短尾鉚釘一次搓絲成型方法及模具的制作方法
【專利說明】
[0001](一 )技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種緊固件拉鉚釘?shù)募庸そz扣技術(shù)。屬金屬加工插削類(B23D) O
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有用于鐵路火車、汽車上的短尾鉚釘成品5，其外形見圖1，釘桿上從上至下有三段絲扣:與套環(huán)5.4鉚接擠壓鎖緊的鎖緊段5.1、螺紋段5.2、尾牙5.3。圖1中釘頭為5.5，被鉚接板為5.6，鉚接器卡爪5.7，鉚接器外套5.8。螺紋段后端面為圓錐面5.21，鉚接時(shí)鉚接器卡爪夾持鉚釘尾牙時(shí)，圓錐面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段牙底略寬，這里稱為尾牙寬牙底段5.31。例如:鉚釘規(guī)格16mm，牙底加寬0.15mm，此時(shí)尾牙寬牙底段5.31長(zhǎng)度為4.67±0.15。不同型號(hào)產(chǎn)品尺寸由設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁?br>[0003]現(xiàn)有短尾鉚釘絲扣加工成形方法有兩種:I)設(shè)三臺(tái)滾絲機(jī):第一臺(tái)上裝尾牙滾絲模，第二臺(tái)上裝螺紋滾絲模，第三臺(tái)上裝鎖緊槽滾絲模；由3人分別操作制絲尾牙一制絲螺紋一制絲鎖緊槽，同時(shí)3人負(fù)責(zé)每段滾絲和換工位拆裝工作。2)設(shè)一臺(tái)滾絲機(jī)，3副滾絲模:由I人拆裝更換滾絲模3次，加工3次:制絲尾牙一制絲螺紋一制絲鎖緊槽完成三段滾絲加工。這樣的成形工藝費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)工、效率低，且設(shè)備占用多，無法滿足大批量生產(chǎn)需求。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明提供的短尾鉚釘一次搓絲成型方法及模具，其目的是解決短尾鉚釘現(xiàn)有絲扣成形工藝費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)工、效率低無法滿足大批量生產(chǎn)需求的問題。
[0005]技術(shù)方案如下:
[0006]短尾鉚釘一次搓絲成型方法，包括:搓絲機(jī)上的動(dòng)模、定模、工件位、送料導(dǎo)軌、推料裝置；其特征是:有如下步驟:
[0007]I)動(dòng)模6或定模7均有完全相同的從上至下順次連接的鎖緊模、螺紋模和尾牙模:
[0008]鎖緊模1:最前端長(zhǎng)L1內(nèi)兩側(cè)面夾角為鎖緊導(dǎo)入角α 10最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β ;最寬為鎖緊模寬Y1,高度Zl與短尾鉚釘5的鎖緊段長(zhǎng)度L5.1相等。
[0009]螺紋模2:最前端長(zhǎng)L2內(nèi)兩側(cè)面夾角為螺紋導(dǎo)入角α 2。兩側(cè)面最高處有小平面2.1、有上倒角2.2;螺紋模有螺紋升角Θ，螺紋模最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β ;螺紋模最寬為中端的螺紋模寬Y2,且有去除銳角的棱邊；螺紋模高度Z2等于短尾鉚釘?shù)穆菁y段長(zhǎng)度L5.2與小平面2.1高度h2.1之和。
[0010]尾牙模3:最前端長(zhǎng)L3內(nèi)兩側(cè)面夾角為尾牙導(dǎo)入角α 3;最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β ;最寬為鎖緊模寬Y3;尾牙模高度Ζ3大于短尾鉚釘?shù)奈惭篱L(zhǎng)度L2.3;尾牙模上端設(shè)帶倒角的寬牙底加工齒3.10
[0011]上述af α 3< a 2；L L 3< L 2；
