆螺母的红镦装置，其特征在于：所述切模座上位于送料通道出口侧设有凹槽，凹槽内设有切模，凹槽侧壁上设有止头螺丝，送料通道出口处设有切刀。
4.根据权利要求2所述的不锈钢铆螺母的红镦装置，其特征在于：所述电极与不锈钢线材的接触面为内凹圆弧面，耐热弹簧材料采用高强度的耐热弹簧钢，型号为30W4Cr2VA。
5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的红镦 装置的不锈钢铆螺母的红镦工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）原材料的选用：选取316不锈钢线材；
2）模具的准备：使用六工位模具设计；
3）设备的准备：采用中国 台湾设备14B、19B六工位冷镦机，将六个工位的模具通过模具安装配件安装在多工位冷镦机上；
4）设备送料部件的改造：为保证红镦过程坯料一直处于不锈钢敏化温度区间，防止送料轮导掉电流造成材料降温，将送料轮作绝缘处理；
绝缘处理的过程为：在送料轮与机床接触的位置处设有绝缘垫Ⅰ，在送料轮与送料螺杆的接触面设有绝缘垫Ⅱ；
5）设备切料部件防放电处理：对切模座进行改造，将通电的不锈钢线材在切料过程中放电产生的电流导入切模座内；
6）红镦前加热：将不锈钢线材通过校直轮后再通过加热器加热；
7）红镦半成品：加热后的不锈钢线材通过以下过程红镦成半成品：切料-整形-头部预镦-拉伸大孔-拉伸螺纹孔-头部成形-冲孔；
8）后续工序：固溶处理-酸洗去氧化皮-攻牙-洗油-表面抛光-成品包装。
6.根据权利要求5所述的不锈钢铆螺母的红镦工艺，其特征在于，所述步骤1）中，316不锈钢线材材料力学性能如下：抗拉强度620(Mpa)MIN，屈服强度 310 (Mpa)MIN，伸长率30%MIN，面积缩减40% MIN。
7.根据权利要求5所述的不锈钢铆螺母的红镦工艺，其特征在于，所述步骤2）中的六工位模具，一二五六工位上冲棒材料采用进口M42材料，热处理硬度HRC64-66，三、四工位上冲棒材料采用耐冲击的钨钢材料VA70，所有上冲棒均作抗高温镀钛处理；下冲棒材料采用日本进口SKH55材料，热处理硬度HRC62-64；所有下模芯均采用进口钨钢材料VA90，外模盒材料均采用日本进口材料SKD61，热处理硬度HRC44-46。
8.根据权利要求5所述的不锈钢铆螺母的红镦工艺，其特征在于，所述步骤5）中，通电的不锈钢线材在切料过程会产生放电火花烧坏切刀、切模以及切模座，影响材料下一步的坯料成型，因此对切模座进行改造，改造方法如下：在切模座内设计电极孔，通过安装电极与不锈钢线材接触将电流导入切模座内。
9.根据权利要求5所述的不锈钢铆螺母的红镦工艺，其特征在于，所述步骤6）中，加热器电流根据不锈钢线材大小调节，数值为0.6~0.8A/mm2，不锈钢线材的加热温度在550-650度。
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