一、常用螺母冷鐓工藝分類

六角螺母也是一種使用面很廣的緊固件，它的生產方法較多，M24以下規(guī)格的螺母普遍采用冷鐓(壓)方法生產。常用的螺母冷鐓工藝有以下幾種：

a.用較小直徑的線材冷鐓生產螺母

這是一種冷鐓生產螺母中用得最多的生產方法。使用線材直徑do=0.60s～0.70s，s—螺母對方尺寸。采用切料、整形、鐓球、壓六方、沖孔的工位(工序)，見圖36-23。 

在三工位、四工位自動冷鐓機生產，也可在壓力機上分序生產。在三工位冷鐓機上生產可省去整形，但大于M12以上規(guī)格的螺母，不經整形，端面質量及禿角的均勻性都不好控制。

b.用較大直徑的線材冷鐓生產螺母

這種工藝使用線材直徑do≈0.9s，經切斷、整形、初鐓、預成形、精成形、沖孔而成，一般在五工位自動冷鐓機上生產，夾鉗帶翻轉機構,見圖36-24。

c.六方鋼成形工藝

這種工藝方法用的較少，一般用于M20以上大規(guī)格螺母的生產，在壓力機上用分序冷壓的方法完成。工藝流程按切料、初壓、精壓、沖孔進行生產。

二、螺母冷鐓(壓)工藝分析

a.切斷

在自動冷鐓機多工位生產或壓力機上分序生產，切斷都是第一道工序，也是較關鍵的工序。

因為切料斷口的平整性、切刀板壓下所形成的馬蹄印大小(見圖36-25)，都對下序的整形、鐓球有直接的影響。

由公式36-22可計算出切料長度

式中 Lo——切料長度mm V型——螺母沖孔前坯料體積(mm3)Fo——線材截面積m㎡

這僅是一個計算值，實際生產中還要通過調整檔料柱來修正切斷長度。有時還用稱重法來衡量切料是否準確，即坯料重相當于切斷的料柱重。切斷模的孔徑應比料的最大直徑大0.05～0.1mm，刀板與切斷模之間的間隙為0.1mm左右。

b.整形

如圖36-26所示，整形是把料柱的端面鐓平，在下端鐓(壓)出1～2×45°的倒角，目的是將切料的缺陷進行修整，保證下一壓球工序的質量。
整形的尺寸d=do+(0.1～0.25)(mm)
式中 do——線材直徑mm。

c.鐓球

鐓球是將整形后的料柱鐓(壓)成鼓形球狀,見圖36-27，它的質量影響螺母的端面、禿角、棱邊的清晰和質量。在確定鼓形球幾何尺寸時，按經驗，在倒角40°確定的情況下，dM、h尺寸應盡可能小。

這樣，在壓六方時，相應部位的摩擦力要小，金屬在壓型力的作用下，金屬流動性好，容易充滿六方。如果dM、h偏大，則在壓六方時，不易充滿六角。如果為了使六方充滿而增加壓型力，則螺母端面就會產生飛邊。

鼓形球尺寸按經驗數(shù)據(jù)如下：dM=(0.7～0.8)d徑Dmax≤Smin式中 d徑——螺母公稱直徑mmDmax——鼓形球最大直徑mmsmin——螺母s方最小尺寸mm

根據(jù)dM、D的尺寸和螺母坯料體積，鼓形球的其它尺寸可通過計算得出：

d.壓型

壓型，即鐓壓成型螺母的六方，使之滿足六方螺母外形尺寸的要求。

變形尺寸是否合理，直接影響產品的質量和模具的壽命。

壓六方的尺寸要考慮的主要因素有：六方坯在六方凹模里的脫模及下序沖孔的脹方。

因此，要求螺母側面要有一個傾斜角γ(見圖36-28)，其大小隨規(guī)格的增加而偏大，如M10以上的螺母，γ一般取0°.30′～1°，如γ角過大，六方凹模上、下端口尺寸相差較多，會使六方下沖(又稱壓型下模)在套模內定位不穩(wěn)，容易造成鐓壓螺母坯料偏心，使螺母的垂直度(β)超差，同時經沖孔脹方后s尺寸也達不到標準要求。γ取0°.30′～1°實際是由生產實際經驗摸索而定的。

