CN115070357A - 一种膨胀铆螺母的一体加工工艺和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膨胀铆螺母的一体加工工艺及设备,加工工艺包括以下步骤:步骤1、旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边;步骤2、滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出多个长条形的槽,将工件的中段分为多瓣;步骤3、扩孔使分瓣扩张,通过扩孔分瓣工具撑开分瓣,使中间段沿着槽线向外膨胀变形,同时使得工件的底部的孔扩大;步骤4,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的工具,在工件内车出螺纹;步骤5、修整帽边及落料。本发明的有益效果是:在一台设备上即可完成全部工艺,加工后膨胀铆螺母结构稳定,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及铆螺母技术领域,特别是一种膨胀铆螺母的加工工艺和设备。
背景技术
现有的铆螺母有:杰克铆螺母(Jack-Nut又称为花瓣铆螺母)和灯笼铆螺母,因其在使用过程中的四个边缘支撑点会收缩折叠,中部形状为不连接的钢条,可固定在盲孔中快速成型、便宜且易于使用,基材薄也能固定,适用于需要大范围张力的五金板材上。
而现有的加工工艺中,花瓣铆螺母的采用分开加工的方式冲压成型,而花瓣铆螺母的技术难点在于花瓣部分,采用冲压技术难以在一台设备上完成,效率比较低。采用分开加工时,将钢条部分和螺母部分分开制造,即螺母部分采用冷墩或冲压技术,钢条采用冲压完成,再焊接、压铸或铆合等方式连接在一起。这种加工方式效率比较低,而且成本高。
而灯笼铆螺母参考中国CN 113102946 A一种灯笼型铆螺母生产工艺,包括铆螺母、锯切机、冲床A、坐标镗床、冲床B、攻丝机和冲床C,其通过多个设备才能完成。中国专利CN 110180988 A,一种灯笼型铆螺母生产工艺,配置冷挤压设备和安装于所述冷挤压设备上的多个工位的模具,其通过多套模具才能完成。上述工艺成本极高,而且工艺复杂,而且冷挤压能加工的材料有限。
发明内容
为克服上述技术中的缺陷,本发明提供一种膨胀铆螺母的加工工艺和加工设备,采用车床自动加工工艺,整个工艺为一体式制造,不仅加工后的结构可靠,而且大大降低了成本,是通过如下技术方案来实现的。
一种膨胀铆螺母的加工工艺,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1、旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边;
步骤2、滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出多个长条形的槽,将工件的中段分为多瓣;
步骤3、扩孔使分瓣扩张,通过扩孔分瓣工具撑开分瓣,使中间段沿着槽线向外膨胀变形,同时使得工件的底部的孔扩大;
步骤4,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的工具,在工件内车出螺纹;
步骤5、修整帽边及落料。
一种膨胀铆螺母的加工工艺,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1,旋压扩孔,在夹具上配置扩孔工具,将工件加工成具有多种内径的三段,端部内径扩大;
步骤2,旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边;
步骤3,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的工具,在工件内车出螺纹;
步骤4,滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出一圈内齿;
步骤5,表面滚槽,在步骤4的基础上,在内齿上的中间部分轴向车出槽线;
