在日常生活与工业生产中,螺丝螺母这类小物件随处可见,它们默默发挥着紧固连接的关键作用。可别小瞧了这些毫不起眼的零件,其背后的冷镦生产工艺蕴含着诸多精妙之处。今天,就让我们一同深入探索螺丝螺母的冷镦生产全过程。

一、冷镦工艺:神奇的塑形魔法

冷镦工艺作为少无切削金属压力加工的重要新工艺,利用金属在常温下受外力产生塑性变形的特性,借助精心设计的模具,巧妙地使金属体积重新分布与转移,从而精准塑造出所需的螺丝螺母形状。这一工艺就如同神奇的魔法,将原本普通的金属材料,变幻成一个个紧密咬合、坚固耐用的连接件。与其他加工方式相比,冷镦工艺优势显著。经过冷镦的螺丝螺母,金属纤维得以完整保留,内部结构紧密压实,机械性能大幅提升,其抗拉强度比切削加工的产品提高约 10%,部分甚至可达 20%。同时,材料利用率也大大提高,以冷镦螺栓为例,新工艺 “凹穴” 六角头螺栓的材料利用率可达 99% 以上,近乎实现无切削加工,而切削加工的材料利用率仅为 40%;冷镦螺母的材料利用率可达 80% 左右,远超切削加工螺母的 54%。不仅如此,冷镦工艺还能显著提高生产效率,与传统切削工艺相比,冷镦螺母的生产率可提高 25 - 30 倍之多。

二、冷镦用原材料:精挑细选的基石

要想生产出高品质的螺丝螺母,冷镦用原材料的选择至关重要。首先,原材料需具备较高的塑性与较低的硬度。因为冷镦过程中,毛坯侧表面会承受切向拉应力,塑性不佳、硬度过高的材料极易产生纵向表面裂纹。对于钢材而言,一般要求表面硬度在 75 - 85HRB 之间。其次,原材料的表面质量必须严格把控。由于冷镦产品多为标准件,后续通常不再进行切削加工,像螺钉、螺栓的杆部在冷镦时变形极小,基本保留毛坯原有表面,所以不允许原材料表面存在划伤、麻斑、锈迹等缺陷,表面粗糙度要尽可能低。再者,尺寸精度也不容忽视。为确保坯料体积准确,坯料直径公差需严格控制,例如螺栓原材料的公称尺寸及公差有着精确规定。冷镦材料的供应形式主要有冷拔盘料和冷拔棒料两种。冷拔盘料直径规格一般在 2 - 16mm,每盘重量 100 - 2000kg;直径大于 16mm 的冷拔料,则多以棒料形式供应。

三、冷镦设备:高效生产的得力助手

冷镦工艺的高效实施离不开专业的冷镦设备。现代冷镦机种类繁多,功能日益强大,从过去简单的两工位设备,已发展至多工位。常见的冷镦机型号多样,各有千秋。Z12 系列双击整模自动冷镦机,可采用盘料及直棒料,依据二次镦锻原理,能生产各种元头、沉头、半沉头、内六角及非标头形的螺栓和机械零件,操作便捷,工艺相对简单,还可定制阳模推出细长规格保护装置及拉出机构。z18 - 5 两模四冲冷镦机,在螺丝、铆钉等紧固件生产中表现出色。Z41 - 24 多工位自动螺母冷镦机,是生产六角螺母坯料的专用设备,棒料经辊轮进料后,依次完成切断、压球、压角、冲孔、成型等五道工序,全程自动化,适用于螺帽标准件厂家及大量使用标准件螺帽的企业,还可根据需求定制六工位、七工位等非标成型自动冷镦机。Z41 - 30 多工位自动螺母冷镦机与 Z41 - 24 类似,只是工序略有不同,同样能高效完成螺母坯料生产。ZS308 多工位高速自动冷镦机,主要用于制造螺钉(螺栓),镦锻工位水平排列,采用冷拔盘(棒)料,经切断、初冲、精冲、搓丝等工序,连续产出高质量的螺钉(螺栓)成品。11B - 33B 多工位高速螺母及五金零件成型机,作为先进机型,能生产各种异型件,尤其在带孔异型件及标准螺母生产方面,精度高(内径公差 0.03mm,外径 0.10mm)、速度快(每分钟 80 - 240 件),且生产时噪音小,全密封式生产更安全、清洁。这些冷镦机在设计上亮点十足。曲轴与机体、冲击连杆采用高耐磨合金铜瓦连接,承载能力强,使用寿命长,维修成本低;机体选用添加合金的球铁 500 铸造,抗拉强度高,耐磨性能好;二级齿轮传动系统,传动效率高,传动力矩大;配备气动离合刹车器,降低电机功率能耗;切料系统利用导板驱动切刀杆,切断力直线传送,稳定且动态平衡性佳;挟钳系统可 180 度翻转或平移,便于灵活安排成型工艺;变频调速装置实现一定范围内无极调速;故障检出器及安全保护装置,在设备故障时自动停机,全方位保护设备和工模具;送料箱安装止推装置,进一步提高送料精度。

