蝶形螺母体工艺分析及模具设计.pdf

模 具技 术网 嚣 嘉 h D ： wwws z mo l d s E O m 模具制造立体传媒电子商务平台 。、 “H K _ H 挤 压 ( 出 ) 模 技 术； 蝶 形 螺 母 体 工 艺 分 析 及 模 具 设 计 杨荣祥 ， 戍 吉民 中航工业标准件制造有限责任公司( 贵州贵阳 5 5 0 0 1 4 ) 【 摘要】 介绍了某电梯公 司用的蝶形螺母 中螺母体的工艺分析， 模具设计及模具工作过 程。经生产验证， 该模具结构可靠， 生产的制件质量稳定、 生产效率高， 为企业创造 了可观 的经济效益， 并在其他制件开发中得到推广应用。 关键词 ： 工艺分析； 5 工位螺母成形机； 蝶形螺母 ； 蝶形垫 圈 中图分类号 ： T G 3 7 2 文献标识码 ： B Te c h n i c a l An a l y s i s a n d Ex t r u d i n g Di e De s i g n o f Bu t t e r f l y Nu t Bo d y 【 A b s t r a c t 】 T h i s t e x t i n t r o d u c e d b u t t e r fl y n u t b o d y s te c h n i c a l a n a l y s i s ， e x t r u d i n g d i e d e s i g n a n d e x t r u d i n g d i e w o r k p r o c e s s o f b u t t e rfly n u t wh i c h u s e d i n L i f t C o mp a n y T h r o u g h w o r k v e r i fi c a t i o n ， t h i s k i n d o f e x t r u d i n g d i e h a s r e l i a b l e s t r u c t u r e ； t h e p r o d u c t S q u a l i t y i s s t a b l e a n d i t h a s h i g h p r o d u c t i o n e ffic i e n c y T h i s k i n d o f e x t r u d i n g d i e c r e a t e s a c o n s i d e r a b l e e c o n o mi c e ffic i e n c y a n d h a s b e e n p r o mo t e d a n d u s e d i n o t h e r p r o d u c t s d e v e l o p me n t Ke y wo r d s ： t e c h n i c a l a n a l y s i s ； fi v e s t a t i o n s n u t s h a p i n g ma c h i n e ； b u t t e r fl y n u t ； b u t t e r fl y w a s h e r 1 引言 某电梯公司在我公司订购了3 0 ，0 0 0 件蝶形螺母 ， 如图1 所示， 当时产量不大， 故采用螺母体， 按普通六 方螺母 镦制 ， 镦 制后采用 车削 的办法加工 翻边 台 。 3 0 ，0 0 0 件蝶形螺母交付后， 某电梯公司又追加订货要 求每月 2 0 0 ，0 0 0 件 ， 若继续按上述方法加工将会出现 以下问题： 生产效率低， 生产进度很难满足客户需 求 ； 由于车削的翻边台厚度不均匀 ， 翻铆时 ， 会 出现 蝶形垫圈与螺母体不能相对 自由转动和脱落现象， 严 重影响了翻铆质量 ； 加工成本高。