U形支护螺栓成形模设计

■ 宾春雄

U形支护是现在煤矿中大量使用的安全防护材料，我公司一直生产U形支护产品，每年需使用支护螺栓约15万件。但该产品使用的螺栓是异形螺栓，工序复杂，所以我们以前使用的支护螺栓都是委托专门厂家生产。现在因为生产需要，公司决定该螺栓由我厂自行生产，这样能增加一定的工作量，同时还能降低成本。

该螺栓形状如图1所示。螺纹部分按平常螺纹加工即可，主要难点在螺栓头位置，该螺栓头为不规则形状。如果用机加工方式加工，则需用φ60mm的棒料，按长度下料后，先车螺纹部位，然后再刨螺栓头圆弧部分，最后刨螺栓头平面部分，这样的工艺首先严重浪费材料，再者加工难度大，时间长，浪费了大量人力、物力。

经研究螺纹部分按平常螺纹加工，螺栓头采用冲压加工，专门设计一套锁紧螺栓头成形模具。该模具由上压模（见图2）、胎模（见图3）、下压模（见图4）组成。该螺栓生产工艺流程为：①按计算好的尺寸下好φ24mm圆棒料（需把异形螺栓头体积计算准确）。②转金工把M24螺纹车好。③转装配车间，把下压模放入胎模中固定好，把螺栓头用高频电阻炉加热烧红，把螺栓放入下压模中（放入时必须螺纹部分朝下，烧红部分朝上）。④起动冲压压力机，上压模下行运动，把烧红部分棒料冲压成形。

图1 支护螺栓

图2 上冲模

开始设计下压模时，考虑到脱模问题，下压模分模时我们按图4方式分模，但是在使用过程中发现要把整个下压模提起之后才能落料，工人在使用过程中太费力，增大了工人的劳动强度。于是考虑按图5的方式把上压模分模，理论上这样分模螺栓头两个尖角处会大过分模处，造成无法脱模。但因为螺栓头是加热烧红后成形的，成形后螺栓头处还是热的，而两尖角处仅比分模处大8.5mm，此时用小撬棍轻轻敲螺栓应该就能脱模了。经试验确实如此，同时在脱模时工人只要把尖角那边下压模提起即可，极大地方便了工人的工作，降低了劳动强度。

图3 胎模

图4 原先分边方案，此方案脱模费力

图5 最终分边方案，此方案脱模省力