[0012]2)預(yù)裝:將上述連接后的動(dòng)?；蚨７謩e安裝在搓絲機(jī)8中工件位8.1兩側(cè)的動(dòng)板側(cè)和定板側(cè)，調(diào)試并固定好模具。
[0013]3)搓絲I步:啟動(dòng)搓絲機(jī)，動(dòng)模沿X向前移進(jìn)刀，鉚釘毛胚4反時(shí)針自轉(zhuǎn)，在導(dǎo)入角的長(zhǎng)度LI范圍類先擠壓出鉚釘毛胚鎖緊段4.1，其次擠壓尾牙4.3，最后擠壓螺紋段
4.2。
[0014]4)搓絲2步及成型:
[0015]動(dòng)模沿X向繼續(xù)前移進(jìn)刀，半成品鉚釘毛胚后移在動(dòng)模導(dǎo)入角長(zhǎng)度L2結(jié)束位置B上，從此處開始擠壓達(dá)到最大深度，開始豎向成型完整的鎖緊段、尾牙、螺紋段絲扣；直至到脫料斜面前位置C，在這段中，已搓絲后弧長(zhǎng)4a周向前移；動(dòng)模繼續(xù)進(jìn)刀擠壓，使周向后一段弧長(zhǎng)4b內(nèi)的鉚釘毛胚成型為上中下三段絲扣5.1,5.2,5.3，在一個(gè)周長(zhǎng)內(nèi)完成周向豎向所有絲扣成型，隨后進(jìn)行整型。
[0016]5)脫料:動(dòng)模沿X方向繼續(xù)向前移至動(dòng)模脫料斜面6.1和定模脫料斜面7.1處，動(dòng)模、定模之間的間隙逐漸增大，直至工件脫落。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述短尾鉚釘一次搓絲成型方法所需的模具，其特征是與上述短尾鉚釘一次搓絲成型方法中〈I)動(dòng)模6或定模7均有完全相同的從上至下順次連接的鎖緊模、螺紋模和尾牙?！抵忻枋鎏卣魍耆嗤@里不再重復(fù)。
[0018]上述模具設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化范圍如下:
[0019]a ^ 0.5°、α 2彡 1.5。、α 3彡 1.5。。Υ3.Φ； Υ2。小平面高 h2.1 = (0.3 ?I)mm。上倒角2.2 = 0.5X45°。螺紋升角Θ = arctanP/ Jid,式中d為選定螺紋外徑，P為選定牙距。脫料角β取10°。
[0020]本發(fā)明有益效果:
[0021]I)現(xiàn)有的制絲尾牙一制絲螺紋一制絲鎖緊槽三個(gè)工藝，每個(gè)滾絲過程需要10秒左右，完成一個(gè)短尾鉚釘至少需要30秒，I分鐘只能加工2個(gè)。本發(fā)明一次搓絲成型，I分鐘能加工40個(gè)以上，加工效率提高20倍及以上。
[0022]2)本發(fā)明一次成型搓絲工藝操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度小，且中間過程沒有工件脫料、換工位、再裝夾等工序及時(shí)間，省時(shí)、省力、省工。
[0023]3)本發(fā)明搓絲模具參數(shù)設(shè)計(jì)采用α I < α 3 < α 2 ;L1 < L3 < L2，即先成型的鉚釘鎖緊段絲扣的鎖緊模I中的導(dǎo)入長(zhǎng)度LI最短，導(dǎo)入角α I最小(見圖4)，保證最先成型鎖緊段5.1，可先行定位。這樣設(shè)計(jì)使工件在進(jìn)入模具里開始擠壓時(shí)，保證不會(huì)在自身重力下傾斜，導(dǎo)致亂扣。本發(fā)明雖是一個(gè)工件上中下三種不同類型絲扣同時(shí)擠壓成型，但如果模具的長(zhǎng)度和高度允許，按本發(fā)明一次搓絲技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)更多類型的絲扣同時(shí)擠壓成型。
[0024]4)搓絲模具參數(shù)設(shè)計(jì)采用Υ3術(shù)Υ2,使尾牙模3起支撐作用，可防止加工中螺紋絲扣崩牙。
[0025]5)螺紋模:設(shè)螺紋模寬去除銳角棱邊，可防止加工中螺紋絲扣崩牙。設(shè)小平面
2.1,保證鎖緊段5.1和螺紋段5.2銜接處無毛刺。設(shè)上倒角2.2可防止加工中螺紋邊緣絲扣崩牙。螺紋升角Θ保證加工出螺紋段(Θ由產(chǎn)品圖紙尺寸提供)。
