CN113441674A - 一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法 - Google Patents

一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，涉及紧固件产品生产技术领域，包括以下步骤：S1、断料；S2、强缩；S3、预成型；S4、成型；S5、切边。本发明通过通过设计开发出一套冷镦精密成型工艺，在四工位冷镦机上一次性成型出符合精度要求的铰制孔螺栓。节省了杆部车削或磨削工艺，提高了材料利用率。本铰制孔螺栓冷镦精密成型工艺包括成型工艺参数和模具两部分，在以四模四冲冷镦机为基础，在此设备上研发的一种加工六角头铰制孔用螺栓的加工方法，该工艺方法对简化了六角头铰制孔用螺栓复杂的工序，大大缩减加工周期，提高生产效率。

Description

一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法
技术领域
本发明涉及紧固件产品生产技术领域，具体为一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法。
背景技术
铰制孔螺栓在建筑机械中应用广泛，由于螺栓杆部要大于螺栓公称直径，并且杆部直径公差通常在0.05mm左右。为保证杆部精度，传统工艺路线是冷镦后进行车削或磨削和热镦后车削或磨削，这类加工方法存在生产效率低、材料利用率低等缺陷。
市场上的六角头铰制孔用螺栓成型工序复杂，加工周期较长、生产效率较低和材料利用率低的问题，为此，我们提出这样一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，解决了上述背景技术中提出的六角头铰制孔用螺栓成型工序复杂，加工周期较长、生产效率较低和材料利用率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，包括以下步骤：
S1、断料；
S2、强缩；
S3、预成型；
S4、成型；
S5、切边。
优选的，所述一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法包括以下具体步骤：
S1、断料
检查已经加工好的抽线直径，将抽线进行断料处理，断料成所需产品的用料长度。控制抽线直径在24.70～24.73范围内，精线直径尺寸范围直接影响产品成型后无螺纹光杆的精度0～0.05公差范围的控制，导致无螺纹光杆尺寸公差不达标或超出尺寸公差；
S2、强缩
将切断好的抽线，夹送至强束模腔内，进行封闭强束挤压变形镦锻。将直径为Φ24.7的抽线反挤压变形为上端直径为Φ24.88～Φ24.90mm，该部位反向挤压变形保证预成型中光杆部位的圆度的控制。只有将圆度的控制在Φ 24.88～Φ24.90精度范围内，才能保证产品最终的尺寸要求。而下端杆径缩径变形为Φ17.75-Φ17.78mm的直径的台阶,且中间过渡弧为R8，长度控制为 6-8mm范围即可。对过渡圆弧的范围控制可对下一步的预成型的金属流线的留向起导向的作用，且保证预成型中该部位金属流线流畅无折叠现象；
S3、预成型
将步骤2中的坯料经夹送至预成型下模腔内进行预镦头部，头部经挤压变形使坯料由圆柱形变为圆锥型，而下模腔中的坯料再次缩径变为直径Φ 21.75-Φ21.78mm与直径Φ17.75-Φ17.78mm的直径的多台阶轴，由于二次缩径会导致后端底面出现轻微凹穴，这主要是由于二次缩径存在反向挤压的力，而使金属流线向反向进行流动，而导致端面出现轻微的凹穴。此处的凹穴只能在下一步骤成型中进行平整；
S4、成型
将步骤3中预成型的坯料经夹送至步骤4，上部对头部的进行挤压成带斜面倒角的圆柱形，下部对杆部进行塑形与镦胀，且杆部直径公差达到0～0.05mm 范围内，同时将产品倒角端面进行整平。成型过程中关闭设备上的冷却油系统，只开启设备润滑油系统，可有效减少冷镦油带入成型模具中带来杆部尺寸偏低，靠磷化膜来减少坯料与材料之间的摩擦。图4的成型定模具上均匀开有4*Φ0.2～0.5mm排气孔，防止型腔内憋气；
S5、切边
将步骤4中成型的坯料经夹送至步骤5，对头部进行切边，六角头下R过渡到无螺纹光杆部位之间，长度不超过2.5mm，最终完成铰制孔螺栓的加工。
