U形支護螺栓成形模設計

■ 賓春雄

U形支護是現在煤礦中大量使用的安全防護材料，我公司一直生產U形支護產品，每年需使用支護螺栓約15萬件。但該產品使用的螺栓是異形螺栓，工序復雜，所以我們以前使用的支護螺栓都是委托專門廠家生產。現在因為生產需要，公司決定該螺栓由我廠自行生產，這樣能增加一定的工作量，同時還能降低成本。

該螺栓形狀如圖1所示。螺紋部分按平常螺紋加工即可，主要難點在螺栓頭位置，該螺栓頭為不規則形狀。如果用機加工方式加工，則需用φ60mm的棒料，按長度下料后，先車螺紋部位，然后再刨螺栓頭圓弧部分，最后刨螺栓頭平面部分，這樣的工藝首先嚴重浪費材料，再者加工難度大，時間長，浪費了大量人力、物力。

經研究螺紋部分按平常螺紋加工，螺栓頭采用沖壓加工，專門設計一套鎖緊螺栓頭成形模具。該模具由上壓模（見圖2）、胎模（見圖3）、下壓模（見圖4）組成。該螺栓生產工藝流程為：①按計算好的尺寸下好φ24mm圓棒料（需把異形螺栓頭體積計算準確）。②轉金工把M24螺紋車好。③轉裝配車間，把下壓模放入胎模中固定好，把螺栓頭用高頻電阻爐加熱燒紅，把螺栓放入下壓模中（放入時必須螺紋部分朝下，燒紅部分朝上）。④起動沖壓壓力機，上壓模下行運動，把燒紅部分棒料沖壓成形。

圖1 支護螺栓

圖2 上沖模

開始設計下壓模時，考慮到脫模問題，下壓模分模時我們按圖4方式分模，但是在使用過程中發現要把整個下壓模提起之后才能落料，工人在使用過程中太費力，增大了工人的勞動強度。于是考慮按圖5的方式把上壓模分模，理論上這樣分模螺栓頭兩個尖角處會大過分模處，造成無法脫模。但因為螺栓頭是加熱燒紅后成形的，成形后螺栓頭處還是熱的，而兩尖角處僅比分模處大8.5mm，此時用小撬棍輕輕敲螺栓應該就能脫模了。經試驗確實如此，同時在脫模時工人只要把尖角那邊下壓模提起即可，極大地方便了工人的工作，降低了勞動強度。

圖3 胎模

圖4 原先分邊方案，此方案脫模費力

圖5 最終分邊方案，此方案脫模省力