螺丝生产工艺设计流程.docx

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螺丝生产工艺设计流程

公司概况

此次去参加实习的单位是上海京扬紧固件有限公司，这个公司成立于2001年，是专业生产、销售京扬系列压铆紧固件、非标件及部分标准件的大型企业。

工厂位于上海，成立于2004年，如今已发展成为占地面积7000平方米，拥有五百多名员工（包括48名质检员和16名管理者）的企业，其中应用技术工程师20余名，制造技术工程师40余名。

公司至今已发展成为拥有各种进口全自动数控设备百余台，各种辅助设备130余台，月生产量达20000万至32000万件的大型制造商。

2005年这个公司通过了ISO9001、ISO14001等国际质量体系认证，确保为客户提供高品质的紧固件。

公司主要产品有：

压铆螺母、压铆螺柱、压铆螺栓、面板紧固件，塑料镶嵌件、焊接螺母、点焊螺钉、手紧螺钉、皇冠装饰钉、自攻螺钉、涨铆面板紧固件、轨道镶嵌件、抽芯铆钉，以及各种非标准件。

产品广泛运用在电子通讯、钣金、模具、机械器材和仪器、航天等领域。

螺丝生产工艺

（一）--退火

一、目的：

把线材加热到适当的温度，保持一定时间，再慢慢冷却，以调整结晶组织，降低硬度，改良线材常温加工性。

二、作业流程：

（一）、入料：

将需要处理的产品吊放炉内，注意炉盖应盖紧。

一般一炉可同时处理7卷（约1.2吨/卷）。

（二）、升温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）升至规定温度。

（三）、保温：

材质1018、1022线材在680℃-715℃下保持4-6h，材质为10B21，1039，CH38F线材在740℃-760℃下保持5.5-7.5h。

（四）、降温：

将炉内温度缓慢（约3-4小时）降至550℃以下，然后随炉冷却至常温。

三、品质控制：

1、硬度：

材质为1018、1022线材退火后硬度为HV120-170，材质为中碳线材退火后硬度为HV120-180。

2、外观：

表面不得有氧化膜及脱碳现象。

螺丝生产工艺

（二）--酸洗

一、目的：

除去线材表面的氧化膜，并且在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中，对工模具的擦伤。

二、作业流程：

（一）、酸洗：

将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，其目的是除去线材表面的氧化膜。

（二）、清水：

清除线材表面的盐酸腐蚀产物。

（三）、草酸：

增加金属的活性，以使下一工序生成的皮膜更为致密。

（四）、皮膜处理：

将盘元浸入磷酸盐，钢铁表面与化成处理液接触，钢铁溶解生成不溶性的化合物（如Zn2Fe（Po4）2·4H2o），附着在钢铁表面形成皮膜。

（五）、清水：

清除皮膜表面残余物。

（六）、润滑剂：

由于磷酸盐皮膜的摩擦系数并不是很低，不能赋予加工时充分的润滑性，但与金属皂（如钠皂）反应形成坚硬的金属皂层，可以增加其润滑性能。

螺丝生产工艺（三）--抽线

一、目的：

将盘元冷拉至所需线径。

实用上针对部分产品又可分粗抽（剥壳）和精抽两个阶段。

二、作业流程盘元经酸洗之后，通过抽线机冷拉至所需线径。

适用于大螺丝、螺帽、牙条所用线材。

螺丝生产工艺（四）--成型

一、目的：

将线材经冷间锻造（或热间锻造），以达到半成品之形状及长度（或厚度）。

二、作业流程：

1、六角螺栓（四模四冲或三模三冲）

（1）、切断：

通过可动的剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。

（2）、一冲：

后冲模顶住胚料冲模挤压胚料，初步成型，之后后冲模将胚料推出。

（3）、二冲：

胚料进入第二打模，二冲模挤压，胚料呈扁圆状，之后后冲模将胚料推出。

（4）、三冲：