本发明提供了一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，具备以下有益效果：通过设计开发出一套冷镦精密成型工艺，在四工位冷镦机上一次性成型出符合精度要求的铰制孔螺栓。节省了杆部车削或磨削工艺，提高了材料利用率。本铰制孔螺栓冷镦精密成型工艺包括成型工艺参数和模具两部分，在以四模四冲冷镦机为基础，在此设备上研发的一种加工六角头铰制孔用螺栓的加工方法，该工艺方法对简化了六角头铰制孔用螺栓复杂的工序，大大缩减加工周期，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的断料结构示意图；
图2为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的强缩结构示意图；
图3为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的预成型结构示意图；
图4为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的成型结构示意图；
图5为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的切边结构示意图；
图6为本发明一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法的加工过程结构示意图；
具体实施方式
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，包括以下步骤：
S1、断料；
S2、强缩；
S3、预成型；
S4、成型；
S5、切边。
一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法包括以下具体步骤：
S1、断料
检查已经加工好的抽线直径，将抽线进行断料处理，断料成所需产品的用料长度。控制抽线直径在24.70～24.73范围内，精线直径尺寸范围直接影响产品成型后无螺纹光杆的精度0～0.05公差范围的控制，导致无螺纹光杆尺寸公差不达标或超出尺寸公差；
S2、强缩
将切断好的抽线，夹送至强束模腔内，进行封闭强束挤压变形镦锻。将直径为Φ24.7的抽线反挤压变形为上端直径为Φ24.88～Φ24.90mm，该部位反向挤压变形保证预成型中光杆部位的圆度的控制。只有将圆度的控制在Φ 24.88～Φ24.90精度范围内，才能保证产品最终的尺寸要求。而下端杆径缩径变形为Φ17.75-Φ17.78mm的直径的台阶,且中间过渡弧为R8，长度控制为 6-8mm范围即可。对过渡圆弧的范围控制可对下一步的预成型的金属流线的留向起导向的作用，且保证预成型中该部位金属流线流畅无折叠现象；
S3、预成型
将步骤2中的坯料经夹送至预成型下模腔内进行预镦头部，头部经挤压变形使坯料由圆柱形变为圆锥型，而下模腔中的坯料再次缩径变为直径Φ 21.75-Φ21.78mm与直径Φ17.75-Φ17.78mm的直径的多台阶轴，由于二次缩径会导致后端底面出现轻微凹穴，这主要是由于二次缩径存在反向挤压的力，而使金属流线向反向进行流动，而导致端面出现轻微的凹穴。此处的凹穴只能在下一步骤成型中进行平整；
S4、成型
将步骤3中预成型的坯料经夹送至步骤4，上部对头部的进行挤压成带斜面倒角的圆柱形，下部对杆部进行塑形与镦胀，且杆部直径公差达到0～0.05mm 范围内，同时将产品倒角端面进行整平。成型过程中关闭设备上的冷却油系统，只开启设备润滑油系统，可有效减少冷镦油带入成型模具中带来杆部尺寸偏低，靠磷化膜来减少坯料与材料之间的摩擦。图4的成型定模具上均匀开有4*Φ0.2～0.5mm排气孔，防止型腔内憋气；
S5、切边
将步骤4中成型的坯料经夹送至步骤5，对头部进行切边，六角头下R过渡到无螺纹光杆部位之间，长度不超过2.5mm，最终完成铰制孔螺栓的加工。
综上，该铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，使用时铰制孔螺栓冷镦精密成型方法包括以下具体步骤：
S1、断料
检查已经加工好的抽线直径，将抽线进行断料处理，断料成所需产品的用料长度。控制抽线直径在24.70～24.73范围内，精线直径尺寸范围直接影响产品成型后无螺纹光杆的精度0～0.05公差范围的控制，导致无螺纹光杆尺寸公差不达标或超出尺寸公差；
S2、强缩