步骤6,分瓣扩张,在步骤5的基础上,夹具上替换扩张工具,加工工件内管,使中间段沿着槽线向外膨胀变形;
步骤7,修整帽边及落料。
一种膨胀铆螺母的加工设备,配置车床,进给箱夹持工件横向进给,夹具上夹持不同的工具配合进给箱工作,夹具的刀具架上夹持并切换多种刀具,包括扩孔工具,旋压工具,攻牙工具,滚齿工具,滚槽工具,分瓣扩张工具,车削工具,扩孔分瓣工具,通过不同工具的进行组合,按设定的工序加工成膨胀铆螺母。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,在一台设备上即可完成全部工艺,加工后膨胀铆螺母结构稳定,成本低。
附图说明
图1是本发明实施例的加工设备结构示意图。
图2是本发明实施例的加工设备旋压扩孔时的结构示意图。
图3是图2的局部放大图。
图4是本发明实施例的加工设备旋压折帽边时的结构示意图。
图5是图4的局部放大图。
图6是本发明实施例的加工设备攻牙时的结构示意图。
图7是图6的局部放大图。
图8是本发明实施例的加工设备滚齿分瓣时的结构示意图。
图9是图8的局部放大图。
图10是本发明实施例的加工设备表面滚槽时的结构示意图。
图11是图10的局部放大图。
图12是本发明实施例的加工设备分瓣扩张前的结构示意图。
图13是图12的局部放大图。
图14是本发明实施例的加工设备分瓣扩张时的结构示意图。
图15是图14的局部放大图。
图16是本发明实施例的加工设备分瓣扩张中的结构示意图。
图17是图16的局部放大图。
图18是本发明实施例的加工设备分瓣扩张后的结构示意图。
图19是图18的局部放大图。
图20是本发明实施例的加工设备修整帽边及落料时的结构示意图。
图21是图20的局部放大图。
图22是本发明实施例的扩孔分瓣扩张时的结构示意图。
图23是图22的局部放大图。
图24是本发明第一种实施例的加工工艺流程图。
图25是本发明第二种实施例的加工工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述,所述的实施例仅为本发明一部分的实施例,这些实施例仅用于解释本发明,对本发明的范围并不构成任何限制。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
在本发明的实施例中,以卧式车床为例,进给箱夹持工件横向进给,夹具上夹持不同的工具配合进给箱工作。
如图1所示,夹具架是一种夹具组,用于夹持不同的工具,并通过程序控制自动切换不同的刀具。
本工艺中至少有2套不同的加工工艺,可制成结构大致相同的膨胀铆螺母,可根据程序进行切换,由于车床的程序部分非本发明的保护重点,这里不进行详细说明,通过PLC加上定制的程序控制即可实现。
本发明加工的膨胀铆螺母不同于市面上的同类螺母,是一种牛牛铆螺母。
夹具架30上夹持并切换多种工具,包括扩孔工具31、旋压工具32、攻牙工具33、滚齿工具34、滚槽工具35、分瓣扩张工具36、车削工具37和扩孔分瓣工具38。
如图2-3所示,扩孔工具31,用于旋压扩孔,工具呈圆柱形,上中下三段的直径不同,依次替减,每一段的连接部分为阶梯过渡,扩孔工具31靠近夹具的一端为上段,朝向工件的一段为下段,中间为中段。
如图3中的局部放大图A,扩孔工具31加工工件时,下段311用于加工工件的螺母部,中段312用于加工膨胀部,上段312用于加工底部,通过扩孔工具加工后,使得工件40的螺母部401、膨胀部402和底部403的内径呈阶梯状递增,工件的状态如图中的40a所示。
如图4-5所示,旋压工具32,用于旋压折帽边,旋压工具32的底部为圆台形,圆台中心是小于旋压工具的下段内径的圆柱形。
如图5中的局部放大图B,当旋压工具32加工工件时,圆柱形部分伸入工件内,圆台部分将工件的底部403旋压成帽状,如图中的40b所示。
膨胀铆螺母的底部为帽状结构,通过旋压工具32将底部加工成帽状结构。
如图6-7所示,局部放大图C,攻牙工具33,用于攻牙,用于加工螺母部分的螺纹,攻牙工具33为螺纹工具,加工时,将攻牙工具33伸入到工件内进行加工,使得螺母部呈现内螺纹,如图中的40c所示。