胚料进入第三打模，通过六角三冲模仁剪切，胚料六角头初步形成，之后，后冲模将胚料推入第三打模，切料自六角头切断，六角头形成。

2、六角螺栓（三模三冲）

3、螺丝（一般头型一模二冲）

（1）、切断：

通过可动剪刀单向移动，将卡于剪模内的线材切成所需胚料。

（2）、一冲：

打模固定，一冲模将产品头部初步成型，以使下一冲程能完全成型。

当产品为一字割沟时，一冲模为内凹、椭圆槽，产品为十字槽时，一冲模为内凹四方槽。

（3）、二冲：

一冲之后，冲具整体运行，二冲模移向打模正前方，同时二冲模向前运行，将产品最终成型。

之后由后冲棒将胚料推出。

三、热打

1、加热：

于加热设备将胚料需成型一端加热至白热状态，依据产品规格设定加热温度和时间。

一般3/4以下加热7-10秒，7/8-1＂加热15秒左右。

2、成型：

将加热后的胚料迅速移至成型机，通过后座，夹模固定，头模冲击胚料，加以成型。

可以根据胚料的长度调整后座的距离。

3、束杆：

于束杆机上利用挤压将产品缩杆。

热打也称红打。

四、螺帽成型：

（一）、作业流程：

1、切断：

由内刀模（410）与剪切刀（301）配合，将线材切成所需胚料。

2、一冲：

由前冲模（111）、冲程模（411）、后冲棒（211）配合，将变形不平的切断胚料加以整形，并由后冲棒（211）将胚料推出。

3、二冲：

运转夹（611）将胚料从一冲夹至二冲，由前冲模（112）、冲程模（412）、后冲棒（412）配合，更进一步将胚料整形，并加强第一冲的压平与饱角作用，之后由后冲棒（212）将胚料推出。

4、三冲：

运转夹（612）将胚料从二冲夹至三冲，由前冲模（113）、冲程模（413）、后冲棒（213）配合，再次挤压胚料，以使下冲能完全成型，之后由后冲棒（213）将胚料推出。

5、四冲：

运转夹（613）将胚料从三冲夹至四冲，由前冲模（114）、冲程模（414）、后冲棒（214）配合，将螺帽完全成型，并藉控制铁屑厚度来调整螺帽的厚度，之后由后冲棒（214）将胚料推出。

6、五冲：

运转夹（614）将胚料从四冲夹至五冲，由前冲模（119）、脱料盘（507）配合，将成型完全的胚料冲孔，并使冲断的铁屑进入打孔模下仁，而最终完成螺帽的成型。

螺帽的头部标记在此过程形成。

螺丝生产工艺（五）--辗牙

一、目的：

将已成型的半成品辗制或攻丝以达到所需的螺纹。

实用上针对螺栓（螺丝）称为辗牙，牙条称为滚牙，螺帽称为攻牙。

二、辗牙：

辗牙即是将一块牙板固定，另一块活动牙板带动产品移动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。

三、攻牙：

攻牙即是将已成型之螺帽，利用丝攻攻丝，形成所需螺纹。

四、滚牙：

滚牙是以两个相对应的螺丝滚轮，正向转动，利用挤压使产品产生塑性变形，形成所需螺纹。

滚牙通常用于牙条。

螺丝生产工艺（六）-热处理

一、热处理方式：

根据对象及目的不同可选用不同热处理方式。

调质钢：

淬火后高温回火（500-650℃）弹簧钢：

淬火后中温回火（420-520℃）渗碳钢：

渗碳后淬火再低温回火（150-250℃）低碳和中碳（合金）钢淬成马氏体后，随回火温度的升高，其一般规律是强度下降，而塑性、韧性上升。

但由于低、中碳钢中含碳量不同，回火温度对其影响程度不同。

所以为了获得良好的综合机械性能，可分别采取以下途径：

（1）、选取低碳（合金）钢，淬火后进行低温250℃以下回火，以获得低碳马氏体。

为了提高这类钢的表面耐磨性，只有提高各面层的含碳量，即进行表面渗碳，一般称为渗碳结构钢。

（2）、采取含碳较高的中碳钢，淬火后进行高温（500-650℃）回火（即所谓调质处理），使其能在高塑性情况下，保持足够的强度，一般称这类钢为调质钢。

如果希望获得高强度，而宁肯降低塑性及韧性，对含碳量较低的含金调质可采取低温回火，则得到所谓“超高强度钢”。

（3）、含碳量介于中碳和高碳之间的钢种（如60，70钢）以及一些高碳钢（如80，90钢），如果用于制造弹簧，为了保证高的弹性极限、屈服极限和疲劳极限，则采用淬火后中温回火。

