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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