專利名稱：U型螺栓及其預(yù)成型設(shè)備、彎制設(shè)備、調(diào)質(zhì)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及緊固連接件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種U型螺栓及其預(yù)成型設(shè)備、彎制設(shè)備、調(diào)質(zhì)處理方法。
背景技術(shù)：
U型螺栓通常用于機(jī)動(dòng)車緊固連接件，通常采用圓鋼材料，在螺栓的兩端部設(shè)置帶有外螺紋的螺紋部，螺紋部與專用螺母配合，從而實(shí)現(xiàn)不同部件的緊固連接。目前，U型螺栓的螺紋部與非螺紋部的截面統(tǒng)一為圓形，該種U型螺栓與連接件的接觸方式為線接觸，接觸面積小，常出現(xiàn)連接不緊的情況。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種與連接件接觸面積較大的U型螺栓，從而提高U型螺栓連接穩(wěn)定性。本發(fā)明還提供上述U型螺栓的預(yù)成型設(shè)備、彎制設(shè)備、調(diào)質(zhì)處理方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種U型螺栓，包括兩側(cè)互相平行的直柱段、連接兩直柱段的彎段，所述直柱段上設(shè)有螺紋部，螺紋部的外壁上設(shè)有外螺紋，所述彎段包括位于中部的扁平部、連接扁平部與兩側(cè)直柱段的過渡弧部。所述扁平部的截面為矩形。所述扁平部為直徑為R的弧形鋼段。所述扁平部是由2000t油壓機(jī)采用冷壓工藝將棒料壓扁后，再彎制成型的。所述扁平部的弧度為100-180°C之間。一種U型螺栓的預(yù)成型設(shè)備，包括油壓機(jī)及壓型模具、待加工的棒料，所述壓型模具置于油壓機(jī)的工作平臺(tái)上，所述棒料置于壓型模具內(nèi)，所述壓型模具包括上模板和下模板；設(shè)置在上下模板之間的、且位于棒料中部的上壓型模和下壓型模；設(shè)置在上下模板之間的、且位于棒料兩側(cè)部的夾持裝置；作用于棒料兩端面上的彈力裝置；所述夾持裝置包括上壓料塊、下支承座，由所述上壓料塊、下支承座的相對(duì)面合攏形成棒料兩側(cè)部的容置腔，所述下支承座固定在下模板上方，所述上壓料塊與上模板活動(dòng)連接，所述上壓料塊上設(shè)有彈簧腔，所述彈簧腔內(nèi)設(shè)置有彈性體，所述彈性體的一端面置于彈簧腔的底面且可在垂直方向上伸縮變形。一種U型螺栓的彎制設(shè)備，包括彎制模具和壓力機(jī)，所述彎制模具包括凸模、凹模，所述凹模固定在靜模座上，凸模設(shè)置在動(dòng)模座上，所述動(dòng)模座由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，還包括支撐腔，所述支撐腔貫穿動(dòng)模座及凹模，所述支撐腔內(nèi)設(shè)有頂桿，頂桿連接氮?dú)鈴椈裳b置。一種U型螺栓的調(diào)質(zhì)處理方法，將U型螺栓放入高溫爐中加熱至840—870度并保溫I小時(shí)，將保溫后的螺栓放入水中冷卻，然后再置于回火爐中加熱至500— 550度高溫中回火2小時(shí)
本發(fā)明的有益效果是:通過對(duì)非螺紋部局部壓扁處理，U型螺栓與連接部件的接觸從線接觸改變?yōu)槊婷娼佑|，其局部圓弧段的平面度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能與軸管良好接觸，接觸面積達(dá)95%以上。增加了 U型螺栓與連接件的接觸面積，有效防止連接不緊的情況。目前普通工藝制成的同類型螺栓硬度為HB220——250，而本發(fā)明的U型螺栓通過冷壓成型，制成的40Cr材質(zhì)的U型螺栓，其硬度已達(dá)到HB310——330。螺栓等級(jí)為4.9級(jí)。本發(fā)明的U型螺栓外觀良好，無起皮粗糙現(xiàn)象。