CN101520067B - 冷镦嵌装螺母及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种冷镦制造技术领域的冷镦嵌装螺母及其制造方法,包括:螺母口、颈体、螺母尾和嵌装体,其中:颈体分别位于螺母口与嵌装体之间以及嵌装体与螺母尾之间,嵌装体的外部设有轴向凹槽,颈体的外径小于螺母口外径、螺母尾外径及嵌装体的外径。本发明相比现有技术更节省环保;冷镦工艺是采用无铅环保材料在室温下进行生产的,与车削工艺相比生产效率更高,能耗更低,经冷镦加工后的螺母致密度增加后整体强度有所提高;冷镦工艺的精度完全满足机械制造业的需求。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种冷镦制造技术领域的产品及其制造方法,具体是一种冷镦嵌装螺母及其制造方法。
背景技术
自从上世纪五十年代塑料专用嵌装铜螺母诞生起始,半个多世纪以来,全世界均采用车削的方法生产嵌装铜螺母。而用车削方法生产的嵌装铜螺母主要存在以下不足和缺陷:原材料的利用率低;由于车削加工的铜材中必须含有铅,因此嵌装铜螺母是非绿色环保产品,已受到国际上的限制。当采用精密冷镦工艺生产的嵌装铜螺母,则完全没有车削方法的不足和缺陷:原材料的利用率按某产品作比较:车削时利用率为22.4%,冷镦时利用率为81.5%;冷镦用线材完全可以不含铅,属绿色环保材料,不会受到国际ROHS指令的限制;由于采用冷镦生产使嵌装铜螺母的性能得到提升,经冷镦加工后材料的致密度得到提高,所以材料强度有了提高;提高劳动生产率。由于冷镦加工的生产率大于车削加工,因此产量得到提高,同时也降低了成本;精密冷镦工艺在节能减排方面具有突出的优势,是少无切削加工。当前国际上精密冷镦工艺可以达到的精密度为0.01-0.02mm,已能完全满足机械制造业的需求。
经过对现有技术的检索发现,中国专利申请号200410031731.9,公开号CN1532009A的发明专利申请,记载了一种“铆钉螺母的制造工艺和通过此工艺获得的铆钉螺母”,涉及一种铆钉螺母的制造工艺,此工艺包括通过冷镦锻在毛坯锻件(1)中形成的凹进部分(3)获得一毛坯件。毛坯件在冷镦锻操作后经历退火热处理使孔(8)的形成包括有内螺纹(10)。内螺纹(10)优选地是从螺母的孔8经由镦锻攻丝而获得的。然而该现有技术制备出的铆螺母仅适用于金属薄板零件上,对于塑料、胶木等日渐广泛实用的板材上则无法适用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提供一种冷镦嵌装螺母及其制造方法,利用冷镦嵌装螺母的特殊结构和精密冷镦工艺,获得了具备优良抗拉强度的同时,大幅度提高了原材料的利用率,是先进制造业中必不可少的一项重要技术。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及的冷镦嵌装螺母,包括:螺母口、颈体、螺母尾和嵌装体,其中:颈体分别位于螺母口与嵌装体之间以及嵌装体与螺母尾之间,嵌装体的外部设有轴向凹槽,颈体的外径小于螺母口外径、螺母尾外径及嵌装体的外径。
所述的螺母口内沿设有喇叭状开口,该开口与水平面所成角度α为30°~60°。
所述的嵌装体为筒状或锥状结构,该嵌装体的截面为圆形或多边形,嵌装体外径D与嵌装体内径d的比值:D/d≤2.2,嵌装体的长度H满足:
L/4≤H≤L/2,
其中:L为嵌装螺母总长。
所述的轴向凹槽为若干条相互平行的凹槽,该凹槽为直线状、折线状或螺纹状结构。
所述的嵌装体内径d与颈体外径d0的比值:d/d0≤0.85。
所述的嵌装螺母由黄铜制造,或者根据应用要求,由碳钢或不锈钢以及其他金属制造。
本发明涉及的冷镦嵌装螺母的制造方法,步骤如下:
第一步、截取坯料的直径d0及长度L0的圆柱体形状坯料;
所述的坯料为黄铜线材、碳钢或不锈钢中的一种;
第二步、在截取的坯料的一端通过常温冷镦锻的方法获得颈体,并形成颈体内孔直径d,深度为b的毛坯件;
第三步、对带有颈体直径d0,内孔为d深度为b的毛坯件继续进行二次常温冷镦锻,嵌装体直径D及其轴向凹槽成形,且嵌装体的两端分别为颈体直径d0相同的螺母口和螺母尾,螺母口的内孔深度b1≤2.2d,螺母尾的内孔深度b2≤d/4;同时二次常温冷镦锻,嵌装体的长度H满足:L/4≤H≤L/2,其中:L为嵌装螺母总长;嵌装体内径d与颈体外径d0的比值:d/d0≤0.85。
第四步、对螺母口进行冲压直至形成喇叭状开口,该开口与螺母口的水平面的夹角α为30°~60°;
第五步、对螺母尾进行冲孔,并将另一颈体的喇叭口冲压成形,制成冷镦嵌装螺母。
本发明通过选取黄铜、碳钢或不锈钢作为原材料,相比现有技术更节省环保;冷镦工艺是采用无铅环保材料在室温下进行生产的,与车削工艺相比生产效率更高,能耗更低,经冷镦加工后的螺母致密度增加后整体强度有所提高;冷镦工艺的精度完全满足机械制造业的需求。
本发明涉及冷镦工艺是采用无铅环保材料在室温下进行生产的,与车削工艺相比生产效率更高,能耗更低,经冷镦加工后的螺母致密度增加后整体强度有所提高。同一规格的嵌装铜螺母,冷镦件比车削件在用料方面可节省5%以上。