所以， 为了提高 制件质量 ， 提高生产效率， 必须对制件生产工艺进行 改进， 以满足客户需求。 2 蝶 形螺母工艺分析 该制件如图1 所示 ， 制件是由蝶 形螺母体和蝶形垫圈铆接而成。铆 接后要求蝶形垫圈与蝶形螺母体必 须相对 自由转动且不能脱落。蝶形 螺母性能等级为8 级。 根据制件要求 ： 蝶形垫圈可采用 冲压落料、 弯曲的方法加_丁成形， 生 产效率能满足客户要求 ， 在此不详细说 明。蝶形螺母 体若能采用冷镦 直接镦制成形后( 除了螺纹之外 ) ， 待 蝶形螺母与蝶形垫圈铆接后再攻螺纹， 随后整体进行 表面处理和除氢处理T序， 达到成品状态。只有这样 的工艺方法才能满足用户需求。 3 蝶形螺母体工艺分析 根据制件设计图纸要求 ， 蝶形螺母 体分解成如图 2 所示 。由于螺母体性能等级为 8 级 ， 因此选用 ML 3 5 的材料 ， 冷镦成形后不需进行热处理T艺 ， 可直接 达 到 8 级 。材料规格选用 ： d 9 0 。 当蝶形螺母体分两道T序加T时， 冷镦一 卜 序只加 垫圈 罔1 蝶形螺母零件图 冈2 碟形螺母体分件 8 0 模具制造 2 0 1 3 年第9 期 CEPC 中 国 昆山 网址 ： w s t l j t c o rn 工厚度为 7 5 mm的六方螺母 ， 这样冷镦成形工序相对 容易 ， 形成后车削工序采用夹六方的方式车削 7 6 2 5 ra m的 翻边 台 ， 在车 削装 夹时 ， 有 时螺 纹底 孔 西 4 9 6 m m与主轴中心不同心， 就会造成加工出的翻边 台外径 7 6 m m与螺纹底孑 L 不同心， 产生翻边台厚度 不均匀 的现象 ， 装配时就会影 响翻铆质量。在大批量 生产时 ， 这种工艺方法不可取 。 经过研究分析后认为： 将翻边台在冷镦成形一道 工序内完成 ， 才有可能保证翻边台厚度的均匀 ， 避免 蝶形螺母体与蝶形垫圈翻铆后不能 自由转动和脱落 现象。 为了改变工艺， 经过研究决定选用5 工位螺母成 形机来加工该制件。通过 3 次整形 ， 1 次精镦成形 ， 1 次冲孑 L 的方式来控制制件的加工质量。3 次整形( 3 次初镦 ) 的原 因是 由于在冷镦机切料 时 ， 切下 的坯料 两端不平整， 必须经过2 次整形才能规整， 确保第 3 次 整形 达到所需 的初成形形状 和尺寸要求 。工艺改进 后 ， 用料长度 的计算 ： 1 n 一 一 V = 3 4 6 4 x ( X xJ) x 5 + x 7 2 x 2 5 一 4 9 8 5 4 4 9 5 = x 9 6 3 6 = V ： 7 0 6 式中 厂 一 用料长度 制件体积 5 材料截面积 工位流程图如图3 所示。 田一田 下料 整形 1 整形 2 冲孔 精墩 整形 3 图3 蝶形螺母体变形工位流程图 4 模具设计 由于蝶形螺母体在成形过程中， 第 1 4 工位变 形采用 的是封 闭式挤压和反挤压成形 。第 5 工位选用 挤压式冲孑 L 。所以第 1 5 工位凸模均采用顶杆式凸 模 ， 如图4 所示 。凸模材料选用 M2 A 1 ， 热处理硬度 为 ： 5 8 6 2 H R C 。第 1 4 工位凹模选用截锥形模芯压人 式结构如图5 所示。这样模具结构可以承受较大的胀 力 ， 满足该制件成形力的需求。凹模模芯材料选用 Y G 2 0 ， 硬度8 7 H R A， 形状尺寸如图6 所示 。第5 工 位凹模选用整体圆柱式 ， 凸模材料选用C r l 2 M o V ， 硬 度 5 86 2 HR G， 形状尺寸如图 7 所示。 ( b ) ( d ) ( e ) 图4 第 1 - 5 工位凸模简图 a 第 1 工位： 下料凸模b 第 2 工位： 整形凸模 c 第 3 工位： 整形凸模d 第4 T _ 位： 精镦凸模 e 第5 工位 ： 冲孔凸模 图5 第 1 4 工位截锥形模芯压入式结构 模具制造) 2 0 1 3 年第9 期 8 1 命 模 具技术 网 萼 嘉 h l t p ： wwws z mo l 0 s z ： o m模具制造立体传媒电子商务平台 ( b) -2 - - _ l 8 忙 H L ( d ) 图 6 第 1 4 工位 凹模及顶杆 a第 1 工位 ： 下料凹模 b 第2 工位： 整形凹模 c第3 工位 ： 整彤凹模d 第 4 工位： 整形凹模 i l 1 5 图7 笫5 工位整体圆柱式冲孑 L 凹模 5 模具 工作过程 切料刀切 下 b 9 x 7 m m的料后 ， 移动 到顶料 口， 由 顶料杆将坯料推出切料刀并推入第 1 把夹钳爪中， 由 第 1 把夹钳爪将坯料送到第 l 工位凹模 口， 由第 1 T位 凸模将坯料推入第 l 工位凹模型腔 ， 并将坯料一端挤 成截锥体， 另一端挤平， 如图3 所示。 坯料完成第 1 次变形后 ， 由第 】 工位凹模顶杆将 坯料顶出， 进入第2 把夹钳中， 再由第 2 把夹钳爪翻转 1 8 0 。 后送到第 2 工位凹模口， F i 第2 r 值I“ l 摸将 料 推人第 2 _丁位 凹模型腔 ， 并将坯料一端挤成截锥体 ， 端冲出圆柱形 凹坑 ， 如图3 所示 。 坯料完成第 2次变形后 ， 南第 21 _ 位凹模顶杆将 坯料推 ， 进入第 3 把夹钳爪中， 由第 3 把夹钳爪翮 转 1 8 0 。 后 ， 将坯 料送到第 3 工位 凹模 f _ j ， r _I 第 3 化 凸模将坯料推人第 3 T位 凹模型腔 ， 并将坯料 端挤 出台阶并且端面带圆柱形凹坑 ， 其余材料挤成预 、 方形 ， 如同 3 所示 。 坯料完成第 3次变形后 ， 第 3 工位 叫模顶杆将 料推 出进 入第 4 把夹钳爪 中， r t 1 第 4 把央钳爪将坯料 送到第4 工位凹模 口， 由第4 侮凸模将坏推 入第4 工位 凹模 型腔 ， 将坯料镦制成六方柱和 网柱 台， 且 两端心部挤出圆柱凹坑。此时坯料外形 寸均满足 制件图纸要求 。 坯料完成第 4次变形后 ， 由第 4 I一 位凹模 顶朴 将 坯料推出进入第 5 把夹钳爪 中， t j 第 5 把夹钳爪翻转 1 8 0 。 后 ， 将坯料送到第 5 1 位凹模 口， 由第 5 位凸模 将坯料推到凹模端面上完成冲孔。 完成冲孑 L 后， 由第5 T位凸模将成形后的制件带 人接料 口处 ， 由挡料板将制件挡下落入制件箱 巾， 完 成一个lT作过程。 6 结束语 通过加 丁工艺 、 T装模具 的改进 ， 实现 J 冷镦直 接成形蝶形螺母体的方案 ， 减少 了乍削加 T1 - 序， 提 高 了生产效率 ， 确保 了制 件质量 的一致性 ， 使蝶形螺 母 的翻铆合格 率达 到了 1 0 0 。满足 了客 r 1 需求 ， 为 企业创造 了效益 。该T艺成果埘其他企业生产类似 制件有一定 的借鉴和参考作刚 。 参考文献 1 】 洪慎章 冷挤压实用技术 M1 _ r J E 京 ： 机械 l i lk 版 f ： ， 2 ( ) J 2 第一作者 简介 ： 杨荣祥 ， 男， 1 9 6 4 年生 ， 现任 中航Z - 业标准件制造有限责任公司项目总师。 ( 收稿 期： 2 0 1 3 - 0 7 2 3 ) 更 正 启 事 模具制造) 2 0 1 3 年8 月第8 4 页 公式( 1 ) 不完 ； l 整 ， 正 确 应 为 ： A d ： E S 一 I e I 。 特 此 更 正 。 模具制造 编辑部 8 2 模具制造 2 0 1 3 年 第9 期 墨I 基I