本發(fā)明的U型螺栓生產(chǎn)國產(chǎn)化，使產(chǎn)品成本大幅降低，單件產(chǎn)品可下降17美金，為企業(yè)帶來極大經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明的U型螺栓結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是本發(fā)明的U型螺栓立體圖。圖3是本發(fā)明的U型螺栓預(yù)成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的U型螺栓彎制設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面以用于半掛車車車軸與懸掛連接的U型螺栓為例，結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明U型螺栓由棒料6加工成型，包括兩側(cè)互相平行的直柱段31、連接兩直柱段的彎段，所述直柱段上設(shè)有螺紋部33，螺紋部的外壁上設(shè)有外螺紋，所述彎段包括位于中部的扁平部32、連接扁平部與兩側(cè)直柱段的過渡弧部。所述扁平部32的截面為矩形。所述扁平部32為直徑為R的弧形鋼段。所述扁平部32是由2000t油壓機(jī)采用冷壓工藝將棒料壓扁后，再彎制成型的。所述扁平部32的弧度為100-180°C之間。本發(fā)明的U型螺栓的加工工藝這樣的:
將直徑為25cm的鋼棒，車外圓至直徑為21cm——圓鋼棒料兩邊滾絲——置于本發(fā)明的預(yù)成型設(shè)備內(nèi)預(yù)成型，使棒料的中部壓成扁平形狀——彎制，并設(shè)置一定的U形開口余量(7mm)—調(diào)質(zhì)處理一校正。本發(fā)明的預(yù)成型設(shè)備使預(yù)成型的U型螺栓具有一表面平整的弧形段，在該弧形段，螺栓與車軸軸體面面接觸，改變以往線面接觸的方式，使兩者接觸更充分，連接力更強(qiáng)。本發(fā)明采用2000T油壓機(jī)(經(jīng)計(jì)算，為實(shí)現(xiàn)高精度的棒料成型效果，至少需1500T以上的油壓機(jī)冷壓成型)。棒料先置于預(yù)成型設(shè)備內(nèi)時(shí)，棒料兩側(cè)由上壓料塊、下支承座所夾持，而兩端面則由壓柱和壓簧所壓緊，使它的縱向中心線與上、下壓型模的中心線重合。上壓型模的下端兩邊是斜面過渡，構(gòu)成上壓型模下端的凸起部，這個(gè)凸起部正對(duì)準(zhǔn)了待加工金屬棒的中部，正是需壓扁成型的區(qū)域。當(dāng)棒料剛置于壓型模具內(nèi)時(shí)，棒料的中部與兩側(cè)直徑相同，因此，棒料把上壓型模、連同上墊板、上模板抬起一定高度，當(dāng)油壓機(jī)啟動(dòng)后，隨著油壓機(jī)把上模板往下壓，上模固定板與上壓料塊間距離越來越小，直至壓合在一起，此時(shí)，壓制過程結(jié)束，棒料的中部也在強(qiáng)大的壓力下加工為扁平形狀，從而形成扁平部、連接扁平部與兩側(cè)直柱段的過渡弧部。而在壓扁過程中，棒料會(huì)被壓長，在棒料兩端設(shè)置彈力裝置可使得棒料兩側(cè)壓長變形量保持一致，使扁平區(qū)域始終保持在中部位置上。棒料6的預(yù)成型設(shè)備參見圖3，U型螺栓預(yù)成型設(shè)備，包括油壓機(jī)(圖中未示出)及壓型模具、待加工的棒料6，所述壓型模具置于油壓機(jī)的工作平臺(tái)上，所述棒料6置于壓型模具內(nèi)，所述壓型模具包括上模板8和下模板I ;設(shè)置在上下模板I之間的、且位于棒料6中部的上壓型模10和下壓型模13 ;設(shè)置在上下模板I之間的、且位于棒料6兩側(cè)部的夾持裝置；作用于棒料6兩端面上的彈力裝置。所述夾持裝置包括上壓料塊11、下支承座4，由所述上壓料塊11、下支承座4的相對(duì)面合攏形成棒料6兩側(cè)部的容置腔，所述下支承座4固定在下模板I上方，所述上壓料塊11與上模板8活動(dòng)連接，所述上壓料塊11上設(shè)有彈簧腔，所述彈簧腔內(nèi)設(shè)置有彈性體，所述彈性體的一端面置于彈簧腔的底面且可在垂直方向上伸縮變形。所述彈力裝置包括定位銷座3、壓簧、壓柱，所述定位銷座3固定在下支承座4上，所述壓簧內(nèi)置于定位銷座3且一端抵壓在定位銷座3的壓板12上、另一端抵壓在壓柱14上，所述壓柱14分別壓在棒料6的兩端面上。