另外冷镦工艺与车削工艺相比,冷镦工艺突出的优点是其生产效率大大提高,车削加工嵌装螺母每分钟几件至十几件,而冷镦工艺加工嵌装螺母每分钟为100件~200件,所以生产效率提高10~20倍。
附图说明
图1为本发明涉及冷镦嵌装螺母示意图;
图2为本发明涉及冷镦嵌装螺母制造方法流程图;
图3a至图3e为本发明涉及冷镦嵌装螺母制造方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本实施例涉及的冷镦嵌装螺母,具体包括:螺母口1、颈体2、嵌装体3和螺母尾4,其中:颈体2分别位于螺母口1与嵌装体3之间以及嵌装体3与螺母尾4之间,嵌装体3的外部设有轴向凹槽5。
所述的螺母口1内沿设有喇叭状开口,该开口与水平面所成角度α=60°。
所述的嵌装体3为筒状结构,该嵌装体3的截面为圆形,嵌装体3的内径d与颈体2的外径d0的比值:d/d0=0.9;嵌装体3的外径D与嵌装体3的内径d的比值:D/d=2,该嵌装体3的长度H=L/3,L为嵌装螺母总长。
所述的轴向凹槽5为若干条相互平行的凹槽,该凹槽为直线状且平行于嵌装体轴线。
如图2和图3所示,本实施例所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,具体包括如下步骤:
第一步、如图3a所示,截取坯料的直径d0及长度L0的圆柱体形状坯料,其中所述的坯料为黄铜线材;
第二步、如图3b所示,在截取的坯料的一端通过常温冷镦锻的方法获得颈体,并形成颈体内孔直径d,深度为b的毛坯件;
第三步、如图3c所示,对带有颈体直径d0,内孔为d深度为b的毛坯件继续进行二次常温冷镦锻,使嵌装体直径D及其轴向凹槽得以成形,且嵌装体的两端分别为颈体直径d0相同的螺母口和螺母尾,螺母口的内孔深度b1≤2.2d,螺母尾的内孔深度b2≤d/4;同时二次常温冷镦锻,嵌装体的长度H满足:L/4≤H≤L/2,其中:L为嵌装螺母总长;嵌装体内径d与颈体外径d0的比值:d/d0≤0.85。
第四步、如图3d所示,对螺母口进行冲压直至形成喇叭状开口,该开口与螺母口的水平面的夹角α为60°;
第五步、如图3所示,对螺母尾进行冲孔,并将另一颈体的喇叭口冲压成形,制成冷镦嵌装螺母。
本实施例通过选取黄铜为原材料,相比现有技术更为环保;对原材料的利用率为81.5%,比车削件在用料方面节省8.4%;冷镦工艺的精度为0.01-0.02mm,完全满足机械制造业的需求。经冷镦加工后的螺母致密度增加后整体强度有所提高。冷镦工艺加工嵌装螺母每分钟加工数目为200件,相比现有技术中的车削件生产效率提高20倍。
Claims (8)
1.一种冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
第一步、截取坯料的直径d0及长度L0的圆柱体形状坯料;
第二步、在截取的坯料的一端通过常温冷镦锻的方法获得颈体,并形成颈体内孔直径d,深度为b的毛坯件;
第三步、对带有颈体直径d0,内孔为d深度为b的毛坯件继续进行二次常温冷镦锻,嵌装体直径D及其轴向凹槽成形,且嵌装体的两端分别为颈体直径d0相同的螺母口和螺母尾;
第四步、对螺母口进行冲压直至形成喇叭状开口;
第五步、对螺母尾进行冲孔,并将另一颈体的喇叭口冲压成形,制成冷镦嵌装螺母。
2.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,所述的螺母口内沿设有喇叭状开口,该开口与所述螺母口的水平面所成角度α为30°~60°。
3.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,所述的嵌装体为筒状或锥状结构,该嵌装体的截面为圆形或多边形。
4.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,第三步中所述的螺母口的内孔深度b1≤2.2d,其中d为颈体内孔直径。
5.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,第三步中所述的螺母尾的内孔深度b2≤d/4,其中d为颈体内孔直径。
6.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,第四步中所述的开口与螺母口的水平面的夹角α为30°~60°。
7.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,第三步中在所述的进行二次常温冷镦锻的同时,所述的嵌装体的长度H满足:L/4≤H≤L/2,其中:L为嵌装螺母总长。
8.根据权利要求1所述的冷镦嵌装螺母的制造方法,其特征是,第三步中在所述的进行二次常温冷镦锻的同时,所述的嵌装体内径d与颈体外径d0的比值:d/d0≤0.85。
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