CN205183631U - 短尾铆钉一次搓丝成型模具 - Google Patents

Abstract

短尾铆钉一次搓丝成型模具,搓丝机上动模或定模均为从上至下的锁紧模、螺纹模和尾牙模。三个模最前端导入角的长度L₁＜L₃＜L₂；两侧面的导入角α₁＜α₃＜α₂；最大模宽为Y₁、Y₂、Y₃,且Y₃≮Y₂。末端有脱料角β。各段模高不小于短尾铆钉的锁紧段、螺纹段、尾牙长度。螺纹模前端有小平面、上倒角、螺纹升角、最大模宽处去除锐角等。搓丝时,毛胚在动、定模间被挤压,沿动模轴向后移,在导入角长度内顺次挤锁紧段、尾牙、螺纹段。当毛胚进到长度L2处开始竖向成型完整的三段丝扣；直至毛胚到脱料斜面前时,完成周向竖向所有丝扣成型。与现有的1或3台滚丝机工艺比，效率提高20倍及以上。实现省时、省力、省工。且有加工定位好、螺纹不崩牙、连接处无毛刺等优化性能。可满足大批量生产需求。

Description

短尾铆钉一次搓丝成型模具

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种紧固件拉铆钉的加工丝扣技术。属金属加工插削类(B23D)。

(二)背景技术：

现有用于铁路火车、汽车上的短尾铆钉成品5,其外形见图1,钉杆上从上至下有三段丝扣:与套环5.4铆接挤压锁紧的锁紧段5.1、螺纹段5.2、尾牙5.3。图1中钉头为5.5,被铆接板为5.6,铆接器卡爪5.7,铆接器外套5.8。螺纹段后端面为圆锥面5.21,铆接时铆接器卡爪夹持铆钉尾牙时,圆锥面5.21用于卡爪定位。在尾牙上端5.31段也用于卡爪定位。一般尾牙上端5.31段牙底略宽,这里称为尾牙宽牙底段5.31。例如:铆钉规格16mm,牙底加宽0.15mm，此时尾牙宽牙底段5.31长度为4.67±0.15。不同型号产品尺寸由设计图纸提供。

现有短尾铆钉丝扣加工成形方法有两种:1)设三台滚丝机:第一台上装尾牙滚丝模,第二台上装螺纹滚丝模,第三台上装锁紧槽滚丝模；由3人分别操作制丝尾牙→制丝螺纹→制丝锁紧槽,同时3人负责每段滚丝和换工位拆装工作。2)设一台滚丝机,3副滚丝模:由1人拆装更换滚丝模3次,加工3次:制丝尾牙→制丝螺纹→制丝锁紧槽完成三段滚丝加工。这样的成形工艺费时、费力、费工、效率低,且设备占用多,无法满足大批量生产需求。

(三)发明内容：

本实用新型提供的短尾铆钉一次搓丝成型模具,其目的是解决短尾铆钉现有丝扣成形工艺费时、费力、费工、效率低无法满足大批量生产需求的问题。

技术方案如下:

短尾铆钉一次搓丝成型模具,包括:搓丝机上的动模、定模、工件位、送料导轨、推料装置；其特征是:

所述动模6或定模7均有完全相同的从上至下顺次连接的锁紧模、螺纹模和尾牙模:锁紧模1:最前端长L₁内两侧面夹角为锁紧导入角α₁。最后端两侧面夹角为脱料角β；最宽为锁紧模宽Y₁，高度Z1与短尾铆钉5的锁紧段长度L_5.1相等。

螺纹模2:最前端长L₂内两侧面夹角为螺纹导入角α₂。两侧面最高处有小平面2.1、有上倒角2.2；螺纹模有螺纹升角θ,螺纹模最后端两侧面夹角为脱料角β；螺纹模最宽为中端的螺纹模宽Y₂,且有去除锐角的棱边；螺纹模高度Z₂等于短尾铆钉的螺纹段长度L_5.2与小平面2.1高度h2.1之和。

尾牙模3:最前端长L₃内两侧面夹角为尾牙导入角α₃；最后端两侧面夹角为脱料角β；最宽为锁紧模宽Y₃；尾牙模高度Z3大于短尾铆钉的尾牙长度L_2.3；尾牙模上端设带倒角的宽牙底加工齿3.1。

上述α₁＜α₃＜α₂；L₁＜L₃＜L₂；

上述模具设计参数优化范围如下:

α₁≤0.5°、α₂≤1.5°、α₃≤1.5°。Y₃≮Y₂。小平面高h2.1＝(0.3～1)mm。上倒角2.2＝0.5×45°。螺纹升角θ＝arctanP/πd,式中d为选定螺纹外径,P为选定牙距。脱料角β取10°。

本实用新型有益效果:

1)现有的制丝尾牙→制丝螺纹→制丝锁紧槽三个工艺，每个滚丝过程需要10秒左右，完成一个短尾铆钉至少需要30秒,1分钟只能加工2个。本实用新型一次搓丝成型，1分钟能加工40个以上,加工效率提高20倍及以上。