在所述上模板8與上壓型模10之間設(shè)有上墊板7，在所述下模板I與下壓型模13之間設(shè)有下墊板2。在上墊板7與上壓料塊11之間還設(shè)有上模固定板17，在下墊板2與下支承座4之間還設(shè)有下模固定板16。所述上模固定板17上設(shè)有與所述上壓料塊11內(nèi)的彈簧腔相適配的通孔，所述彈性體的一端穿過所述通孔且抵壓在上墊板7的底面上。還包括限位螺栓9，所述限位螺栓9穿過所述上模板8、上墊板7、上模固定板，將所述上模板8與上壓料塊11活動(dòng)連接。所述限位螺栓9分別設(shè)置在彈性體的兩側(cè)。所述彈性體是鋼制的彈簧5。壓扁成形后的坯件再置于彎制成型設(shè)備上彎制成形。從而得到本發(fā)明的U型螺栓。見圖4，本發(fā)明的U型螺栓彎制設(shè)備，包括彎制模具和壓力機(jī)，所述壓力機(jī)采用1500t以上的油壓機(jī)，其中，彎制模具包括凸模、凹模22，所述凹模22固定在靜模座27上，凸模設(shè)置在動(dòng)模座I上。動(dòng)模座21由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)。還包括支撐腔，所述支撐腔貫穿整個(gè)動(dòng)模座27及設(shè)置其上的凹模22，直抵棒料6。支撐腔內(nèi)設(shè)有頂桿25，頂桿25連接氮?dú)鈴椈裳b置。在凹模22的底部與靜模座27的上部設(shè)有多個(gè)定位銷29，使凹模22與靜模座定位且緊固連接，氮?dú)鈴椈裳b置安裝于一筒形容腔內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有氮?dú)鈴椈蓪?dǎo)正環(huán)28。氮?dú)鈴椈?4的氮?dú)飧咨戏皆O(shè)置活塞26，活塞26與頂桿25連接。氮?dú)飧走B接氮?dú)鈿庠?，從而保證足夠氮?dú)鈮毫?。凸模外形為口袋形，下部寬于上部，在模具?/3高度處為寬度最大。因此，可彎制稍向內(nèi)彎的U型螺栓，以便于下工序處理，人機(jī)保證成品精度。彎制成型的工藝流程如下:
I)合模。壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)模座向下移動(dòng)，使凸模、凹模22漸漸合攏，在凹模22上方的棒料6與凸模接觸、并被凸模下壓從中部逐步變形，形變的順序從中間局部向兩側(cè)發(fā)展。當(dāng)棒料變形至被凸模、凹模22所互相夾緊時(shí)，棒料被彎壓成U形。2)頂桿25在合模過程中被下壓，沿支撐腔向下滑行至最低位。3) U型螺栓成形后，壓力機(jī)卸壓，動(dòng)模座向上移動(dòng)，向下方向的壓力消失，頂桿25受到氮?dú)鈴椈?4向上的推力，跟隨凸模向上走，并因此使棒料依舊緊貼凸模向上走，直至毛坯件離開凹模22，此時(shí)頂桿25沿支撐腔向上滑行至最高位。4)取出U型螺栓，彎制成型結(jié)束。在彎制成型的過程中，頂桿的扶持力由氮?dú)鈴椈商峁┣伊χ岛愣āＬ热繇敆U的支持力由普通彈簧提供，則隨著普通彈簧的壓縮或形變，其支持力不斷變化，不利于彎制成型。本發(fā)明采用氮?dú)鈴椈墒箯澲坪蟮穆菟ǜS模具一起上行至離開靜模后才脫模，脫模過程不影響U型螺栓的開口寬度，且氮?dú)鈴椈删哂畜w積小、彈力大、行程長、工作平穩(wěn)，制造精密，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，彈力曲線平緩，工作過程不需要預(yù)緊，它作為模具的一部分參加工作，可以在系統(tǒng)中很方便實(shí)現(xiàn)壓力恒定，因而簡化了彎制的模具設(shè)計(jì)和制造，方便模具安裝和調(diào)整，延長模具的使用壽命，使彎制設(shè)備具有柔性性能。U型螺栓機(jī)械加工成型后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)的工藝路線是淬火一回火，詳細(xì)如下:將螺栓放入高溫爐中加熱至840—870度并保溫I小時(shí)，將保溫后的螺栓放入水中冷卻，然后再置于回火爐中加熱至500— 550度高溫中回火2小時(shí)。將工件取出校正。