将切断好的抽线，夹送至强束模腔内，进行封闭强束挤压变形镦锻。将直径为Φ24.7的抽线反挤压变形为上端直径为Φ24.88～Φ24.90mm，该部位反向挤压变形保证预成型中光杆部位的圆度的控制。只有将圆度的控制在Φ 24.88～Φ24.90精度范围内，才能保证产品最终的尺寸要求。而下端杆径缩径变形为Φ17.75-Φ17.78mm的直径的台阶,且中间过渡弧为R8，长度控制为 6-8mm范围即可。对过渡圆弧的范围控制可对下一步的预成型的金属流线的留向起导向的作用，且保证预成型中该部位金属流线流畅无折叠现象；
S3、预成型
将步骤2中的坯料经夹送至预成型下模腔内进行预镦头部，头部经挤压变形使坯料由圆柱形变为圆锥型，而下模腔中的坯料再次缩径变为直径Φ21.75-Φ21.78mm与直径Φ17.75-Φ17.78mm的直径的多台阶轴，由于二次缩径会导致后端底面出现轻微凹穴，这主要是由于二次缩径存在反向挤压的力，而使金属流线向反向进行流动，而导致端面出现轻微的凹穴。此处的凹穴只能在下一步骤成型中进行平整；
S4、成型
将步骤3中预成型的坯料经夹送至步骤4，上部对头部的进行挤压成带斜面倒角的圆柱形，下部对杆部进行塑形与镦胀，且杆部直径公差达到0～0.05mm 范围内，同时将产品倒角端面进行整平。成型过程中关闭设备上的冷却油系统，只开启设备润滑油系统，可有效减少冷镦油带入成型模具中带来杆部尺寸偏低，靠磷化膜来减少坯料与材料之间的摩擦。图4的成型定模具上均匀开有4*Φ0.2～0.5mm排气孔，防止型腔内憋气；
S5、切边
将步骤4中成型的坯料经夹送至步骤5，对头部进行切边，六角头下R过渡到无螺纹光杆部位之间，长度不超过2.5mm，最终完成铰制孔螺栓的加工。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.根据权利要求1所述的一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、断料；
S2、强缩；
S3、预成型；
S4、成型；
S5、切边。
2.根据权利要求1所述的一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法，其特征在于：所述一种铰制孔螺栓冷镦精密成型方法包括以下具体步骤：
S1、断料
检查已经加工好的抽线直径，将抽线进行断料处理，断料成所需产品的用料长度。控制抽线直径在24.70～24.73范围内，精线直径尺寸范围直接影响产品成型后无螺纹光杆的精度0～0.05公差范围的控制，导致无螺纹光杆尺寸公差不达标或超出尺寸公差；
S2、强缩
将切断好的抽线，夹送至强束模腔内，进行封闭强束挤压变形镦锻。将直径为Φ24.7的抽线反挤压变形为上端直径为Φ24.88～Φ24.90mm，该部位反向挤压变形保证预成型中光杆部位的圆度的控制。只有将圆度的控制在Φ24.88～Φ24.90精度范围内，才能保证产品最终的尺寸要求。而下端杆径缩径变形为Φ17.75-Φ17.78mm的直径的台阶,且中间过渡弧为R8，长度控制为6-8mm范围即可。对过渡圆弧的范围控制可对下一步的预成型的金属流线的留向起导向的作用，且保证预成型中该部位金属流线流畅无折叠现象；
S3、预成型
将步骤2中的坯料经夹送至预成型下模腔内进行预镦头部，头部经挤压变形使坯料由圆柱形变为圆锥型，而下模腔中的坯料再次缩径变为直径Φ21.75-Φ21.78mm与直径Φ17.75-Φ17.78mm的直径的多台阶轴，由于二次缩径会导致后端底面出现轻微凹穴，这主要是由于二次缩径存在反向挤压的力，而使金属流线向反向进行流动，而导致端面出现轻微的凹穴。此处的凹穴只能在下一步骤成型中进行平整；
S4、成型
将步骤3中预成型的坯料经夹送至步骤4，上部对头部的进行挤压成带斜面倒角的圆柱形，下部对杆部进行塑形与镦胀，且杆部直径公差达到0～0.05mm范围内，同时将产品倒角端面进行整平。成型过程中关闭设备上的冷却油系统，只开启设备润滑油系统，可有效减少冷镦油带入成型模具中带来杆部尺寸偏低，靠磷化膜来减少坯料与材料之间的摩擦。图4的成型定模具上均匀开有4*Φ0.2～0.5mm排气孔，防止型腔内憋气；
S5、切边
将步骤4中成型的坯料经夹送至步骤5，对头部进行切边，六角头下R过渡到无螺纹光杆部位之间，长度不超过2.5mm，最终完成铰制孔螺栓的加工。
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