一种用于具有可定位嵌件的六角锁紧螺母生产线的制作方法

本发明涉及螺母制造技术领域，尤其涉及一种用于具有可定位嵌件的六角锁紧螺母生产线。

背景技术：

螺母是具有内螺纹并与螺杆配合使用用以传递运动或动力的机械零件。零部件装配中通常是采用螺栓与螺母配合，将两个零部件固定装配在一起。在零部件的长期使用过程中螺母的防松一直是螺纹连接的一个重要研究课题。

嵌件开槽自锁锁紧螺母是一种高抗振、防松动的紧固件，能用于工作温度在-50℃～100℃的航空、航天、机械领域等各类机器、电器零部件中。锁紧工作原理如下:螺纹副在安装的过程中，螺栓的螺纹对螺母体嵌入的嵌件进行挤压，使得嵌件变形。安装完毕后，螺栓螺纹和嵌件是处于完全挤压状态，形成阻止螺纹旋转的摩擦力矩，从而达到自锁防松的功能。

嵌件开槽自锁锁紧螺母为了进一步提高嵌件的防松动能力，在装入到螺母中时增加了定位处理，需要将嵌件外壁上的定位凹槽和螺母嵌件部内壁的定位凸块对应镶嵌安装。现有技术中该步骤都是采用人工方式进行装配，然后在将装入了嵌件的螺母放到嵌件螺母压合装置中进行按压，使嵌件固定于螺母内部。人工装入嵌件的方式很难确保其供料速度和嵌件螺母压合装置的压合速度保持精确步进运动，影响嵌件压合的生产效率。同时人工手动装入嵌件时嵌件的装入位置难免产生误差；手动装入嵌件后在放入到嵌件螺母压合装置中时嵌件的位置也会发生移动，以上都会影响嵌件安装的生产质量。

传统人工安装方式不仅会使嵌件的压合质量受人工因素的影响，在嵌件装入位置不合格时嵌件螺母压合装置很难将螺母和嵌件压合到规定状态。而且人工供料需要大量的人力、设备和场地，相比于机械自动供料生产效率低，而且增加了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方便生产该种嵌件具有定位功能的锁紧螺母，提高生产效率的同时降低生产成本。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于具有可定位嵌件的六角锁紧螺母生产线，包括钢料处理区域、成型攻丝区域、表面处理区域和嵌件压入区域，所述钢料处理区域设置有拉丝机、球化炉和酸洗池，所述成型攻丝区域设置有送料机构、位于送料机构后面的冷镦机和自动攻丝机，所述冷镦机和自动攻丝机之间设置有螺母传入装置，所述表面处理区域设置有热处理淬火炉、离心研磨机、表面处理溶液配液池和烘烤机，所述嵌件压入区域设置有螺母振动盘、嵌件振动盘、嵌件角度调整机构、螺母角度调整机构和嵌件螺母压合装置，所述螺母振动盘和嵌件螺母压合装置之间设置有螺母输送机构，所述螺母角度调整机构位于嵌件螺母压合装置和螺母输送机构之间，所述嵌件振动盘和嵌件角度调整机构之间设置有嵌件输送机构。

通过上述技术方案，将钢料在拉丝机中进行拉丝制成规格符合要求的线料，退火后降低钢料的硬度，改善切削加工性。酸洗后除去金属表面的氧化物等薄膜。冷镦机将钢料挤压成型，通过螺母传入装置传送到攻丝机床中，使锁紧螺母的内壁在机床上加工出内螺纹。热处理淬火炉中时成型的螺母热处理，使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能。离心研磨机中研磨螺母进行研磨后可以提高锁紧螺母表面精度，提高表面的耐磨性和表面疲劳强度。螺母振动盘和嵌件振动盘分别能够使螺母和嵌件正面朝上进行排列并且整齐的运送到螺母输送机构和嵌件输送机构中，螺母和嵌件分别通过螺母输送机构和嵌件输送机构整齐有序地输送到螺母角度调整机构和嵌件角度调整机构进行角度调节，使螺母上的定位凸块和嵌件上的定位凹槽分别位于螺母和嵌件的上端，然后再通过嵌件螺母压合装置将嵌件和螺母进行固定。

本发明还进一步设置为：所述嵌件螺母压合装置包括工作台、压合机构、多孔位转盘和嵌件夹取机构，所述多孔位转盘可旋转设置于工作台上端的中间位置，所述多孔位转盘的边缘一周设置有若干螺母放置槽，所述压合机构位于多孔位转盘的上方，所述嵌件夹取机构位于嵌件角度调整器和多孔位转盘之间。

