专利名称：预应力锚具夹片的热挤压制造方法
技术领域：
本发明涉及一种预应力锚具夹片的制造方法，尤其是一种预应力锚具夹片的热挤压制造方法背景技术预应力锚具夹片被广泛地应用于道路、桥梁中，随着近年来各类高架桥、高等级公路的建设日益增多，其需求量相当巨大。目前我国的预应力锚具夹片是用合金结构钢加工的，它的中心有一个通孔锯形齿螺纹，外部呈圆锥体形，且圆锥体的小端部分的内孔有一段向外的锥度。具体要求有外锥面与加工锯形齿螺纹的底径孔需同心(同轴度应在0.05以下)，外锥面及螺纹的底径孔粗糙度要求Ra小于0.8，螺纹孔不允许有局部缺料，孔径误差在0.05以内，以防造成锯形螺纹缺牙和平头牙的产生。产品材料需内部组织结构均匀、细腻，经热处理后不允许出现裂纹及断牙。它的作用是桥梁及建筑在使用预应力筋锚固时，将张拉后的钢丝、钢铰线用夹片通过锚板固定在锚座上，夹片中的锯形螺纹咬住钢丝或钢绞线，所以对螺纹的精度及强度要求非常严格。它的具体技术要求及试验参数可参见GB/T14370-2000国家标准的规定。
我国目前的制造厂家对预应力锚具夹片普遍采用的制造方法是用棒料车外圆到圆锥体的大端尺寸，再车外锥面及两端面，并且放精车余量，然后粗钻中心螺纹底孔，钻出的孔径小于实际所需的螺纹底孔尺寸，再用精铰刀精铰螺纹底孔，以螺纹底孔为基准，精车圆锥体或磨圆锥体大端尺寸及外锥面。这样的加工方法不仅工序繁多，而且对原材料浪费大。一方面设备动力浪费大，特别是采用精铰孔的方法加工螺纹底孔，由于刀具的摆动和磨损容易造成孔径大小不一致，而且进刀速度不能快，以防止刀具带料，如果原材料硬度偏低，精铰内孔时刀具则带料更加严重，并且内孔粗糙度达不到的设计要求。另一方面由于此产品是圆锥体，选用超过圆锥体大端直径的圆棒料加工时，锥体部分的原材料必须全部切削掉，所以车削圆锥体部位时加工量非常大，原材料浪费(内孔材料与外锥面材料)严重。
发明内容
本发明的目的是针对现有的预应力锚具夹片制造中机加工步骤多，工序复杂，精度难以保证，原材料浪费大的问题提供一种以热挤压为主，辅以少量机械加工的预应力锚具夹片的热挤压制造方法。
本发明的技术方案是一种预应力锚具夹片的热挤压制造方法，其特征是它包括以下步骤(a)原材料切断，将棒形原材料放置于切断模或切断机上切断，得到坯料；(b)加热，将上述坯料加热至900～1200℃；(c)热镦外形锥度及中心螺纹底孔，将上述加热后的坯料置于模具中挤压，使坯料中心的材料沿外锥壁向上流动，在坯料的中心形成带底的中心孔，外形呈锥形，得到中心孔带底的锥形毛坯；(d)正火，将上述热镦后带有600-800℃余温的中心孔带底的锥形毛坯置于保温箱中保温60～120分钟后随炉冷却至常温；(e)切底，利用模具对(c)步得到的并经(d)步正火后的中心孔带底的锥形毛坯进行冲切得到中心孔贯通的锥形毛坯；(f)整形，将与最终成品中心孔外形相配的芯棒插入前步所得的中心孔贯通的锥形毛坯的中心孔中连同芯棒一起置于整形模具中进行整形得到外形尺寸和中心孔符合要求的半成品；(g)内螺孔加工，将上述整形后的半成品通过丝锥切削或挤压方式形成内螺纹，得到带内螺纹的半成品；(h)分切，将上述半成品通过机械加工的方法切割成二片即得本发明的预应力锚具夹片成品。
所述的中心孔带底的锥形毛坯的底厚小于等于3mm。
本发明的有益效果1、本发明通过采用热挤压成型加工预应力锚具夹片新工艺，利用工装在很小功率的压力机上生产替代车床、钻床的切削加工，因采用工装直接成型生产出产品的尺寸统一，可大大减少中间检测次数，每日的班产量可增加40％以上，生产费用下降15％以上。
2、本发明通过采用热挤压成型工艺生产预应力锚具夹片，把原来切削部分的原材料充分的利用起来，材料的利用率提高15％以上。由于采用加热挤压工艺生产，挤压后的产品直接进入保温箱，消除半成品材料的内应力，使原料内部组织结构发生变化，确保热处理后的产品合格率在99.98％以上，安全符合GB/T14370-2000所规定的各项性能要求，试验合格率为100％。
3、方法简单易行，设备投入不大，可通过适当的技术改造加以实现，产品的合格率和一致性比纯机械加工有了根本性的改变。
图1是本发明的预应力锚具夹片原料切断模具示意图。
图2是本发明的预应力锚具夹片热镦坏模具示意图。
图3是本发明的预应力锚具夹片热挤压中心螺纹孔模具示意图。
图4是本发明的预应力锚具夹片切底模具示意图。
图5是本发明的预应力锚具夹片整型模具示意图。