壓型除這個尺寸以外，還有很多尺寸與螺母的外形尺寸及產品的外觀等有直接關系(見圖36-29),表示出了螺母壓型坯件的尺寸。

其中，兩端凹穴的幾何形狀尺寸很重要。d1是一個關鍵尺寸，偏小，沖孔容易產生毛刺;偏大，沖孔容易出現(xiàn)喇叭口，影響內螺紋的完整。

經驗數(shù)據(jù)為：<m8：d1=d小max+(0.02～0.04)mmm8～m14：d1=d小max+(0.05～0.10)mmm14～m18：d1=d小max+(010～0.15)mmm18～m24：d1=d小max+(0.15～0.30)mm式中：d小max——螺母內螺紋小徑最大尺寸(mm)d=(1.05～1.1)d徑式中 p="" d徑——螺母公稱直徑(mm)<="">

d尺寸過小，不利于螺母鐓壓成型，不利于金屬流動，六棱角不清晰；d尺寸過大，螺母支承面減小，影響外觀及緊固強度。

d1和d尺寸確定后，按標準螺母內倒角≈120°，一般取為106°，其原因是內倒角取小一點，按公式計算，h尺寸就可大一些，這樣既可節(jié)省鋼材，螺母壓型時變形有利，又可縮小沖孔連皮(即沖孔沖出的鐵豆)厚度，有利于沖孔。

h=(d--d1)tg37° (公式36-25)

凹穴中另一重要尺寸為h1和α角，它們對螺母鐓壓成型后，從六角凹模頂出的六方下沖有影響。

h1不宜過高，過高將影響螺母六方型坯及時從六方下模沖脫開，接著下一個型坯又進入凹模，從而引起重帽，而產生故障。

經驗數(shù)據(jù)為：<m6：h1<0.30mmm8～m10：h1= h1="(0.6～1.0)mmM18～M24：h1=(1.2～1.6)mm</p"">

對M20以上螺母，壓型上模的h1可比下模高(0.30～0.50)mm，更有利于冷鐓變形。

α一般取10°～15°。h1、α確定后，d2尺寸可按下式計算

凹穴頂部為一圓錐，錐角取為150°，則圓錐的角度為tg15°，整個凹穴的高度為：h2=h+h1+tg15° (公式36-27)

凹穴尺寸一般不作為檢驗依據(jù)，由模具的尺寸來保證。上述數(shù)據(jù)依據(jù)為GB/T6170-2000標準螺母。對于其他型式的螺母不完全適用。

e.沖孔

沖孔尺寸大小、質量，都是為了滿足下序攻螺紋的要求。螺母內孔直徑一般按小徑最大尺寸決定。

考慮到鋼材硬度要影響沖孔質量，孔徑可定在螺母小徑最小尺寸與最大尺寸之間，由操作者在其公差范圍內靈活掌握。實際上考慮到攻絲的因素，沖孔尺寸的公差要小于小徑的公差。

三、沖孔必須注意的問題

1. 螺母沖孔后s方脹方問題

沖孔實際上是對坯料進行沖切。內孔沖裁表面有沖切面還有撕裂面(圖36-30)。

孔沖對內孔產生的沖切力導致孔沖與內孔的接觸面產生摩擦力，與孔沖向下沖切方向相反，這樣形成的附加應力所導致徑向張力，使s方徑向擴張，即脹方。

很顯然，脹方的大小與孔沖剛度、刃部鋒利情況有關，還與螺坯的材質有關。

低碳鋼比中碳鋼脹方要大，普碳鋼比相同含碳量的優(yōu)質鋼脹方要大。

這可從鋼材的切削性能隨含碳量的增加而提高,得到解釋。當然，由于鋼材含碳量增加，強度增加，它對孔沖的強韌性要求也更高。

此外，脹方與螺母對方尺寸(即對邊寬度)s與螺母高度m的比值有關，表36-4列出了部分規(guī)格螺母沖孔后的脹方值。 

即使注意到了這些問題，但往往由于螺母材質發(fā)生變化(材質為中碳鋼或合金鋼)，一般也解決不了因脹方而使s方超差的問題，在M16及以上規(guī)格更突出。為了解決s方因沖孔脹方而超差的問題，可采取以下措施：