2)本实用新型一次成型搓丝工艺操作人员劳动强度小,且中间过程没有工件脱料、换工位、再装夹等工序及时间,省时、省力、省工。

3)本实用新型搓丝模具参数设计采用α1＜α3＜α2；L1＜L3＜L2,即先成型的铆钉锁紧段丝扣的锁紧模1中的导入长度L1最短，导入角α1最小(见图4),保证最先成型锁紧段5.1,可先行定位。这样设计使工件在进入模具里开始挤压时，保证不会在自身重力下倾斜，导致乱扣。本实用新型虽是一个工件上中下三种不同类型丝扣同时挤压成型,但如果模具的长度和高度允许，按本实用新型一次搓丝技术可以用于实现更多类型的丝扣同时挤压成型。

4)搓丝模具参数设计采用Y3≮Y2,使尾牙模3起支撑作用,可防止加工中螺纹丝扣崩牙。

5)螺纹模:设螺纹模宽去除锐角棱边,可防止加工中螺纹丝扣崩牙。设小平面2.1,保证锁紧段5.1和螺纹段5.2衔接处无毛刺。设上倒角2.2可防止加工中螺纹边缘丝扣崩牙。螺纹升角θ保证加工出螺纹段(θ由产品图纸尺寸提供)。

6)尾牙模上端有带倒角的宽牙底加工齿3.1(见图12),可加工出螺纹段下端圆锥面5.21和尾牙上端的宽牙底段5.31,用以保证铆接器卡爪定位(见图1)。

(四)附图说明：

图1铆接后的短尾铆钉成品5正视图。

图2动模6或定模7装配示意图(图中画出了工件短尾铆钉毛胚4)。

图3为图2中的B-B剖视图。(Z-Y面)。

图4为图2中的A₁-A₁剖视图,即锁紧模1俯视图(X-Y面)。

图5为图2中毛胚4在导入角长度结束位置B前的俯视剖视图(X-Y面)。

图6为图2中毛胚4在挤压完成待进入脱料斜面位置C前的俯视剖视图(X-Y面)。

图7为图2中的A₂-A₂剖视图,即螺纹模2俯视图(X-Y面)。(在导入角长度挤压位置)。

图8为图7中的M向视图。即螺纹模2正视图(Z-X面)。

图9为图8中局部Ⅰ放大图。即螺纹模2最前端正视图(Z-X面)。

图10为图9中N向视图。即螺纹模2最前端端面视图(Z-Y面)。

图11为图2中的A₃-A₃剖视图,即尾牙模3俯视图(X-Y面)。(在导入角长度挤压位置)。

图12为图11中N向视图。即尾牙模3最前端端面视图(Z-Y面)。

图13搓丝机8俯视图(X-Y面)。包括动模、定模、送料导轨、上料装置等。

图14为图13中局部Ⅱ放大图。

(五)具体实施方式：

本实施例短尾铆钉一次搓丝成型模具:

包括见图13,搓丝机8上设有沿Y向布置的动模6和定模7,两者间的间距为工件位8.1。动模由装有飞轮的连杆8.2驱动沿X方向相对定模移动。定模用锁紧螺钉固定在搓丝机8底座上。见图13、14,在工件位8.1入口处设下斜的送料导轨8.4,其上排放短尾铆钉毛胚4。见图14,送料导轨8.4前端有推料片8.5和挡料片8.6的推料装置。

见图2,所述动模6或定模7均有完全相同的从上至下顺次连接固定的锁紧模1、螺纹模2和尾牙模3。

锁紧模1:见图4,最前端长L₁内两侧面夹角为锁紧导入角α₁。最后端两侧面夹角为脱料角β。最宽为锁紧模宽Y₁(Y₁可同时见图3)。见图2中高度Z1与图1中短尾铆钉5的锁紧段长度L_5.1相等。

螺纹模2:见图7,最前端长L₂内两侧面夹角为螺纹导入角α₂。见图10,图9,两侧面最高处有小平面2.1、有上倒角2.2。见图9,螺纹模有螺纹升角θ,即横截面中心线水平面和底面间沿X方向夹角变化为螺纹升角θ,用以实现加工出螺纹。见图7,螺纹模最后端两侧面夹角为脱料角β。见图7、图3,螺纹模最宽为中端的螺纹模宽Y₂,有去除锐角的棱边,且螺纹越接近下端面，越尖锐，强度越低。更需去除锐边。见图2中螺纹模高度Z₂等于图1中短尾铆钉的螺纹段长度L_5.2与图10中小平面2.1高度h2.1之和,即Z₂＝L_5.2+h2.1。

