(10)申请公布号 CN 102172820 A
(43)申请公布日 2011.09.07C N 102172820 A
*CN102172820A*
(21)申请号 201110062191.0
(22)申请日 2011.03.16
B23P 15/00(2006.01)
B21D 31/00(2006.01)
(71)申请人上海宏旭模具工业有限公司
地址201611 上海市松江区茸昌路100号
(72)发明人全洪文 宁圣飞
(74)专利代理机构上海硕力知识产权代理事务
所 31251
代理人
张坚
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种螺母板一体成型方法，其步
骤为：A 、先在母板上一次性冲压出高度等于螺母
高度不变、整个环状翻边体积不变的情况下以连
续冲压的方式渐缩环状翻边的内径和外径，直至
环状翻边的厚度达到强度要求；C 、最后精整环状
翻边的内孔并攻丝以形成螺母板的螺母。采用所
述技术方案，本发明的螺母板一体成型方法生成
出的螺母板的螺母避免了铆接和焊接所存在的虚
铆和虚焊问题，具有强度和抗拉脱力高的优点。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页
1.一种螺母板一体成型方法，其步骤为：
A、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；
B 、再在保持环状翻边高度不变、整个环状翻边体积不变的情况下以连续冲压的方式渐缩环状翻边的内径和外径，直至环状翻边的厚度达到强度要求；
C、最后精整环状翻边的内孔并攻丝以形成螺母板的螺母。
2.根据权利要求1所述的螺母板一体成型方法，其特征在于：所述步骤B是以保持连续模中的各个冲头高度不变、依次渐缩冲头直径和凹模孔的孔径的方式来连续冲压环状翻边实现渐缩环状翻边的内径和外径。
3.根据权利要求2所述的螺母板一体成型方法，其特征在于：所述冲头的顶部、根部和凹模孔的孔径边沿具有圆角。
一种螺母板一体成型方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车面板制造技术领域，尤其涉及应用在汽车上的螺母板的成型方法。
背景技术
[0002] 当前汽车用螺母板的最常用的制造方式如图1a、图1b所示，是将螺母10通过铆接11或焊接12方式连接在母板20上，以实现螺母板能够和汽车其它零件相固定连接。螺母板要求母板和螺母连结处的螺纹扭矩、抗拉脱力在达到正常运动情况不致松脱并保持连接部不致断裂，但铆接和焊接都有可能导致虚铆和虚焊，生产中需增加激光检测等仪器来检测连接的可靠性。但扭矩和抗拉脱力基本上是破坏性实验，无法一一去测试。且在机车运动过程中，螺母和母板连接处受高频率振动，亦会导致螺母松脱失效，以致会导致安全隐患发生。
[0003] 后来，有人发明了螺母和母板成一体结构的螺母板，这种螺母板的制作方法是直接在母板上冲压出环状翻边，并在环状翻边内径上攻出螺纹以形成螺母。但是，普通冲孔翻边方式无法实现，因冲孔翻边后材料直接变薄，翻边高度受预冲孔限制且易开裂（如图2所示）。并且从母板上直接冲压出的环状翻边均比母板要薄，根本无法满足螺母强度要求。考虑到螺纹尺寸，螺母的壁厚应是母板厚度的2倍以上。为了提高螺母壁厚，目前有发明人采用先冲压拉伸后镦压的方式来提高壁厚，但是镦压后螺母存在内孔有叠料、倒锥、不直壁、壁厚不均等问题（如图3所示），再冲孔挤光内孔，在材料显微上发现，螺母有断裂和组织纤维流动起伏变化极大等问题，损伤了螺母的强度和功能。
发明内容
[0004] 为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高螺母强度的螺母板一体成型方法，以克服现有技术存在的缺陷。
[0005] 一种螺母板一体成型方法，其步骤为：
A、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；
B 、再在保持环状翻边高度不变、整个环状翻边体积不变的情况下以连续冲压的方式渐缩环状翻边的内径和外径，直至环状翻边的厚度达到强度要求；
C、最后精整环状翻边的内孔并攻丝以形成螺母板的螺母。
[0006] 在本发明的具体实施方式中，所述步骤B是以保持连续模中的各个冲头高度不变、依次渐缩冲头直径和凹模孔的孔径的方式来连续冲压环状翻边实现渐缩环状翻边的内径和外径。
[0007] 在本发明的具体实施方式中，所述冲头的顶部、根部和凹模孔的孔径边沿具有圆角。这样，在连续冲压过程中，靠冲头底部圆角处传递受力使得环状翻边的材料更容易往凹模孔的锥角圆弧处强制地进入凹模孔，从大径变为小径；然后在侧向和弯曲及圆角部位拉力作用下向小径收缩，其壁厚在侧向力作用下变厚。行程结束时，冲头上的圆角和凹模孔上
的圆角可对环型翻边的圆角进行整形。