四、生产流程:环环相扣的精密协作

原材料准备:依据生产需求,挑选合适规格与材质的冷拔盘料或棒料,仔细检查原材料质量,确保无表面缺陷、尺寸精准无误,硬度和塑性符合冷镦工艺要求。

坯料切断:将原材料按照预先计算好的长度,通过冷镦机的切断装置精准切断,获得单个坯料。切断过程需严格控制尺寸精度,确保每个坯料长度一致,为后续加工奠定基础。

镦锻成型:这是冷镦生产的核心环节。坯料在冷镦机的多个工位间依次传递,历经初镦、精镦等多道工序。在强大压力作用下,坯料逐步变形,先后形成螺丝的头部形状、螺纹轮廓,或是螺母的六角外形、内螺纹孔等。此过程对模具精度和设备稳定性要求极高,稍有偏差就可能导致产品尺寸不合格或出现表面缺陷。

质量检测:生产出的螺丝螺母需经过严格质量检测。运用专业量具,对产品尺寸进行精确测量,确保符合相关标准;通过外观检查,仔细查看产品表面是否存在裂纹、划伤、变形等缺陷;针对一些对强度有特殊要求的产品,还需进行力学性能测试,如拉伸试验、硬度测试等,只有各项指标全部合格的产品,才能进入下一环节。

表面处理:为提升螺丝螺母的防锈、耐磨等性能,通常会对其进行表面处理。常见的处理方式有镀锌、镀镍、发黑等。镀锌可在产品表面形成一层致密的锌层,有效阻挡氧气和水分侵蚀,提高防锈能力;镀镍能使产品表面更加光滑、美观,同时增强耐磨性;发黑处理则通过化学反应,在产品表面生成一层黑色氧化膜,起到一定防锈和装饰作用。

五、质量把控:严守品质生命线

在螺丝螺母冷镦生产中,质量把控贯穿始终。从原材料采购时对供应商的严格筛选,到生产过程中对每一道工序的精细管控,再到成品出厂前的全面检测,每一个环节都不容有丝毫疏忽。生产企业会制定严格的质量标准与操作规范,要求工人严格按照标准作业,定期对设备进行维护保养,确保设备始终处于良好运行状态。同时,引入先进的检测设备与技术,如高精度三坐标测量仪、无损探伤仪等,提高检测准确性与效率。此外,还会建立完善的质量追溯体系,一旦产品出现质量问题,能够迅速追溯到原材料批次、生产设备、操作人员以及具体生产时间,以便及时查明原因,采取有效改进措施。看似简单的螺丝螺母,其冷镦生产过程实则涉及精密的工艺、专业的设备、优质的原材料以及严格的质量把控。正是这一系列环节的紧密配合、协同运作,才造就了这些广泛应用于各个领域、保障设备稳定运行的小小连接件。下次当你看到螺丝螺母时,或许会对它们背后蕴含的大工艺多一份深刻理解与由衷赞叹。

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