權(quán)利要求
1.一種U型螺栓，包括兩側(cè)互相平行的直柱段、連接兩直柱段的彎段，所述直柱段上設(shè)有螺紋部，螺紋部的外壁上設(shè)有外螺紋，其特征在于:所述彎段包括位于中部的扁平部、連接扁平部與兩側(cè)直柱段的過渡弧部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓，其特征在于:所述扁平部的截面為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓，其特征在于:所述扁平部為直徑為R的弧形鋼段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓，其特征在于:所述扁平部是由2000t油壓機(jī)采用冷壓工藝將棒料壓扁后，再彎制成型的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的U型螺栓，其特征在于:所述扁平部的弧度為100-180°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓的預(yù)成型設(shè)備，其特征在于:包括油壓機(jī)及壓型模具、待加工的棒料，所述壓型模具置于油壓機(jī)的工作平臺(tái)上，所述棒料置于壓型模具內(nèi)，所述壓型模具包括上模板和下模板；設(shè)置在上下模板之間的、且位于棒料中部的上壓型模和下壓型模；設(shè)置在上下模板之間的、且位于棒料兩側(cè)部的夾持裝置；作用于棒料兩端面上的彈力裝置；所述夾持裝置包括上壓料塊、下支承座，由所述上壓料塊、下支承座的相對(duì)面合攏形成棒料兩側(cè)部的容置腔，所述下支承座固定在下模板上方，所述上壓料塊與上模板活動(dòng)連接，所述上壓料塊上設(shè)有彈簧腔，所述彈簧腔內(nèi)設(shè)置有彈性體，所述彈性體的一端面置于彈簧腔的底面且可在垂直方向上伸縮變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓的彎制設(shè)備，其特征在于:包括彎制模具和壓力機(jī)，所述彎制模具包括凸模、凹模，所述凹模固定在靜模座上，凸模設(shè)置在動(dòng)模座上，所述動(dòng)模座由壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)，還包括支撐腔，所述支撐腔貫穿動(dòng)模座及凹模，所述支撐腔內(nèi)設(shè)有頂桿，頂桿連接氮?dú)鈴椈裳b置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的U型螺栓的調(diào)質(zhì)處理方法，其特征在于:將U型螺栓放入高溫爐中加熱至840— 870度并保溫I小時(shí)，將保溫后的螺栓放入水中冷卻，然后再置于回火爐中加熱至500— 550度高溫中回火2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種U型螺栓及其預(yù)成型、彎制設(shè)備及調(diào)質(zhì)處理方法，U型螺栓包括兩側(cè)互相平行的直柱段、連接兩直柱段的彎段，所述直柱段上設(shè)有螺紋部，螺紋部的外壁上設(shè)有外螺紋，所述彎段包括位于中部的扁平部、連接扁平部與兩側(cè)直柱段的過渡弧部。本發(fā)明通過對(duì)非螺紋部局部壓扁處理，U型螺栓與連接部件的接觸從線接觸改變?yōu)槊婷娼佑|，其局部圓弧段的平面度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能與軸管良好接觸，接觸面積達(dá)95%以上。增加了U型螺栓與連接件的接觸面積，有效防止連接不緊的情況。
文檔編號(hào)B21D22/02GK103206444SQ20131008331
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者吳志強(qiáng), 鐘斌桓, 歐陽冬 申請(qǐng)人:廣東富華工程機(jī)械制造有限公司