如图8-9所示,局部放大图D,滚齿工具34,用于围绕工件外围,加工成多个间距相等的槽,其头部是圆柱形,圆柱形侧面间隔设置刀齿,尾部与夹具固定。
滚齿工具34加工时,加工工件的外侧面,即对准膨胀部的外围,围绕工件加工,通过刀齿将膨胀部切割成若干长条形的槽404a,槽可深可浅,槽深时使得孔与工件内部贯通,如图中的40d所示。
可调节刀齿的间距,使得膨胀部402的槽数量随之调整,在时候例中,槽的数量最佳为2-3个,数量为4个及以上时也能实现本发明的技术效果。
如图10-11所示,滚槽工具35,用于表面滚槽,其结构呈轮状,轮边缘为刃。
图11的局部放大图E,将工件的膨胀部,通过工具轴向绕其的外壁旋转一周,通过轮边缘的刃,在周身部的中间加工一条凹槽405,如图中的40e所示。
如图12-19所示,分瓣扩张工具36,用于分瓣从内向外撑开且扩张,其结构由2部分组成,中心柱361和围绕中心柱的扩张瓣362,中心柱的头部为锥形,主体为柱状,其倒设于扩张瓣内。中心柱可在扩张瓣内伸缩。扩张瓣为间隔设置的条形瓣状结构。
参考图13的局部放大图F,图15的局部放大图F1,图17的局部放大图F2,图19的局部放大图F4,分瓣扩张工具36加工时,伸入到工件内,使得中心柱位于膨胀部的内腔中。通过夹具将中心柱回拉,其锥状结构使得扩张瓣向外扩张,通过高速旋转的扩张瓣,使得膨胀部向外扩张,整体呈现膨胀状,长条形槽404a膨胀变形成404b的状态,如图中的40f所示。
如图20-21所示,局部放大图G,车削工具37用于修整帽边的修整工具,为台阶状车削工具。加工时,将底部的帽状结构置于车削工具37的台阶处,车削修整,使得底部光滑,完成膨胀铆螺母的成品的加工,如图中的40g。
如图22-23所示,局部放大图H、H1,其中,局部放大图H1是局部放大图H的变化状态图,是工件加工时的剖面状态。扩孔分瓣工具38,其包括圆台形底座383、工具中部是位于底座383中心的圆柱结构382,工具顶部是锥台结构381。底座383用于与夹具架30固定,顶部的锥台结构也可以替换成锥体。
参考局部放大图H1,当扩孔分瓣工具38伸进工件时,顶部的锥台结构381用于扩孔以及分瓣扩张,锥台结构381从工件伸到工件的膨胀部,先对工件的孔进行扩张,再伸到膨胀部内部,使加工好的分瓣扩张。
由于锥台的下底直径大于工件内径,通过锥台能同时达到扩孔和分瓣的目的,加工后的工件参考图中的40h,已经具备了膨胀铆螺母的基本形态。
结合本发明的加工设备以及工具,可按设定的工序对工件进行加工,加工的方式可以部分步骤替换,也可以将部分步骤变换顺序,但均能加工出本发明所述的膨胀铆螺母,通过以下实施例进行说明。
实施例一
如图24所示,一种膨胀铆螺母的加工工艺的第一种实施例,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1、旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边。结合图4-5,当旋压工具加工工件时,圆柱形部分伸入工件内,圆台部分将工件的底部403旋压成帽状,工件加工的状态如图中的40b所示。
步骤2、滚齿分瓣,夹具上替换成滚齿工具,在工件的中间段加工出一圈长条形的槽,槽的数量是多个,优选2-3个,槽将中间段分为多个分瓣。结合图8-9,滚齿工具加工工件的侧边,即对准膨胀部的外围,围绕工件加工,通过刀齿将膨胀部切割成若干长条形的槽404a,槽可深可浅,槽深时使得孔与工件内部贯通,工件加工时的状态如图中的40d所示。
步骤3、扩孔分瓣扩张,在夹具上配置扩孔分瓣工具,将步骤2中形成的槽将中间段分为多个分瓣的基础上,将分瓣由内向外膨胀扩张。结合图22-23,当扩孔分瓣工具38伸进工件时,顶部的锥台结构381用于扩孔以及分瓣扩张,锥台结构381从工件伸到工件的膨胀部,先对工件的孔进行扩张,再伸到膨胀部内部,使步骤3加工好的分瓣膨胀扩张。
步骤4,攻牙,夹具上替换成攻牙工具,将膨胀铆螺母的螺母部内车出螺纹。结合图6-7,加工时,将攻牙工具33伸入到工件内进行加工,使得螺母部呈现内螺纹,工件加工时的状态如图中的40c所示。