（4）、脱碳：

指黑色金属材料（钢）表面碳的损耗。

热处理后会有脱碳现象，轻微脱碳是允许的，脱碳层深度影响表面硬度。

脱碳层越深，表面硬度值越小。

具体检测依据GB3098.1

二、作业流程：

退火（珠光体型钢）

1、预热处理：

正火高温回火（马氏体型钢）

（1）、正火目的是细化晶粒，减少组织中的带状程度，并调整好硬度，便于机械加工，正火后，钢材具有等轴状细晶粒。

2、淬火：

将钢体加热到850℃左右进行淬火，淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择，一般可选择水或油甚至空气淬火。

处于淬火状态的钢，塑性低，内应力大。

3、回火：

（1）、为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度，钢材在400-500℃左右进行高温回火，对回火脆性敏感性较大的钢，回火后必须迅速冷却，抑制回火脆性的发生。

（2）、若要求零件具有特别高的强度，则在200℃左右回火，得到中碳回火马氏体组织。

（二）、弹簧钢：

1、淬火：

于830-870℃进行油淬火。

2、回火：

于420-520℃左右进行回火，获得回火屈氏体组织。

（三）、渗碳钢：

1、渗碳：

化学热处理的一种，指在一定温度下，在含有某种化学元素的活性介质中，向钢件表面渗入C元素。

分预热（850℃）渗碳（890℃）扩散（840℃）过程

2、淬火：

碳素和低合金渗碳钢，一般采用直接淬火或一次淬火。

3、回火：

低温回火以消除内应力，并提高渗碳层的强度及韧性。

螺丝生产工艺（七）-表面处理

一、表面处理种类：

表面处理即是通过一定的方法在工件表面形成覆盖层的过程，其目的是赋以制品表面美观、防腐蚀的效果，进行的表面处理方法都归结于以下几种方法：

1、电镀：

将接受电镀的部件浸于含有被沉积金属化合物的水溶液中，以电流通过镀液，使电镀金属析出并沉积在部件上。

一般电镀有镀锌、铜、镍、铬、铜镍合金等，有时把煮黑（发蓝）、磷化等也包括其中。

2、热浸镀锌：

通过将碳钢部件浸没温度约为510℃的溶化锌的镀槽内完成。

其结果是钢件表面上的铁锌合金渐渐变成产品外表面上的钝化锌。

热浸镀铝是一个类似的过程。

3、机械镀：

通过镀层金属的微粒来冲击产品表面，并将涂层冷焊到产品的表面上。

二、品质控制：

电镀的质量以其耐腐蚀能力为主要衡量标准，其次是外观。

耐腐蚀能力即是模仿产品工作环境，设置为试验条件，对其加以腐蚀试验。

电镀产品的质量从以下方面加以控制：

1、外观：

制品表面不允许有局部无镀层、烧焦、粗糙、灰暗、起皮、结皮状况和明显条纹，不允许有针孔麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。

2、镀层厚度：

紧固件在腐蚀性大气中的作业寿命与它的镀层厚度成正比。

一般建议的经济电镀镀层厚度为0.00015in～0.0005in（4～12um）.热浸镀锌：

标准的平均厚度为54um（称呼径≤3/8为43um），最小厚度为43um（称呼径≤3/8为37um）。

3、镀层分布：

采用不同的沉积方法，镀层在紧固件表面上的聚集方式也不同。

电镀时镀层金属不是均匀地沉积在外周边缘上，转角处获得较厚镀层。

在紧固件的螺纹部分，最厚的镀层位于螺纹牙顶，沿着螺纹侧面渐渐变薄，在牙底处沉积最薄，而热浸镀锌正好相反，较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部，机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同，但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。

4、氢脆：

紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。

当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转够，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。

氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。

这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。

通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。

为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙，以使氢从镀层中渗出，烘焙通常在375-4000F（176-190℃）进行3-24小时。

由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁。

另由于工程标准禁止硬度高于HRC35的紧固件（英制Gr8，公制10.9级以上）热浸镀锌。

所以热浸镀的紧固件很少发生氢脆。

5、粘附性：

以坚实的刀尖和相当大的压力切下或撬下。

如果在刀尖前面，镀层以片状或皮状剥落，以致露出了基体金属，应认为粘附性不够。