一種開(kāi)槽自鎖螺母成形方法及裝置

張靜

摘 要：本論文講述了一種開(kāi)槽自鎖螺母成形方法及裝置的設(shè)計(jì)思路。通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)的分析，制定模具設(shè)計(jì)方案，并對(duì)關(guān)鍵件的結(jié)構(gòu)及尺寸做出詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：開(kāi)槽自鎖螺母；四點(diǎn)均勻收口；斜鍥結(jié)構(gòu)；準(zhǔn)確定位

1引言

開(kāi)槽自鎖螺母是航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域常用的零件，螺母自鎖端均布開(kāi)有多處槽，屬于帶頸收口的類型，主要目的是通過(guò)內(nèi)螺紋變形以產(chǎn)生摩擦力，從而防止螺母因振動(dòng)產(chǎn)生脫松現(xiàn)象。

現(xiàn)有的螺母收口加工過(guò)程通常采用三爪卡盤(pán)或液壓設(shè)備，通過(guò)單點(diǎn)擠壓收口或?qū)ΨQ擠壓收口方式對(duì)螺母的外圓進(jìn)行收口加工，以達(dá)到螺母多點(diǎn)收口的目的。圖1為一種四處開(kāi)槽自鎖螺母的結(jié)構(gòu)示意圖。以四點(diǎn)收口為例，即先使產(chǎn)品在一個(gè)徑向X軸上兩點(diǎn)收口（如圖2），然后旋轉(zhuǎn)90°，再?gòu)牧硪粋€(gè)垂直的徑向Y軸上兩點(diǎn)收口，以此達(dá)到螺母四點(diǎn)收口的要求。此加工方式操作不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且加工出產(chǎn)品四點(diǎn)（多點(diǎn)）收口值不均勻，尺寸穩(wěn)定性差，且精度較差。

2自鎖螺母結(jié)構(gòu)分析

參見(jiàn)圖1所示，要滿足四段同心圓弧收口尺寸一致，通過(guò)模具實(shí)現(xiàn)可行性較高。自鎖螺母外形尺寸為φ22×7.5（mm），零件尺寸偏小，且徑向開(kāi)槽φ18×3.8（mm），軸向均布開(kāi)槽四處，這樣導(dǎo)致零件加工定位面小，加工定位困難，模具整體結(jié)構(gòu)分布性差。

零件材料為高溫合金GH2132，沖壓變形過(guò)程中其材料變形回彈量未知，這樣增加模具設(shè)計(jì)難度，模具行程難以確定。零件要求收口后，非自鎖變形區(qū)用通端螺紋塞規(guī)擰入非變形螺紋部位不少于2扣，需同時(shí)考慮螺紋變形量的控制。

3模具結(jié)構(gòu)分析

螺母自鎖端均布開(kāi)有四處槽，自鎖螺母要求收口后內(nèi)螺紋尺寸為φ12.7mm，可采用擠壓內(nèi)螺紋對(duì)應(yīng)的同心外圓弧（即四處寬8mm±0.2的外圓弧，下文中稱為鎖緊瓣）來(lái)實(shí)現(xiàn)收口目的。本零件加工所提供設(shè)備為液壓機(jī)Y41-10A，設(shè)備主軸為立式，模具閉合方向即為垂直方向。由圖1可知，零件四點(diǎn)收口方向?yàn)閺较颍獙⒋怪狈较騽?dòng)作轉(zhuǎn)換為水平方向，且四個(gè)水平動(dòng)作同步，則選用斜鍥結(jié)構(gòu)[ ]最為合適。

可采用螺紋心棒定位零件中心，由于零件內(nèi)螺紋分為自鎖變形區(qū)與非自鎖變形區(qū)，這樣既準(zhǔn)確定位零件，同時(shí)也防止非自鎖變形區(qū)螺紋變形，螺紋心棒高度控制在3mm以便保證非自鎖變形區(qū)螺紋至少2扣。

4模具結(jié)構(gòu)

綜上所述，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3。

該收口模具主要由下模板、定位圈、上模板、沖頭、定位環(huán)等部分組成。

該模具主要通過(guò)斜鍥形式將軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為徑向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的沖壓收口動(dòng)作。模具設(shè)計(jì)兩處限位部分：件9為限位套筒，控制上模板下移行程，進(jìn)而控制件18沖頭徑向沖壓尺寸值，由于零件變形回彈量未知，故可通過(guò)調(diào)節(jié)件9高度來(lái)控制沖壓值；件19為限位擋銷(xiāo)，防止機(jī)床卸載后沖頭反彈到件10定位環(huán)上。

模具總體結(jié)構(gòu)緊湊，整體規(guī)格較小，同時(shí)受制于沖壓設(shè)備的自身?xiàng)l件，未設(shè)置導(dǎo)柱導(dǎo)套及打桿，考慮到模具上下模對(duì)心問(wèn)題，此處采用均布四處件4角向銷(xiāo)以便模具上下定心。如上所述，采用件14螺紋心棒和件16擋圈定位裝夾零件，故沖壓零件后，只需將螺紋心棒、擋圈、零件一起拿出即可，無(wú)需打桿或打板卸料。

模具實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的步驟：

1、件16擋圈與件14螺紋心棒組合后（過(guò)盈配合），將螺母產(chǎn)品旋入至擋圈，最后將組合體插入下模板中。（件16與件14組合用來(lái)控制螺母旋入時(shí)螺紋心棒的位置）

2、件5上模板與件18沖頭組成斜鍥結(jié)構(gòu)；加壓，件5下移作用于件18，件18徑向運(yùn)動(dòng)沖壓產(chǎn)品。

3、件2卸料螺釘和件3矩形彈簧組成自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)，上述動(dòng)作完成后，減壓，4處均布沖頭自動(dòng)復(fù)位，直至遇到件19擋料銷(xiāo)。

5結(jié)論

本模具已投入實(shí)際生產(chǎn)，經(jīng)多次試模調(diào)試，得到材料變形回彈量為預(yù)壓值的50%，收口后零件四段同心弧同軸度達(dá)到0.02mm，滿足零件精度要求，最終加工生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件。

相比以往的收口方式，此模具實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品零件的有效定位，操作方便，滿足了收口后產(chǎn)品的精度，調(diào)試模具簡(jiǎn)單，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，為后序加工及試驗(yàn)提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王孝培.沖壓手冊(cè).修訂2版.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1990.2endprint