通过上述技术方案，嵌件夹取机构的夹爪能够对嵌件的四周进行抓取，以保证抓取时的稳定性，防止在抓取过程中嵌件的角度发生偏移，将调整好角度的嵌件抓取到调整好角度的螺母中，然后压合机构对正下方含有嵌件的螺母进行压合，将嵌件固定在螺母中。

本发明还进一步设置为：所述压合机构包括嵌件压平机构和嵌件固定环压实机构，所述嵌件压平机构和嵌件固定环压实机构分别位于螺母放置槽的正上方，所述嵌件固定环压实机构位于嵌件压平机构在多孔位转盘旋转方向的后方。

通过上述技术方案，固定环压实机构在对嵌件和螺母压合固定前，嵌件压平机构先将嵌件完全压入到螺母中，使螺母内壁上的定位凸块完全镶嵌于嵌件外壁的定位凹槽中，从而再对嵌件进行压合固定，保证嵌件的压合固定时位置不会偏移，使嵌件固定更加牢固。

本发明还进一步设置为：所述嵌件夹取机构包括固定座、移动块、夹取部和气缸一，所述固定座上端沿其长度方向设置有移动滑轨，所述滑动块可滑动设置于移动滑轨上，所述气缸一固定于移动滑轨的一端且其活塞杆和滑块靠近气缸一的一侧固定连接。

通过上述技术方案，嵌件输送机构将嵌件输送到嵌件输送机构末端时，嵌件输送机构的末端设置有挡块，嵌件将不能继续向前移动，此时控制气缸一将滑动块移动到移动滑轨靠近嵌件输送机构的一端使夹取部对嵌件输送机构末端的嵌件进行夹取，然后再控制气缸一将夹取部移动至嵌件角度调整机构处使夹取部将嵌件放置到定位柱上进行角度调整，嵌件角度调整完成后夹取部再次夹取调整后的嵌件并控制气缸一使夹取部移动至移动滑轨靠近嵌件压平机构的一端，使夹取部将嵌件放置到嵌件压平机构正下方螺母放置槽中的螺母中。

本发明还进一步设置为：所述嵌件角度调整机构包括底座、嵌件调整旋转气缸和嵌件调整块，所述嵌件调整旋转气缸竖直向上设置于底座上端，所述嵌件调整块固定连接在嵌件调整旋转气缸的旋转部上端，所述嵌件调整块的上端中间位置设置有定位柱，所述底座的上端设置有嵌件定位槽红外线检测器，所述嵌件定位槽红外线检测器位于嵌件调整旋转气缸的后方。

通过上述技术方案，嵌件放入到定位柱上后嵌件的内壁和定位柱的外壁相接触，嵌件定位槽红外线检测器的红外检测光通过检测孔射向嵌件上端的位置并被嵌件阻挡，然后控制嵌件调整旋转气缸使嵌件调整块进行旋转，在旋转过程中当嵌件上的定位凹槽旋转到上端位置时，红外检测光将不再被阻挡而从定位凹槽处射出，此时嵌件角度调整完成，嵌件调整旋转气缸停止旋转。

本发明还进一步设置为：所述定位柱包括定位部和导入部，所述导入部位于定位部的上端，所述定位部为圆柱形且水平截面圆的直径略小于嵌件的内径，所述导入部的形状为圆台形，所述导入部最下端的截面圆的大小和定位部截面圆的大小相同。

通过上述技术方案，嵌件在放入到定位柱上时导入部的上端较小，能够更加方便地将嵌件放入到定位柱上。

本发明还进一步设置为：所述螺母输送机构包括螺母输送轨道、激振器和推送机构，所述螺母输送轨道倾斜设置且所述轨道中沿其长度方向设置有滑动料槽，所述料槽包括出料槽口和进料槽口，所述出料槽口位于多孔位转盘的边缘处且对准于螺母放置槽的开口处，所述进料槽口和螺母振动盘的出料处相连接，所述激振器固定连接于螺母输送轨道的下表面，所述推送机构设置于工作台上端且位于出料槽口的正下方。

通过上述技术方案，螺母振动盘将螺母正面朝上排列后送入螺母输送机构的滑动料槽中，启动激振器使输送轨道进行小幅度抖动，螺母输送轨道倾斜设置，螺母在自身重力的作用下向下缓慢移动，当螺母移动到出料槽口的位置时，推送机构将螺母推送入多孔位转盘的螺母放置槽中。

