一、常用螺母冷镦工艺分类
六角螺母也是一种使用面很广的紧固件，它的生产方法较多，M24以下规格的螺母普遍采用冷镦(压)方法生产。常用的螺母冷镦工艺有以下几种：
a.用较小直径的线材冷镦生产螺母
这是一种冷镦生产螺母中用得最多的生产方法。使用线材直径do=0.60s～0.70s，s—螺母对方尺寸。采用切料、整形、镦球、压六方、冲孔的工位(工序)，见图36-23。
在三工位、四工位自动冷镦机生产，也可在压力机上分序生产。在三工位冷镦机上生产可省去整形，但大于M12以上规格的螺母，不经整形，端面质量及秃角的均匀性都不好控制。
b.用较大直径的线材冷镦生产螺母
这种工艺使用线材直径do≈0.9s，经切断、整形、初镦、预成形、精成形、冲孔而成，一般在五工位自动冷镦机上生产，夹钳带翻转机构,见图36-24。
c.六方钢成形工艺
这种工艺方法用的较少，一般用于M20以上大规格螺母的生产，在压力机上用分序冷压的方法完成。工艺流程按切料、初压、精压、冲孔进行生产。
二、螺母冷镦(压)工艺分析
a.切断
在自动冷镦机多工位生产或压力机上分序生产，切断都是第一道工序，也是较关键的工序。
因为切料断口的平整性、切刀板压下所形成的马蹄印大小(见图36-25)，都对下序的整形、镦球有直接的影响。
由公式36-22可计算出切料长度
式中 Lo——切料长度mm V型——螺母冲孔前坯料体积(mm³)Fo——线材截面积m㎡
这仅是一个计算值，实际生产中还要通过调整档料柱来修正切断长度。有时还用称重法来衡量切料是否准确，即坯料重相当于切断的料柱重。切断模的孔径应比料的最大直径大0.05～0.1mm，刀板与切断模之间的间隙为0.1mm左右。
b.整形
如图36-26所示，整形是把料柱的端面镦平，在下端镦(压)出1～2×45°的倒角，目的是将切料的缺陷进行修整，保证下一压球工序的质量。
整形的尺寸d=do+(0.1～0.25)(mm)
式中 do——线材直径mm。
c.镦球
镦球是将整形后的料柱镦(压)成鼓形球状,见图36-27，它的质量影响螺母的端面、秃角、棱边的清晰和质量。在确定鼓形球几何尺寸时，按经验，在倒角40°确定的情况下，dM、h尺寸应尽可能小。
这样，在压六方时，相应部位的摩擦力要小，金属在压型力的作用下，金属流动性好，容易充满六方。如果dM、h偏大，则在压六方时，不易充满六角。如果为了使六方充满而增加压型力，则螺母端面就会产生飞边。
鼓形球尺寸按经验数据如下：dM=(0.7～0.8)d径Dmax≤Smin式中 d径——螺母公称直径mmDmax——鼓形球最大直径mmsmin——螺母s方最小尺寸mm
根据dM、D的尺寸和螺母坯料体积，鼓形球的其它尺寸可通过计算得出：
d.压型
压型，即镦压成型螺母的六方，使之满足六方螺母外形尺寸的要求。
变形尺寸是否合理，直接影响产品的质量和模具的寿命。
压六方的尺寸要考虑的主要因素有：六方坯在六方凹模里的脱模及下序冲孔的胀方。
因此，要求螺母侧面要有一个倾斜角γ(见图36-28)，其大小随规格的增加而偏大，如M10以上的螺母，γ一般取0°.30′～1°，如γ角过大，六方凹模上、下端口尺寸相差较多，会使六方下冲(又称压型下模)在套模内定位不稳，容易造成镦压螺母坯料偏心，使螺母的垂直度(β)超差，同时经冲孔胀方后s尺寸也达不到标准要求。γ取0°.30′～1°实际是由生产实际经验摸索而定的。
压型除这个尺寸以外，还有很多尺寸与螺母的外形尺寸及产品的外观等有直接关系(见图36-29),表示出了螺母压型坯件的尺寸。
其中，两端凹穴的几何形状尺寸很重要。d1是一个关键尺寸，偏小，冲孔容易产生毛刺;偏大，冲孔容易出现喇叭口，影响内螺纹的完整。
经验数据为：<m8：d1=d小max+(0.02～0.04)mmm8～m14：d1=d小max+(0.05～0.10)mmm14～m18：d1=d小max+(010～0.15)mmm18～m24：d1=d小max+(0.15～0.30)mm式中：d小max——螺母内螺纹小径最大尺寸(mm)d=(1.05～1.1)d径式中 p="" d径——螺母公称直径(mm)<="">
d尺寸过小，不利于螺母镦压成型，不利于金属流动，六棱角不清晰；d尺寸过大，螺母支承面减小，影响外观及紧固强度。
d1和d尺寸确定后，按标准螺母内倒角≈120°，一般取为106°，其原因是内倒角取小一点，按公式计算，h尺寸就可大一些，这样既可节省钢材，螺母压型时变形有利，又可缩小冲孔连皮(即冲孔冲出的铁豆)厚度，有利于冲孔。
h=(d--d1)tg37° (公式36-25)
凹穴中另一重要尺寸为h1和α角，它们对螺母镦压成型后，从六角凹模顶出的六方下冲有影响。
h1不宜过高，过高将影响螺母六方型坯及时从六方下模冲脱开，接着下一个型坯又进入凹模，从而引起重帽，而产生故障。