步骤5、替换车削工具,修整帽边及落料。将零件毛刺修整光滑后,落料。结合图20-21,车削工具37是用于修整帽边的修整工具,为台阶状车削工具。加工时,将底部的帽状结构置于车削工具37的台阶处,车削修整,使得底部光滑,完成膨胀铆螺母的成品的加工,加工后的状态如图中的40g所示。
本实施例为最简的加工工艺,能加工出具有本发明效果的膨胀铆螺母,在一台车床上能实现。
实施例二
在实施例一的基础上,可进行小幅调整,作为本发明实施例的第二种实施例的加工工艺,包括如下步骤:
步骤1、旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,将工件的其中一个端部进一步扩大,加工成帽状并折边;
步骤2,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的工具,在工件内车出螺纹。
步骤3,滚齿分瓣,夹具上替换成滚齿工具,在工件的中间段加工出一圈长条形的槽,槽的数量是多个,优选2-3个;
步骤4,扩孔分瓣扩张,夹具上替换扩孔分瓣工具,伸入到中间的膨胀部时,使得步骤3加工好的分瓣沿着槽线向外膨胀变形,同时使得帽边的孔进一步扩大;
步骤5,修整帽边及落料。
步骤4之前,可选择对工件进行表面滚槽。
本实施例是第一实施例的替换方案,在步骤上略有改进,具体加工步骤请参考实施例一。
实施例三
如图25所示,一种膨胀铆螺母的加工工艺,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1,旋压扩孔,在夹具上配置扩孔工具,将工件加工成具有不同内径的三段,其中一端的内径扩大。
结合图3-4,扩孔工具31加工工件时,下段311用于加工工件的螺母部,中段312用于加工膨胀部,上段312用于加工底部;加工后,使得工件40的螺母部401、膨胀部402和底部403的内径呈阶梯状递增,工件的加工状态如图中的40a所示。
步骤2,旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边。
结合图4-5,旋压工具32的底部为圆台形,圆台中心是小于旋压工具的下段内径的圆柱形。当旋压工具32加工工件时,圆柱形部分伸入工件内,圆台部分将工件的底部403旋压成帽状,工件的加工状态如图中的40b所示。
步骤3,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的攻牙工具,在工件内车出一段螺纹。
结合图6-7,加工时,将攻牙工具伸入到工件内进行加工,使得螺母部呈现内螺纹,工件加工后的状态如图中的40c所示。
步骤4,滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出多个长条形的槽,槽将中间段分为多个分瓣。
结合图8-9,滚齿工具34加工时,加工工件的外侧面,即对准膨胀部的外围,围绕工件加工,通过刀齿将膨胀部切割成若干长条形的槽404a,槽可深可浅,槽深时使得孔与工件内部贯通,工件加工后的状态如图中的40d所示。
步骤5,表面滚槽,在步骤4的基础上,通过滚槽工具在中间段轴向车出槽线。
结合图11,滚槽工具将工件的膨胀部,通过工具轴向绕其的外壁旋转一周,通过轮边缘的刃,在周身部的中间加工一条凹槽405,工件加工后的状态如图中的40e所示。
步骤6,分瓣扩张,在步骤5的基础上,夹具上替换分瓣扩张工具,使中间段沿着槽线向外膨胀变形。
结合图12-19,分瓣扩张工具36加工时,伸入到工件内,使得中心柱位于膨胀部的内腔中。通过夹具将中心柱回拉,其锥状结构使得扩张瓣向外扩张,通过高速旋转的扩张瓣,使得膨胀部向外扩张,整体呈现膨胀状,长条形槽404a膨胀变形成404b的状态,工件加工后的如图中的40f所示。
步骤7,修整帽边及落料。
结合图20-21所示,车削工具37用于修整帽边的修整工具,为台阶状车削工具。加工时,将底部的帽状结构置于车削工具37的台阶处,车削修整,使得底部光滑,完成膨胀铆螺母的成品的加工,加工后的膨胀铆螺母成品如图中的40g所示。