本发明还进一步设置为：所述推送机构包括气缸二和推块，所述气缸二固定连接在工作台上，所述气缸二的活塞杆朝向多孔位转盘且活塞杆的延长线经过多孔位转盘的圆心，所述推块固定连接在活塞杆上，所述推块靠近多孔位转盘的侧壁上设置有橡胶垫。

通过上述技术方案，螺母角度调整调整完成后控制气缸二使推块向前推动螺母，将螺母推入多孔位转盘的螺母放置槽中，橡胶垫能够起到保护作用，防止在推动螺母时对螺母外表面造成损坏。

本发明还进一步设置为：所述螺母角度调整机构包括螺母转动盘和支架，所述螺母转动盘的下端设置有旋转气缸二，所述螺母转动盘的上表面高度和工作台上表面高度平齐，所述支架位于螺母转动盘的正上方，所述支架上设置有螺母定位块红外线检测器，所述螺母转动盘靠近多孔位转盘的一侧设置有旋转挡板，所述旋转挡板的外端设置有旋转气缸三，所述旋转挡板靠近螺母转动盘一侧的中间位置竖直设置有截面为等腰三角形的定位槽，所述定位槽的顶角角度为120°。

通过上述技术方案，当螺母定位块红外线检测器的红外检测光线被点位凸块阻挡后旋转气缸二停止转动，此时螺母上的定位凸块位于上端螺母的上端位置。旋转挡板对螺母起到定位作用，当螺母从螺母输送机构送入到螺母角度调整机构上时，螺母会被旋转挡板阻挡而停止向前移动，六角螺母的其中一角会嵌入到旋转挡板的定位槽中，从而保证螺母位于螺母转动盘的正上方，螺母在进行角度调整时旋转挡板在旋转气缸三的作用下将原理螺母，使螺母在角度调整旋转时不受阻挡。

本发明还进一步设置为：所述多孔位转盘边缘上的螺母放置槽个数为12个，所述螺母放置槽的中心线经过多孔位转盘的圆心，所述相邻螺母放置槽的中心线之间的夹角为30°，所述螺母放置槽的宽度略大于螺母对边之间的宽度。

通过上述技术方案，压合机构完成一次压合操作后，多孔位转盘会进行30°的旋转，使多孔位转盘上的螺母放置槽同时进行到下一个工位并同时进行每个位置上的操作，以此能够提高嵌件螺母压合装置整体的工作效率。

附图说明

图1为本发明生产线设备示意图；

图2为本发明嵌件压入区域的结构示意图；

图3为本发明压合机构的结构示意图；

图4为本发明嵌件夹取机构的结构示意图；

图5为本发明嵌件角度调整机构的结构示意图；

图6为本发明螺母输送机构的结构示意图；

图7为本发明螺母角度调整机构的结构示意图。

图中标号含义：1、拉丝机；2、球化炉；3、酸洗池；4、送料机构；5、冷镦机；6、自动攻丝机；7、热处理淬火炉；8、离心研磨机；9、表面处理溶液配液池；10、烘烤机；11、螺母振动盘；12、嵌件振动盘；13、嵌件角度调整机构；14、螺母角度调整机构；15、嵌件螺母压合装置；16、螺母输送机构；17、嵌件输送机构；18、工作台；19、压合机构；20、多孔位转盘；21、嵌件夹取机构；22、螺母放置槽；23、嵌件压平机构；24、嵌件固定环压实机构；25、固定座；26、移动块；27、夹取部；28、气缸一；29、底座；30、嵌件调整旋转气缸；31、嵌件调整块；32、定位部；33、导入部；34、螺母输送轨道；35、激振器；36、推送机构；37、滑动料槽；38、气缸二；39、推块；40、螺母转动盘；41、螺母定位块红外线检测器；42、嵌件定位槽红外线检测器；43、旋转挡板；44、定位槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下参考图1至图7对本发明进行说明。

一种用于具有可定位嵌件的六角锁紧螺母生产线，包括钢料处理区域、成型攻丝区域、表面处理区域和嵌件压入区域。

钢料处理区域设置有拉丝机1、球化炉2和酸洗池3，将钢料在拉丝机1中进行拉丝制成规格符合要求的线料，将线料放入到球化炉2中加热到500℃~600℃，保温后随炉冷却，从而降低钢料的硬度，改善切削加工性。将退火后的钢料浸入到酸洗池3中进行酸洗，酸洗池3中配置有硫酸的水溶液，从而除去金属表面的氧化物等薄膜。