经验数据为：<m6：h1<0.30mmm8～m10：h1= h1="(0.6～1.0)mmM18～M24：h1=(1.2～1.6)mm</p"">
对M20以上螺母，压型上模的h1可比下模高(0.30～0.50)mm，更有利于冷镦变形。
α一般取10°～15°。h1、α确定后，d2尺寸可按下式计算
凹穴顶部为一圆锥，锥角取为150°，则圆锥的角度为tg15°，整个凹穴的高度为：h2=h+h1+tg15° (公式36-27)
凹穴尺寸一般不作为检验依据，由模具的尺寸来保证。上述数据依据为GB/T6170-2000标准螺母。对于其他型式的螺母不完全适用。
e.冲孔
冲孔尺寸大小、质量，都是为了满足下序攻螺纹的要求。螺母内孔直径一般按小径最大尺寸决定。
考虑到钢材硬度要影响冲孔质量，孔径可定在螺母小径最小尺寸与最大尺寸之间，由操作者在其公差范围内灵活掌握。实际上考虑到攻丝的因素，冲孔尺寸的公差要小于小径的公差。
三、冲孔必须注意的问题
1. 螺母冲孔后s方胀方问题
冲孔实际上是对坯料进行冲切。内孔冲裁表面有冲切面还有撕裂面(图36-30)。
孔冲对内孔产生的冲切力导致孔冲与内孔的接触面产生摩擦力，与孔冲向下冲切方向相反，这样形成的附加应力所导致径向张力，使s方径向扩张，即胀方。
很显然，胀方的大小与孔冲刚度、刃部锋利情况有关，还与螺坯的材质有关。
低碳钢比中碳钢胀方要大，普碳钢比相同含碳量的优质钢胀方要大。
这可从钢材的切削性能随含碳量的增加而提高,得到解释。当然，由于钢材含碳量增加，强度增加，它对孔冲的强韧性要求也更高。
此外，胀方与螺母对方尺寸(即对边宽度)s与螺母高度m的比值有关，表36-4列出了部分规格螺母冲孔后的胀方值。
即使注意到了这些问题，但往往由于螺母材质发生变化(材质为中碳钢或合金钢)，一般也解决不了因胀方而使s方超差的问题，在M16及以上规格更突出。为了解决s方因冲孔胀方而超差的问题，可采取以下措施：
a.减小冲孔尺寸，增加铰孔，铰孔余量在0.5～1mm;
b.采用两次冲孔，第二次冲孔余量在1毫米左右。第二次冲孔不存在胀方;
c.冲孔孔模前加一六方凹模片，可防止螺母s面胀方，六方凹模片厚度略高于螺母高度m，模口倒圆角，以利于坯料进入凹模。
模腔要有0°10′～0°15′的出模锥度。采用此种结构，即使是六角厚螺母(GB/T56D=16，m=25；D=20，m=32；D=24，m=38)，也可用冷镦生产。
镦压螺母的六方凹模要有锥度，一是使螺坯容易顶出脱模，一是补偿冲孔的胀方值，使螺母s方尺寸不因胀方而超差。如图36-31所示，M10以上γ角取0°30′～1°，随着螺母规格的增大，γ角也增大，最大不宜超过1°
d.改进压六方冲头的凸台尺寸，即螺母压型后坯料两端凹穴尺寸中的h1。
适当加高h1部位，即减少冲孔连皮厚度，可改善冲孔时的胀方情况，但h1不宜过高，过高对坯料脱离凸台不利，容易产生重料(即第一个坯料没脱离开，第二个坯料就来了)而造成事故。
e.采用反冲孔，可解决胀方问题。
2. 孔的粗糙度和圆整度
为了使粗糙度达到最小及得到较圆整的内孔，冷镦螺母冲孔凸凹模之间的间隙要求比一般冲裁模的间隙要小，希望孔内壁80%以上呈光亮带(参见图36-30)，撕裂带不超过孔壁的20%。
采用小间隙冲孔，有时会出现另一个质量问题：“槽孔”，见图36-32。“槽孔”是由于冲孔时产生二次光亮带引起的。
冲孔内孔的质量与采用冲孔凸凹模的几何形状及凸凹模间隙有关。生产中使用的冷镦螺母冲孔凹模大体有三种型式：
a.凸台式冲孔凹模
这种凹模刃口部分有一凸台，适用于M12以下的中、小规格螺母冲孔用，凸凹模间隙取(0.03～0.15)mm。
它的优点是冲孔时容易定位，冲出的孔断裂带少，“喇叭口”不严重。
缺点是，当冲孔速度较慢时会产生“槽孔”，当更换新孔冲，孔冲的刃口较锋利时，也可能出现“槽孔”，这时，只要用砂纸将孔冲刃口砂成圆角，可在冲孔时起挤光冲切面的作用，可避免“槽孔”的出现。
采用这种凹模，压六方的下冲头凸台h1不宜太高，过高，冲孔时容易产生铁屑，粘在凹模面上，使螺母端面产生压痕，影响外观。
b.平直式冲孔凹模
如图36-34所示，这类凹模的间隙可稍大于上述凹模，寿命也较长。缺点是：在冲孔速度较慢时容易产生毛刺，或单面撕裂一块，超过普通断裂带，有时一直延伸到螺母内倒角处，(参见图36-30)，造成攻丝时扣不完整。
这种现象在低强度螺母冲孔时容易发生，造成质量不稳。
c.带圆角的冲孔凹模
如图36-35所示，这类凹模内孔端口有一r=(2～3)mm的圆角，凸、凹模间隙可取得大一些，一般用于M14以上。缺点是冲出的孔断裂带较大，即“喇叭口”大，一般通过铰孔，使孔圆整光洁，达到尺寸要求。对低强度螺母冲孔时，也会单面撕裂到内倒角处。优点是模具寿命较长。
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