CN115070357B - 一种膨胀铆螺母的一体加工工艺和设备 - Google Patents

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

一种膨胀铆螺母的一体加工工艺和设备

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周向车出槽线；

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所示,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所示，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，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,滚齿工具34，用于围绕工件***，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***，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。

如图11所示，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、图15、图17、图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，如图中的40f所示。

如图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，如图中的40g。

如图22-23所示，其中，H1是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。

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***，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***，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所述的一种膨胀铆螺母的加工工艺，其特征在于，所述步骤2中，所述滚齿工具在工件的中段***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所述的一种膨胀铆螺母的加工工艺，其特征在于，所述步骤3中，所述扩孔分瓣工具伸入到工件内时，其底部的圆台结构不仅将工件中段的瓣状结构扩张，而且工件靠近扩孔分瓣工具的一端同时进行扩孔。

4.一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，工件一端的内径扩大；

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，将工件靠近旋压工具的一端进一步扩大，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，在中间段周向车出槽线；

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，对工件进行修整。

5.根据权利要求4所述的一种膨胀铆螺母的加工工艺，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，用于执行如权利要求1-5任意一项所述的一种膨胀铆螺母的加工工艺，所述加工设备配置车床，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、车削工具和扩孔分瓣工具，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件表面滚槽，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，能在扩张瓣内伸缩，所述扩张瓣为间隔设置的条形瓣状结构。