来源：不祥 | 责任编辑：小语
2009-05-30
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随着现代化工业的飞速发展以及生产实际工作的需要，紧固件的需求也在向高、精、大的方面拓展。所谓“高”就是强度要求高、工件制造选择材料力学性能高，“精”就是工件制造技术精度和质量要求精，“大”就是产品规格大。
GB/T6170~6175—2000六角螺母规定了规格范围从M15~M64螺母的形体规格和几何尺寸，但是这此系列标准都不能满足现阶段实际应用的需要，有相当的产品已远远超出了标准系列范围，属于超规范工件，称之为特大螺母。例如建筑机械塔吊地脚上的成套螺母、螺杆，其规格包括M68、M72、M76、M80、M90、M95等六个规格，是我公司承接的一批紧固件产品，材质均为35CrMoA，力学性能要求8级。要生产形体如此之大的特大规格螺母，需要特殊的制造工艺才能完成。由于外形尺寸大，用冷镦或在摩擦压力机上用模锻成形的工艺方法一般较难实现，用型材机械切削加工既浪费原材料，生产效率又低，不经济。我们最终选定了用自由锻造粗锻外形——一条六棱柱体，留很少一点机械精加工余量，切割分体成单个螺母成形的工艺方法(外形精度要求不高的不再留加工余量)，成功地完成了这一生产任务。
加工工艺方法
螺母规格：M68、M72、M76、M80、M90、M95六个规格，材质均为35CrMoA螺母，力学性能要求为8级。
其工艺流程为：
(1)下料。
(2)自由锻造锻一条六棱柱体毛坯(如果六棱柱体精度要求不高，可一次自由锻造成形，不再留切削余量)。
(3)退火将锻好的毛坯料投入到锻造加热炉内，加热到800~900℃，保温一段时间，然后随炉温缓慢冷却。
(4)精加工六棱柱体要求外形尽寸。
(5)切割在锯床上按计算好的数量及尺寸锯成单件螺母。
(6)钻、镗孔。
(7)平一端倒内、外角。
(8)平另一端倒内、外角。
(9)车螺纹。
(10)酸洗。
(11)发蓝。
(12)包装。
形体几何尺寸的确定
由于大于M64的螺母规格没有列入国标系列中，因此也就没有现成的反映大螺母全部形体几何尺寸的表格表述，进而给生产带来不便。但是，我们可以根据GB/T6170~6171—2000规定，按照小于M64螺母类型，依据它们几何尺寸之间的共性，按比例推理计算出特大螺母相应的几何尺寸。我们发现国标GB/T6170~6171—2000规定的螺母的最大对边尺寸与螺纹内径有着一定的比例关系，即螺母的最大对边尺寸Smax=1.50~1.56倍的螺纹内径(见附图)。特大螺母GB/T3104的最大对边尺寸有了规定(见表1)。
毛坯的形成及坯料计算
由于螺母形体大，在毛坯的形成上选择了自由锻造一条六棱柱体的工艺成形方法，切割成一个一个的螺母毛坯而成，因此，对长条的锻造多长度为宜，要以便于操作者在锻锤上用手钳夹紧卡稳工件及最大限度的自由移动操作为准。一般长度在400mm左右，能锻造3~4个螺母毛坯。根据材料的塑性变形原理和体积不变定律，毛坯的形成是一个从圆变成六方体的过程，毛坯的总体积是几件毛坯的体积加上两端面加工余量的体积及切割时锯口消耗的体积总和(两端面加工余量一般取δ=2.5mm)。
坯料材料长度的计算过程
(1)直径在长度尺寸400mm范围内，按镦锻比值越小越好，还要根据市场材料供应状况，在满足供应、价格比的情况下，选择比较经济的规格，一般坯料直径在Ф90~Ф110mm之间为宜。
表3确定了特大螺母的系列及形体几何尺寸，给紧固件特大螺母的制造提供了实际可操作性的几何尺寸，方便了生产，同时给国际没有列入系列的螺母一点补充。
结语
上述工艺过程，其工艺手段完全靠手工操作自由锻造成形，这无疑对操作者的技术技能有较高的要求。自由锻造工艺本身劳动强度大，生产效率不够高，但是特大螺母外形尺寸的公差较大，所以成形是完全能够实现的，并且免去了因设计模具、摩擦压力机设备承制能力所限、技术等原因不易实现的缺陷。【MechNet】
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