图6是利用本发明的方法加工所得的预应力锚具夹片示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1～5所示。
本实施例的制造方法可概括为原材料切断、热墩坯形挤压中心螺纹孔、切底、精整形外锥及两端面，加工内螺纹，最后分解为2片，也就是将切断后原材料加热至900℃-1200℃，热镦外形锥度及中心螺纹底孔，使中心孔材料沿外锥壁往上流动，中心孔底部剩余壁厚≤3m，对底部留有的3mm左右余料进行切底，把成形芯棒放入挤好孔的半成品中，用压力机进行整形，在成型过程中，经过锥度的侧力使其材料紧紧地包容在成型芯棒上形成内锥，正火后进行最终的机加工内螺纹和分切即可。详述如下1、原材料切断把原棒材料放入图1所示的凹模2中，前端顶靠在定位块3的平面上，随着凸模1的下移，把原材料切断成一定长度的坯料，完成此道工序，坯料的长度可根据最终成形产品的体积以及棒料的外径加以计算确定，以所切得的棒料的体积略大于最终成形产品的体积。具体实施时也可采用其它方法如剪切、机切等方法进行坯料的准备工作。
2、热镦毛坏把加热至900～1200℃要求的坯料放在图2所示的下模6上，随着压力机往下运动，坯料由凹模镶块4导入凹模5中，由于凹模型腔为锥形，材料由侧壁流动成形。压力机上行时，产品被上打料7经过机床的打料棒作用使产品离开凹模，进入图3所示的凹模9中，随着压力机往下，通过凸模8与弹芯10的作用，挤压坏料，由于坯料外圈紧紧地被凹模9包容住，使内孔的材料经过侧壁往上反流，压力机上行时，产品被弹芯10顶出凹模9，经过卸料板11使产品脱开凸模8，完成此道工序。本步骤中坯料的加热可采用常规加热设备进行加热，加热时间一般为20～60分钟。
3、正火，将上述热镦后带有600-800℃余温的热镦所得的半成品送入保温箱中进行保温60～120分钟后随炉冷却，通过余温正火达到改变成品的材料组织结构，改善材料物理性能的目的。
4、切底把上述挤孔后的产品套在凸模12上，随着压力机往下运动，通过凹模13与凸模12的冲裁把未挤压到底的底部冲切掉，产品通过卸料板14的作用托开凸模12，完成此道工序。如图4所示。
5、整形把芯棒15塞入上述不带底的坯料中一同放入凸模16上，随着压力机向下运动，通过凸模16与凹模17的挤压作用，使原料向内收缩，形成内锥度，压力机上行时，产品通过机床的打料棒退出，完成此道工序。
6、机械加工采用常规的内螺纹加工方法(如丝锥切削或挤压方式)得到带内螺纹的半成品，再利用机械切割法切割加工最终得到如图6所示的成品。
终上所述利用热挤压的方法使原中心孔需切除的材料流动补充到壁厚中在减少机加工步骤的同时节约原材料是本发明的关键之所在。
权利要求
1.一种预应力锚具夹片的热挤压制造方法，其特征是它包括以下步骤(a)原材料切断，将棒形原材料放置于切断模或切断机上切断，得到坯料；(b)加热，将上述坯料加热至900～1200℃；(c)热镦外形锥度及中心螺纹底孔，将上述加热后的坯料置于模具中挤压，使坯料中心的材料沿外锥壁向上流动，在坯料的中心形成带底的中心孔，外形呈锥形，得到中心孔带底的锥形毛坯；(d)正火，将上述中心孔带底的锥形毛坯置于保温箱中保温60～120分钟后随炉冷却至常温；(e)切底，利用模具对(c)步得到的并经(d)步正火后的中心孔带底的锥形毛坯进行冲切得到中心孔贯通的锥形毛坯；(f)整形，将与最终成品中心孔外形相配的芯棒插入前步所得的中心孔贯通的锥形毛坯的中心孔中连同芯棒一起置于整形模具中进行整形得到外形尺寸和中心孔符合要求的半成品；(g)内螺孔加工，将整形后的半成品通过丝锥切削或挤压方式形成内螺纹，得到带内螺纹的半成品；(h)分切，将上述半成品通过机械加工的方法切割成二片即得本发明的预应力锚具夹片成品。
2.根据权利要求1所述的预应力锚具夹片的热挤压制造方法，其特征是所述的中心孔带底的锥形毛坯的底厚小于等于3mm。
全文摘要
本发明针对现有的预应力锚具夹片制造中机加工步骤多，工序复杂，精度难以保证，原材料浪费大的问题提供一种以热挤压为主，辅以少量机械加工的预应力锚具夹片的热挤压制造方法，其主要制造方法包括原材料切断、热墩坯形挤压中心螺纹孔、正火、切底、精整外锥及两端面，加工内螺纹，最后分解为2片，具有节约原材料，提高生产效率，降低加工成本的优点。
文档编号B21C29/00GK1775464SQ200510122879
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月6日 优先权日2005年12月6日
发明者张有龙 申请人:张有龙