尾牙模3:见图11,最前端长L₃内两侧面夹角为尾牙导入角α₃；最后端两侧面夹角为脱料角β；最宽为锁紧模宽Y₃(Y₃可同时见图3)。见图2中尾牙模高度Z3大于图1中短尾铆钉的尾牙长度L_2.3。如果尾牙模高度过低，热处理会变形，强度也不足。见图1,尾牙5.3最上端有尾牙宽牙底段5.31也用于铆接器卡爪定位。见图12,尾牙模3上端设有带倒角的宽牙底加工齿3.1,便可挤压出圆锥面5.21和尾牙宽牙底段5.31(见图1)。

上述设计参数取值条件及范围如下:

上述α₁＜α₃＜α₂；L₁＜L₃＜L₂(见图4、图7和图11)。

α₁≤0.5°、α₂≤1.5°、α₃≤1.5°。(见图4、图7和图11)。

Y₃≮Y₂；(见图3)。小平面高h2.1＝(0.3～1)mm。(见图10)。

上倒角2.2＝0.5×45°；(见图10)。

螺纹升角θ＝arctanP/πd,式中d为选定螺纹外径,P为选定牙距。(见图9)。

脱料角β取10°。(见图4、图7和图11)角度越大，脱料行程越短。

L₁、L₂、L₃长度按动模6或定模7总长选取。Y₁、Y₂、Y₃宽度按搓丝机8宽度布置选取。

本实施例使用上述短尾铆钉一次搓丝成型模具实现短尾铆钉一次搓丝成型的方法,有如下步骤:

1)预装:

将图4、图7、图11中的锁紧模1、螺纹模2和尾牙模3从上至下顺次装为图2、图3中的动模6或定模7,并分别安装在图13中搓丝机8中工件位8.1两侧的动板侧和定板侧，调试并固定好模具。

送料过程:见图13,工件4经搓丝机8上料机构传输至有斜度导轨8.4,工件在自重下前移，由导轨上送料齿逐个送料至挡料片8.6，当动模6移动至定模7导入端口部时，推料片8.5同步动作，把工件推入工作位8.1。

2)搓丝1步:

见图4,动模6沿X向前移进刀,铆钉毛胚4反时针自转,在导入角的长度L1、L2、L3范围类先挤压图2中铆钉毛胚4锁紧段4.1(由于L1最短，α1最小)，其次挤压毛胚尾牙4.3，最后挤压毛胚螺纹段4.2。

3)搓丝2步及成型:

见图5,图6,动模6沿X向继续前移进刀，半成品毛胚4后移在动模6导入角长度L2结束位置B上,从此处开始所有丝扣挤压达到最大深度，开始竖向成型完整的丝扣锁紧，螺纹，尾牙；直至到图6脱料斜面前位置C,这段中半成品毛胚4继续反时针自转,已搓丝后弧长4a周向前移；动模6沿X向继续前移进刀挤压,使周向后一段弧长4b内的毛胚成型为上中下三段丝扣5.1、5.2、5.3(见图1),即在一个周长内完成周向竖向所有丝扣成型，随后进行整型。

4)脱料:见图6,动模6沿X方向继续向前移至动模脱料斜面6.1和定模脱料斜面7.1处,因有脱料角的存在，动模、定模之间的间隙逐渐增大，直至工件脱落。

Claims (2)

1.短尾铆钉一次搓丝成型模具,包括:搓丝机上的动模、定模、工件位、送料导轨、推料装置；其特征是:

所述动模(6)或定模(7)均有完全相同的从上至下顺次连接的锁紧模、螺纹模和尾牙模；

锁紧模(1):最前端长L₁内两侧面夹角为锁紧导入角α₁，最后端两侧面夹角为脱料角β；最宽为锁紧模宽Y₁，高度Z1与短尾铆钉(5)的锁紧段长度L_5.1相等；

螺纹模(2):最前端长L₂内两侧面夹角为螺纹导入角α₂，两侧面最高处有小平面(2.1)、有上倒角(2.2)；螺纹模有螺纹升角θ,螺纹模最后端两侧面夹角为脱料角β；螺纹模最宽为中端的螺纹模宽Y₂,且有去除锐角的棱边；螺纹模高度Z₂等于短尾铆钉的螺纹段长度L_5.2与小平面(2.1)高度h2.1之和；

尾牙模(3):最前端长L₃内两侧面夹角为尾牙导入角α₃；最后端两侧面夹角为脱料角β；最宽为锁紧模宽Y₃；尾牙模高度Z3大于短尾铆钉的尾牙长度L_2.3；尾牙模上端设带倒角的宽牙底加工齿(3.1)；

上述α₁＜α₃＜α₂；L₁＜L₃＜L₂。

2.按权利要求1所述的短尾铆钉一次搓丝成型模具,其特征是:设计参数取值条件和范围如下:

α₁≤0.5°、α₂≤1.5°、α₃≤1.5°；Y₃≮Y₂；

小平面高h2.1＝(0.3～1)mm；上倒角2.2＝0.5×45°；

螺纹升角θ＝arctanP/πd,式中d为选定螺纹外径,P为选定牙距；

脱料角β取10°。