[0026]6)尾牙模上端有帶倒角的寬牙底加工齒3.1 (見圖12)，可加工出螺紋段下端圓錐面5.21和尾牙上端的寬牙底段5.31，用以保證鉚接器卡爪定位(見圖1)。(四)【附圖說明】:
[0027]圖1鉚接后的短尾鉚釘成品5正視圖。
[0028]圖2動(dòng)模6或定模7裝配示意圖(圖中畫出了工件短尾鉚釘毛胚4)。
[0029]圖3為圖2中的B-B剖視圖。(Z-Y面)
[0030]圖4為圖2中的A1-A1剖視圖，即鎖緊模I俯視圖(X_Y面)。
[0031]圖5為圖2中毛胚4在導(dǎo)入角長(zhǎng)度結(jié)束位置B前的俯視剖視圖(X-Y面)。
[0032]圖6為圖2中毛胚4在擠壓完成待進(jìn)入脫料斜面位置C前的俯視剖視圖(X-Y面)。
[0033]圖7為圖2中的A2-A2剖視圖，即螺紋模2俯視圖(Χ_Υ面)。(在導(dǎo)入角長(zhǎng)度擠壓位置)
[0034]圖8為圖7中的M向視圖。即螺紋模2正視圖(Ζ_Χ面)。
[0035]圖9為圖8中局部I放大圖。即螺紋模2最前端正視圖(Z-X面)。
[0036]圖10為圖9中N向視圖。即螺紋模2最前端端面視圖(Ζ_Υ面)。
[0037]圖11為圖2中的A3-A3剖視圖，即尾牙模3俯視圖(Χ_Υ面)(在導(dǎo)入角長(zhǎng)度擠壓位置)。
[0038]圖12為圖11中N向視圖。即尾牙模3最前端端面視圖(Ζ_Υ面)。
[0039]圖13搓絲機(jī)8俯視圖(X-Y面)。包括動(dòng)模、定模、送料導(dǎo)軌、上料裝置等。
[0040]圖14為圖13中局部II放大圖。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0041]本實(shí)施例短尾鉚釘一次搓絲成型方法，
[0042]包括見圖13，搓絲機(jī)8上設(shè)有沿Y向布置的動(dòng)模6和定模7，兩者間的間距為工件位8.1。動(dòng)模由裝有飛輪的連桿8.2驅(qū)動(dòng)沿X方向相對(duì)定模移動(dòng)。定模用鎖緊螺釘固定在搓絲機(jī)8底座上。見圖13、14，在工件位8.1入口處設(shè)下斜的送料導(dǎo)軌8.4，其上排放短尾鉚釘毛胚4。見圖14，送料導(dǎo)軌8.4前端有推料片8.5和擋料片8.6的推料裝置。其特征是有如下步驟:
[0043]I)見圖2，動(dòng)模6或定模7均有完全相同的從上至下順次連接固定的鎖緊模1、螺紋模2和尾牙模3。
[0044]鎖緊模1:見圖4，最前端長(zhǎng)L1內(nèi)兩側(cè)面夾角為鎖緊導(dǎo)入角α 10最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β。最寬為鎖緊模寬Y1 (Y1可同時(shí)見圖3)。見圖2中高度Zl與圖1中短尾鉚釘5的鎖緊段長(zhǎng)度W1相等。
[0045]螺紋模2:見圖7，最前端長(zhǎng)L2內(nèi)兩側(cè)面夾角為螺紋導(dǎo)入角α 2。見圖10，圖9，兩側(cè)面最高處有小平面2.1、有上倒角2.2。見圖9，螺紋模有螺紋升角Θ，即橫截面中心線水平面和底面間沿X方向夾角變化為螺紋升角Θ，用以實(shí)現(xiàn)加工出螺紋。見圖7，螺紋模最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β。見圖7、圖3，，螺紋模最寬為中端的螺紋模寬Y2,有去除銳角的棱邊，且螺紋越接近下端面，越尖銳，強(qiáng)度越低。更需去除銳邊。見圖2中螺紋模高度Z2等于圖1中短尾鉚釘?shù)穆菁y段長(zhǎng)度L 5.2與圖10中小平面2.1高度h2.1之和，即Z2=L5 2+h2.10
[0046]尾牙I吳3:見圖11，最肖LI端長(zhǎng)L3內(nèi)兩側(cè)面夾角為尾牙導(dǎo)入角Ct 3;最后端兩側(cè)面夾角為脫料角β ;最寬為鎖緊模寬Y3(Y3可同時(shí)見圖3)。見圖2中尾牙模高度Ζ3大于圖1中短尾鉚釘?shù)奈惭篱L(zhǎng)度L2.3。如果尾牙模高度過低，熱處理會(huì)變形，強(qiáng)度也不足。見圖