成型攻丝区域设置有送料机构4、位于送料机构4后面的冷镦机5和自动攻丝机6，冷镦机5和自动攻丝机6之间设置有螺母传入装置，使用冷镦机5将钢料挤压成型，将钢材压制成紧锁螺母本体且此时的锁紧螺母本体的内壁中没有螺纹。锁紧螺母本体通过螺母传入装置传送到攻丝机床中，使锁紧螺母的内壁在机床上加工出内螺纹。

表面处理区域设置有热处理淬火炉7、离心研磨机8、表面处理溶液配液池9和烘烤机10，将攻丝完成后的螺母放入到热处理淬火炉7内，温度控制为200℃~300℃，并以每小时升温50℃的速率升温至500摄氏度，并保持2~3h，热处理使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能。

热处理后的螺母需要放入到离心研磨机8中进行研磨，先将螺母放于离心研磨机8的研磨滚筒中，然后放入研磨石、研磨剂和水，启动离心研磨机8持续工作30min之后停止研磨，更换研磨滚筒中的水和研磨剂，并且更换离心研磨机8的旋转方向，然后再继续研磨30min。锁紧螺母进行研磨后可以提高锁紧螺母表面精度，提高表面的耐磨性和表面疲劳强度。

嵌件压入区域设置有螺母振动盘11、螺母输送机构16、嵌件振动盘12、嵌件输送机构17、嵌件角度调整机构13、螺母角度调整机构14和嵌件螺母压合装置15。螺母振动盘11和嵌件振动盘12分别能够使螺母和嵌件正面朝上进行排列并且整齐的运送到螺母输送机构16和嵌件输送机构17中，螺母和嵌件分别通过螺母输送机构16和嵌件输送机构17整齐有序地输送到螺母角度调整机构14和嵌件角度调整机构13进行角度调节，使螺母上的定位凸块和嵌件上的定位凹槽分别位于螺母和嵌件的上端，然后再通过嵌件螺母压合装置15将嵌件和螺母进行固定。

嵌件螺母压合装置15包括工作台18、压合机构19、多孔位转盘20和嵌件夹取机构21，多孔位转盘20可旋转设置于工作台18上端的中间位置，多孔位转盘20的边缘一周设置有若干螺母放置槽22，本实施例中，多孔位转盘20边缘上的螺母放置槽22个数为12个，螺母放置槽22的中心线经过多孔位转盘20的圆心，相邻螺母放置槽22的中心线之间的夹角为30°，螺母放置槽22的宽度略大于螺母对边之间的宽度。

压合机构19位于多孔位转盘20的上方，嵌件夹取机构21位于嵌件角度调整器和多孔位转盘20之间。嵌件夹取机构21的夹爪能够对嵌件的四周进行抓取，以保证抓取时的稳定性，防止在抓取过程中嵌件的角度发生偏移，将调整好角度的嵌件抓取到调整好角度的螺母中，然后压合机构19对正下方含有嵌件的螺母进行压合，将嵌件固定在螺母中。

压合机构19完成一次压合操作后，多孔位转盘20会进行30°的旋转，使多孔位转盘20上的螺母放置槽22同时进行到下一个工位并同时进行每个位置上的操作，以此能够提高嵌件螺母压合装置15整体的工作效率。

压合机构19包括嵌件压平机构23和嵌件固定环压实机构24，嵌件压平机构23和嵌件固定环压实机构24分别位于螺母放置槽22的正上方，嵌件固定环压实机构24位于嵌件压平机构23在多孔位转盘20旋转方向的后方。固定环压实机构在对嵌件和螺母压合固定前，嵌件压平机构23先将嵌件完全压入到螺母中，使螺母内壁上的定位凸块完全镶嵌于嵌件外壁的定位凹槽中，从而再对嵌件进行压合固定，保证嵌件的压合固定时位置不会偏移，使嵌件固定更加牢固。

嵌件夹取机构21包括固定座25、移动块26、夹取部27和气缸一28，固定座25上端沿其长度方向设置有移动滑轨，滑动块可滑动设置于移动滑轨上，气缸一28固定于移动滑轨的一端且其活塞杆和滑块靠近气缸一28的一侧固定连接。

嵌件输送机构17将嵌件输送到嵌件输送机构17末端时，嵌件输送机构17的末端设置有挡块，嵌件将不能继续向前移动，此时控制气缸一28将滑动块移动到移动滑轨靠近嵌件输送机构17的一端使夹取部27对嵌件输送机构17末端的嵌件进行夹取，然后再控制气缸一28将夹取部27移动至嵌件角度调整机构13处使夹取部27将嵌件放置到定位柱上进行角度调整，嵌件角度调整完成后夹取部27再次夹取调整后的嵌件并控制气缸一28使夹取部27移动至移动滑轨靠近嵌件压平机构23的一端，使夹取部27将嵌件放置到嵌件压平机构23正下方螺母放置槽22中的螺母中。

