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     带肩螺母

    3.2  螺母材料选择

    根据成形要求,选用冷镦钢成型用钢SWRCH45K,冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载,广泛用于生产螺钉,销钉,螺母等标准件。冷镦工艺可节省原料,降成本,而且通过冷作硬化提高工件的抗拉强度,改善性能,冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能,钢中S和P等杂质含量减少,对钢材的表面质量要求严格,经常采用优质碳钢,若钢的含碳钢大于0.25%,应进行球化退火热处理,以改善钢的冷镦性能。

    3.3  螺母材料成型性能

    冷镦钢的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。它是一种在室温条件下,利用冷镦工艺生产紧固件的钢种,可用来制造螺钉、螺栓、螺母、自攻螺钉、墙板钉等各类紧固件,广泛应用于汽车、机械设备、建筑和电器等行业领域。冷镦钢因冷成型性能良好,在机械加工行业用冷镦代替热轧材冷切削机加工。要能实现冷镦加工,冷镦钢必须具有很好的综合力学性能。主要表现在以下几个方面:

    (1) 良好的强度、塑性和韧性。冷镦钢在冷镦加工过程中要进行很大的变形量,这就要求冷镦钢要具有很好的塑性。     (2) 较低的碳、磷、硫含量和较高的洁净度。冷镦钢的含碳量一般在0.05%-0.5%,其硫和磷的含量一般要低于0.035%.一般要低于0.035%。     (3) 表面和内部质量要求高。冷镦钢表面质量要求严格,以避免冷镦时表面产生裂纹,因为表面任何可见的皱皮、折叠、刻痕等缺陷,都可能在冷镦时引起裂纹。冷镦钢表面的个别小发纹不得超过下列规定:直径≤20mm.的钢材为0.1mm,其它的为0.15mm。其内部不允许有严重的夹杂物、夹层、疏松、缩孔和显著的偏析,这些缺陷会导致冷镦时开裂。

    3.4  冷挤压成型工艺

    冷挤压工艺设计工作包括以下方面:1)挤压件设计;2)工艺计算;3)成形工序设计;4)成形工艺方案制定。工艺设计工作的基本程序,如图所示。

    工艺设计时,从研究产品图开始。首先,根据变形前后体积不变定律设计挤压件图,计算毛坯体积,并由挤压件尺寸和中间工序尺寸,通过体积公式确定毛坯尺寸,再由变形程度、挤压机大小和形状复杂程度,确定工序数目。

     工艺流程

    3.5  设计方案拟定

    方案一:备料→下料→热镦→预成形→机械加工→表面处理→性能检查。

    方案二:使用复合挤压模具一次成形。

    方案三:分工序成形,首先冷挤压预成型部分尺寸,然后使用冷挤压反挤成形。

    初步工艺流程:下料→冷镦→热处理→去氧化皮→盐酸清洗→热水清洗→磷酸盐处理→冷水清洗→皂化处理→冷挤压预成型→各工序反挤压成形→检验→入库

    方案分析比较: 

    方案一的问题是是: ①工艺路线长, 生产周期长, 批量生产能力有限; ②热镦时加热时间和加热温度不易控制, 热镦以后金属的晶粒度变化较大, 零件表面常发生不同程度的污染, 零件易发生过烧等缺陷, 生产过程不易控制, 完全依靠操作工的操作熟练程度和加工经验; ③热镦后须增加车加工工序进行螺母端面和螺纹底孔的切削加工, 生产效率不高, 产品质量不稳定; ④材料利用率低, 生产成本高。

    方案二采用复合挤压一次成形,此方案生产零件效率高,易于实现自动化。但是,本零件结构较为复杂,成形难度较大,需要很大的变形力才能完成挤压。因此,对材料的选择和模具的设计都有较高的要求,否则由于变形程度过大,就会使模具过载破坏,零件破裂。所以,只有简单的挤压件,才能一道工序挤压成形。本方案不适合本零件。

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