[0008] 采用上述技术方案，本发明采用等高收径的方式实现了增厚螺母的壁厚，这样的一体成型方法生成出的螺母板避免了铆接和焊接所存在的虚铆和虚焊问题，具有强度和抗拉脱力高的优点。
附图说明
[0009] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1a为现有技术中铆接螺母板的结构示意图；
图1b为现有技术中焊接螺母板的结构示意图；
图2为普通冲孔翻边的示意图；
图3为现有技术中拉高镦压工艺的示意图（a为拉高，b为镦压）；
图4为本发明的成型方法示意图（a为拉伸，b为收径、变厚）；
图5为本发明的工艺料带示意图；
图6为CAE分析等高收径厚度变化示意图；
图7为上模的结构示意图；
图8为上、下模合模时的结构示意图。
具体实施方式
[0010] 如图4结合图5所示，本发明的一种螺母板一体成型方法，其步骤为：
A、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；
B 、再在保持环状翻边高度不变、整个环状翻边体积不变的情况下以连续冲压的方式渐缩环状翻边的内径和外径，直至环状翻边的厚度达到强度要求；
C、最后精整环状翻边的内孔并攻丝以形成螺母板的螺母。
[0011] 通过上述等高收径方法，这种一体螺母板在连续模具生产中工艺优势非常显著，可以取代原先的焊接和铆接方案，增厚明显，用Auto form对其进行CAE运算分析，分析结果如图6所示，证明可行。以材料厚度2.00毫米的母板为例，螺母甚至单边增厚至4.5mm。以目前的M10螺母，螺母有效高度可达15mm，其抗拉脱力达7.9吨。
[0012] 上述螺母板一体成型方法通过下述的连续模冲压而成，为了更清楚地说明本发明，下面结合图7和图8进行详细说明：
本发明用于螺母板成型的连续模具，其包括上模100和下模200。
[0013] 其中，如图7所示，上模100包括上模座101、上垫板102、上固定板103、上脱背板104、上脱板105、多个上弹簧106以及多个排列的冲头107。
[0014] 上垫板102固定在上模座101上，冲头107固定在上垫板102上并位于上固定板103、上脱背板104和上脱板的冲头孔中，上固定板103与上垫板102相连、上脱背板104与上脱板105相连。上弹簧106位于相邻冲头107之间，并一端抵顶上模座101、穿过上垫板102、上固定板103、上脱背板104，另一端抵顶上脱板105，从而使得上固定板103和上脱背板104之间具有间距形成上模的运动行程。
[0015] 下模包括下模座201、下垫板202、下固定板203、下脱背板204、下脱板205、多个下凹模206、多个下顶杆207、多个下弹簧208。其中，下垫板202固定在下模座201上，下凹模
206固定在下垫板202上，下固定板203与下垫板202相连，下脱板205与下脱背板204相连。下弹簧208位于相邻的下凹模206之间，穿过下垫板202、下固定板203、下脱背板204，一端抵顶在上脱板205上、另一端抵顶在下模座201上，从而使得下脱背板204和下固定板203之间具有间距形成下模的运动行程。下凹模206具有对应上模100的冲头107的位置具有凹模孔209，下顶杆207位于凹模孔209中。
[0016] 在本发明的连续模中，上模100的各个冲头107的直径是依次逐渐缩小的，各个凹模孔209的孔径也是依次逐渐缩小的，在本实施例中，下一个冲头是上一个冲头直径的90%，下一个凹模孔的孔径是上一个凹模孔的孔径的90%。当然，根据实际需要，该缩小比例可以进行微调。
[0017] 另外，在冲头107的顶部117、根部118和凹模孔209的孔径边沿219具有圆角。这样，可以靠冲头107顶部117圆角传递受力使环状翻边向凹模孔209锥角圆弧处（即凹模孔209的孔径边沿219的圆角）强制地进入凹模孔中，从大径变为小径。
[0018] 合模时，上脱板105先压住母板，然后冲头107露出上托板105固定高度（下脱板205力远大于上脱板105）。然后在侧向和弯曲及圆角部位拉力作用下向小径收缩，其壁厚在侧向力作用下变厚。行程结束时，冲头上的圆角和凹模孔上的圆角可对环型翻边的圆角进行整形。
[0019] 上述螺母板一体成型方法可以应用在不同的平面上，可以对单个螺母、双个螺母、设置多个螺母成型，其原理一致，在汽车零件优化安全涉及和保证强度上有显著效果。[0020] 因此，通过上述详细描述，可以发现本发明的螺母板一体成型方法生成出的螺母板避免了铆接和焊接所存在的虚铆和虚焊问题，具有强度和抗拉脱力高的优点。
[0021] 但是，本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神
的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。
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