嵌件角度调整机构13包括底座29、嵌件调整旋转气缸30和嵌件调整块31，嵌件调整旋转气缸30竖直向上设置于底座29上端，嵌件调整块31固定连接在嵌件调整旋转气缸30的旋转部上端，嵌件调整块31的形状为圆形且直径大于嵌件的内径，小于嵌件的外径。嵌件调整块31的上端中间位置设置有定位柱，底座29的上端设置有嵌件定位槽44红外线检测器42，嵌件定位槽44红外线检测器42位于嵌件调整旋转气缸30的后方。

嵌件放入到定位柱上后嵌件的内壁和定位柱的外壁相接触，嵌件定位槽44红外线检测器42的红外检测光向上射向嵌件上端的位置并被嵌件阻挡，然后控制嵌件调整旋转气缸30使嵌件调整块31进行旋转，在旋转过程中当嵌件上的定位凹槽旋转到红外检测光位置时，红外检测光将不再被阻挡而从定位凹槽处射出，此时嵌件角度调整完成，嵌件调整旋转气缸30停止旋转。

定位柱包括定位部32和导入部33，导入部33位于定位部32的上端，定位部32为圆柱形且水平截面圆的直径略小于嵌件的内径，导入部33的形状为圆台形，导入部33最下端的截面圆的大小和定位部32截面圆的大小相同。嵌件在放入到定位柱上时导入部33的上端较小，能够更加方便地将嵌件放入到定位柱上。

螺母振动盘11和嵌件螺母压合装置15之间设置有螺母输送机构16，螺母输送机构16包括螺母输送轨道34、激振器35和推送机构36，螺母输送轨道34倾斜设置且轨道中沿其长度方向设置有滑动料槽37，料槽包括出料槽口和进料槽口，出料槽口位于多孔位转盘20的边缘处且对准于螺母放置槽22的开口处，进料槽口和螺母振动盘11的出料处相连接，激振器35固定连接于螺母输送轨道34的下表面，推送机构36设置于工作台18上端且位于出料槽口的正下方。

螺母振动盘11将螺母正面朝上排列后送入螺母输送机构16的滑动料槽37中，启动激振器35使输送轨道进行小幅度抖动，螺母输送轨道34倾斜设置，螺母在自身重力的作用下向下缓慢移动，当螺母移动到出料槽口的位置时，推送机构36将螺母推送入多孔位转盘20的螺母放置槽22中。

推送机构36包括气缸二38和推块39，气缸二38固定连接在工作台18上，气缸二38的活塞杆朝向多孔位转盘20且活塞杆的延长线经过多孔位转盘20的圆心，推块39固定连接在活塞杆上，推块39靠近多孔位转盘20的侧壁上设置有橡胶垫。螺母角度调整调整完成后控制气缸二38使推块39向前推动螺母，将螺母推入多孔位转盘20的螺母放置槽22中，橡胶垫能够起到保护作用，防止在推动螺母时对螺母外表面造成损坏。

螺母角度调整机构14位于嵌件螺母压合装置15和螺母输送机构16之间，螺母角度调整机构14包括螺母转动盘40和支架，螺母转动盘40的下端设置有旋转气缸二38，螺母转动盘40的上表面高度和工作台18上表面高度平齐，支架位于螺母转动盘40的正上方，支架上设置有螺母定位块红外线检测器41，螺母转动盘40靠近多孔位转盘20的一侧设置有旋转挡板43，旋转挡板43的外端设置有旋转气缸三，旋转挡板43靠近螺母转动盘40一侧的中间位置竖直设置有截面为等腰三角形的定位槽44，定位槽44的顶角角度为120°。

螺母角度调整机构14原理和嵌件角度调整机构13相似，当螺母定位块红外线检测器41的红外检测光线被点位凸块阻挡后旋转气缸二38停止转动，此时螺母上的定位凸块位于上端螺母的上端位置。旋转挡板43对螺母起到定位作用，当螺母从螺母输送机构16送入到螺母角度调整机构14上时，螺母会被旋转挡板43阻挡而停止向前移动，六角螺母的其中一角会嵌入到旋转挡板43的定位槽44中，从而保证螺母位于螺母转动盘40的正上方，螺母在进行角度调整时旋转挡板43在旋转气缸三的作用下将原理螺母，使螺母在角度调整旋转时不受阻挡。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。