与实施例一相比,本实施例为最全面的工艺,能适应不同材质的工件。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种膨胀铆螺母的加工工艺,其特征在于,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1、旋压折帽边,夹具上固定旋压工具,将工件的一端扩大,加工成帽状并折边;
步骤2、滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出多个长条形的槽,将工件的中段分为多瓣;
步骤3、扩孔使分瓣扩张,通过扩孔分瓣工具撑开分瓣,使中间段的多瓣沿着槽线向外膨胀变形,同时使得工件的帽边的孔扩大;
步骤4,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的攻牙工具,在工件内车出螺纹;
步骤5、修整帽边及落料,夹具上替换成车削工具,对工具进行修整。
2.根据权利要求1所述的一体加工工艺,其特征在于,所述步骤2中,所述滚齿工具在工件的中段外围滚动,滚齿工具的刃齿将工件的中间段加工成间距相同的长条形的槽,将工件的中间段分为多瓣。
3.根据权利要求1所述的一体加工工艺,其特征在于,所述步骤3中,所述扩孔分瓣工具伸入到工具内时,其底部的圆台结构不仅将工件中段的瓣状结构扩张,而且工件底部也同时进行扩孔。
4.一种膨胀铆螺母的一体加工工艺,其特征在于,将圆柱形管状的工件配置在车床上加工,包括以下步骤:
步骤1,旋压扩孔,在夹具上配置扩孔工具,将工件加工成具有不同内径的三段,其中一端的内径扩大;
步骤2,旋压折帽边,夹具上替换成圆柱台形的旋压工具,在步骤1的基础上,将端部进一步扩大,加工成帽状并折边;
步骤3,攻牙,夹具上替换成具有螺纹的攻牙工具,在工件内车出一段螺纹;
步骤4,滚齿分瓣,夹具上替换滚齿工具,在工件的中间段加工出多个长条形的槽,并将中间段沿着槽分为多个分瓣;
步骤5,表面滚槽,夹具上替换滚槽工具,在步骤4的基础上,在中间段轴向车出槽线;
步骤6,分瓣扩张,夹具上替换分瓣扩张工具,在步骤5的基础上,使中间段的分瓣沿着槽线向外膨胀变形;
步骤7,修整帽边及落料,夹具上替换成车削工具,对工具进行修整。
5.根据权利要求4所述的一体加工工艺,其特征在于,步骤6中,扩张工具的倒锥形中心柱向后拉,扩张瓣张开,使得工件的中间段形成扩张效果,中心柱复位,扩张工具退出。
6.一种膨胀铆螺母的加工设备,其特征在于,配置车床,进给箱夹持工件横向进给,夹具上夹持不同的工具配合进给箱工作,夹具的刀具架上夹持并切换多种刀具,包括扩孔工具,旋压工具,攻牙工具,滚齿工具,滚槽工具,分瓣扩张工具,车削工具,扩孔分瓣工具,通过不同工具的进行组合,按设定的工序加工成膨胀铆螺母。
7.根据权利要求6所述的加工设备,其特征在于,所述扩孔工具是用于旋压扩孔,其呈圆柱形,上中下三段的直径不同,依次替减,每一段的连接部分为阶梯过渡。
8.根据权利要求6所述的加工设备,其特征在于,所述旋压工具用于旋压折帽边,其底部为圆台形,圆台中心是小于旋压工具的下段内径的圆柱形。
9.根据权利要求6所述的加工设备,其特征在于,所述滚齿工具用于工件表面加工成槽,其头部是圆柱形,圆柱形侧面间隔设置刀齿,尾部与夹具固定;所述滚槽工具用于在工具表面滚槽,其结构呈轮状,轮边缘为刃。
10.根据权利要求6所述的加工设备,其特征在于,所述分瓣扩张工具用于使分瓣从内部撑开,其由中心柱和围绕中心柱的扩张瓣组成,所述中心柱的头部为锥形,主体为柱状,其倒设于扩张瓣内,可在扩张瓣内伸缩,所述扩张瓣为间隔设置的条形瓣状结构。
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- 2022-07-01 CN CN202210773545.0A patent/CN115070357B/zh active Active
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