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2023-10-No1-扣件知識

余征諴 更新於 2023-10-13 10:27:02.653

2023-10-No1-扣件知識文章

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件知識文章 (2023-10-No-1)：

#知識主題 : #汽車點觸啟動器螺絲鍛造方法

 

用於汽車點觸啟動器的紅銅螺絲產品，由於該產品頭面光滑度極高，長期以來無法通過冷鍛實現頭部的一次成形，而需依賴二次加工(如：機加工車削)，以實現符合頂部端面光滑度要求。原生產流程包括：冷鐓、搓牙、機械加工、表面處理、檢驗、包裝，共計6道工序。當訂單量突增3倍時，現有生產裝置資源以及原生產模式無法滿足新增訂單的交付。

 

原冷鍛方法為： (S1) 下料 (S2)前向擠製縮徑成形(S3)鍛壓成形頭部齒柱(S4)鍛壓成形頭部多個階級與凸包(預留機械加工量)。

 

新冷鍛方法為：(S1)下料(S2)前向擠製縮徑成形(S3)鍛壓成形頭部齒柱與階級預成形(S4)頭部多個階級精整成形。


應用該方案可解決現有加工螺絲頂部不光滑、不能冷鍛一次成形而需要二次加工、滿足不了生產訂單增加的交貨要求的問題。帶來如下效益：
(1)省去二次加工，總工序數量由6道工序降至5道工序、降低生產週期、提升產能與生產效率。
(2)避免投入額外機加工設備。
(3)冷鐓替代二次加工後，降低產品加工成本(材料損耗、二次加工費用)。
(4)避免產生二次加工工序常見的未車削產品混雜，以及夾具影響螺紋通止規的品質風險。

 

#專利範圍：

  • 1.一種銅螺絲加工裝置，包括第一上模具、第二上模具、下模具和機床,所述第一上模具和所述第二上模具安裝在所述機床的活動部位上，所述下模具安裝在所述機床的固定部位上，所述機床能使所述第一上模具和所述第二上模具分別與所述下模具對接，其特徵在於：
    所述第一上模具包括第一上模體及嵌入所述第一上模體下端的第一模芯，以及嵌入所述第一模芯下端的第二模芯，所述第一上模體的上部為設有內部空腔的圓柱體，下部為倒圓台，所述第一模芯為圓柱形，該第一模芯下端的內部設有半球形空腔，正好容納半球形的所述第二模芯，所述第二模芯的下端內部設有第三圓柱空腔和與之相通的位於其上的第四圓柱空腔，所述第三圓柱空腔設有第一倒角，所述第四圓柱空腔設有第二倒角；
  • 所述第二上模具包括第二上模體及依次嵌入所述第二上模體下端的圓柱形第三模芯、圓柱形第四模芯，所述第二上模體為上部內部設有空腔的圓柱體，其最下端的所述第四模芯的下端內部設有扁柱空腔上連通一個直徑稍小的第二圓柱空腔，所述第三模芯的下端內部設有圓台空腔，該圓台空腔向下開口連通所述第二圓柱空腔；所述第三模芯位於所述第四模芯的上面，且二者的直徑相等；
  • 所述下模具包括圓柱形的下模體及嵌入所述下模體上端的圓柱形第五模芯，所述第五模芯上端與所述下模體的上端形成一個第一倒圓台空腔，所述第五模芯從上端至下端依次設有齒柱空腔連通第一圓柱空腔、連通螺絲柱空腔、連通第二倒圓台空腔、連通第五模芯空腔，所述第五模芯空腔與設定在所述下模體下端的下模體空腔連通。
  • 2.根據權利要求1所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於：所述第一上模體的下端與所述下模體的所述第一倒圓台空腔貼合。
  • 3.根據權利要求1所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於：所述第二上模體的下端端面與所述下模體的上端端面貼合。
  • 4.根據權利要求1所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於：所述第五模芯空腔與所述下模體空腔，均為圓柱形，且二者的直徑相等。
  • 5.根據權利要求1所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於：所述圓台空腔與紅銅螺絲頭部的圓台匹配，所述第二圓柱空腔與紅銅螺絲頭部的第二圓柱匹配，所述扁柱空腔與紅銅螺絲頭部的第二扁柱匹配。
  • 6.根據權利要求1所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於：所述第一倒圓台空腔的高度與紅銅螺絲頭部的第一扁柱的高度匹配，所述齒柱空腔與紅銅螺絲中部的齒柱匹配，所述第一圓柱空腔與紅銅螺絲中部的第一圓柱匹配，所述螺絲柱空腔與紅銅螺絲的螺絲柱匹配，所述第二倒圓台空腔與紅銅螺絲的螺絲尾匹配。
  • 7.一種銅螺絲加工方法，包括權利要求1-6中的所述一種銅螺絲加工裝置，其特徵在於，按照以下的步驟進行冷墩加工：
    步驟一，選用直徑為8.8mm的紅銅線材，切成柱形段料；
    步驟二，用一模強束形成下部小圓柱形，中部碗形，上部大圓柱頭的過程品；
    步驟三，用第一上模具配合下模具衝出上部分別為與第四圓柱空腔匹配的倒角第四圓柱、與第三圓柱空腔匹配的倒角第三圓柱，中部為齒柱和第一圓柱，下部為螺絲柱和螺絲尾的過程品；
    步驟四，用第二上模具配合下模具衝出頭部由上而下的圓台、第二圓柱、第二扁柱、第一扁柱，以及已經沖好的中部齒柱和第一圓柱、下部螺絲柱和螺絲尾的成品。
  • 8.根據權利要求7所述一種銅螺絲加工方法，其特徵在於，省去了二次加工工序。

 

應用該技術，可協助產業透過『汽車點觸啟動器螺絲鍛造方法』，建立『螺絲鍛造成形方法』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

 

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#參考資料：

[1] 況會建, 房國明, 唐亞峰, 20230926, 一種銅螺絲加工裝置及方法, CN109226652, 惠州卓越緊固系統有限公司.

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2023-10-No1, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_73e56aaa-5482-40d1-bc43-a9f3d5032984

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Tag: #Fastener, #Screw, #Forging.

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