[发明专利]一种一体式螺母板冲压成型工艺

说明书

本发明公开了一种一体式螺母板冲压成型工艺，首先在母板上冲压出轴向尺寸及周向尺寸均大于一体式螺母板的螺母的设计尺寸的凸包；然后通过2个以上冲压工步对凸包进行连续冲压，逐步压缩减小凸包的轴向尺寸及周向尺寸，直至凸包的轴向尺寸和壁厚均满足设计要求；最后在凸包上冲通孔，并在内径攻丝，得到该一体式螺母板。本发明提供的一体式螺母板冲压成型工艺以锥形凸包形式聚料，且凸包的高度及直径均大于最终设计螺母高度与直径，通过多工步，逐渐将周向及轴向材料在模具的作用下再分配，由于采用高、径具缩的方式再分配材料，成形效率较高，通过7道工序，可以实现最小壁厚2.4mm，最大壁厚4.5mm，高6.7mm的一体式螺母板冲压。

技术领域

本申请属于金属零件加工技术领域，具体涉及一种一体式螺母板冲压成型工艺。

背景技术

在汽车制造过程中，零部件之间存在大量的螺栓与螺母配合连接，这就需要其中一个零部件上分布有螺母，目前最常用的螺母1与零件2连接依然采用焊接方式，如图1所示。焊接后由于存在虚焊或应力集中等问题，汽车在实际使用过程中由于路况复杂，虚焊部位在长期震动的工况下工作，极易发生失效开裂，造成一定安全风险。一体式螺母板由于螺母与零件为一体成型，避免了焊接过程中的焊接缺陷，在汽车上广泛使用。

目前，一体式冲压螺母板有三种成型方式：

第一种是先在母板3上直接翻孔31，之后再翻孔内径攻螺纹，如图2所示。该种工艺的缺陷在于要求翻孔高度不能太高，且要求材料翻边性能较好，对母材性能以及操作工艺均提出了较高要求。

第二种是在母板上先拉深圆筒32，再局部墩粗，之后再冲孔，最后在孔内径攻螺纹，如图3所示。该种工艺单纯通过将深圆筒轴向尺寸减小，基于体积不变定理，通过材料再分配，来补偿螺母壁厚，该工艺材料再分配相对容易，但墩粗后壁厚变化不均匀(如图3 所示，图3中曲线a代表螺母实际内壁，直线b代表螺母设计内壁，曲线a证明墩粗后螺母壁厚变化不均匀；且曲线a与直线b偏离较大，证明螺母壁厚不达标)，且易发生叠料、扭曲，同时显微组织显示该种成型内部织构波动较大，影响螺母的使用性能。

第三种是先在母板上一次性冲压出高度等于螺母高度的大孔径的环状翻边33，之后基于体积不变定理，保持翻边高度不变逐渐缩小环状翻边的内径和外径以增加壁厚，最后精整螺丝内孔并攻丝，如图4所示。该种成型工艺单纯通过将环状翻边周向尺寸减小，将多余的材料再分配，从而提高螺母厚度，该工艺由于将整个周向材料增厚，材料再分配困难，成型力要求更高。

上述三种成型工艺均难以兼顾成型力要求、加工效率、螺母成型质量，限制了一体式螺母板的大范围推广应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种一体式螺母板冲压成型工艺，在径向和周向同时压缩迫使材料体积再分配，成型效率较高，成型质量好。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种一体式螺母板冲压成型工艺，包括如下步骤：

(1)在母板上冲压出轴向尺寸及周向尺寸均大于所述一体式螺母板的螺母的设计尺寸的凸包；

(2)通过2个以上冲压工步对所述凸包进行连续冲压，逐步压缩减小所述凸包的轴向尺寸及周向尺寸，直至所述凸包的轴向尺寸和壁厚均满足所述设计要求；

(3)在所述凸包上冲通孔，并在内径攻丝，得到所述一体式螺母板。

进一步地，步骤(1)中，所述凸包呈圆台状。

进一步地，步骤(1)中，所述凸包的底部周向尺寸为所述螺母的周向设计尺寸的 2～5倍。

进一步地，步骤(1)中，所述凸包的顶部周向尺寸为所述螺母的周向设计尺寸的 1～4倍。

进一步地，步骤(1)中，所述凸包的轴向尺寸不超过所述螺母的轴向尺寸的2倍。