a.減小沖孔尺寸，增加鉸孔，鉸孔余量在0.5～1mm;

b.采用兩次沖孔，第二次沖孔余量在1毫米左右。第二次沖孔不存在脹方;

c.沖孔孔模前加一六方凹模片，可防止螺母s面脹方，六方凹模片厚度略高于螺母高度m，?？诘箞A角，以利于坯料進入凹模。

模腔要有0°10′～0°15′的出模錐度。采用此種結構，即使是六角厚螺母(GB/T56D=16，m=25；D=20，m=32；D=24，m=38)，也可用冷鐓生產。

鐓壓螺母的六方凹模要有錐度，一是使螺坯容易頂出脫模，一是補償沖孔的脹方值，使螺母s方尺寸不因脹方而超差。如圖36-31所示，M10以上γ角取0°30′～1°，隨著螺母規(guī)格的增大，γ角也增大，最大不宜超過1°

d.改進壓六方沖頭的凸臺尺寸，即螺母壓型后坯料兩端凹穴尺寸中的h1。

適當加高h1部位，即減少沖孔連皮厚度，可改善沖孔時的脹方情況，但h1不宜過高，過高對坯料脫離凸臺不利，容易產生重料(即第一個坯料沒脫離開，第二個坯料就來了)而造成事故。

e.采用反沖孔，可解決脹方問題。

2. 孔的粗糙度和圓整度

為了使粗糙度達到最小及得到較圓整的內孔，冷鐓螺母沖孔凸凹模之間的間隙要求比一般沖裁模的間隙要小，希望孔內壁80%以上呈光亮帶(參見圖36-30)，撕裂帶不超過孔壁的20%。

采用小間隙沖孔，有時會出現(xiàn)另一個質量問題：“槽孔”，見圖36-32。“槽孔”是由于沖孔時產生二次光亮帶引起的。

沖孔內孔的質量與采用沖孔凸凹模的幾何形狀及凸凹模間隙有關。生產中使用的冷鐓螺母沖孔凹模大體有三種型式：

a.凸臺式沖孔凹模

這種凹模刃口部分有一凸臺，適用于M12以下的中、小規(guī)格螺母沖孔用，凸凹模間隙取(0.03～0.15)mm。

它的優(yōu)點是沖孔時容易定位，沖出的孔斷裂帶少，“喇叭口”不嚴重。

缺點是，當沖孔速度較慢時會產生“槽孔”，當更換新孔沖，孔沖的刃口較鋒利時，也可能出現(xiàn)“槽孔”，這時，只要用砂紙將孔沖刃口砂成圓角，可在沖孔時起擠光沖切面的作用，可避免“槽孔”的出現(xiàn)。

采用這種凹模，壓六方的下沖頭凸臺h1不宜太高，過高，沖孔時容易產生鐵屑，粘在凹模面上，使螺母端面產生壓痕，影響外觀。

b.平直式沖孔凹模

如圖36-34所示，這類凹模的間隙可稍大于上述凹模，壽命也較長。缺點是：在沖孔速度較慢時容易產生毛刺，或單面撕裂一塊，超過普通斷裂帶，有時一直延伸到螺母內倒角處，(參見圖36-30)，造成攻絲時扣不完整。

這種現(xiàn)象在低強度螺母沖孔時容易發(fā)生，造成質量不穩(wěn)。

c.帶圓角的沖孔凹模

如圖36-35所示，這類凹模內孔端口有一r=(2～3)mm的圓角，凸、凹模間隙可取得大一些，一般用于M14以上。缺點是沖出的孔斷裂帶較大，即“喇叭口”大，一般通過鉸孔，使孔圓整光潔，達到尺寸要求。對低強度螺母沖孔時，也會單面撕裂到內倒角處。優(yōu)點是模具壽命較長。