一种旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的加工工艺及其材料的制作方法

本发明属于机械制造技术领域，尤其涉及一种旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的加工工艺及其材料。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前市场上的皮带扣通常是通过注塑机，把材料溶化后，用模具铸造成形，再经过各种后期的抛光电镀等工艺处理而成。扣头制作的传统工艺，是通过注塑机把材料溶化后用模具铸造成形，再经过各种后期的抛光电镀等工艺处理而成。使用一段时间后，易产生划痕，划痕与电镀面颜色不一，影响美观。

传统工艺除了锌合金以外还有部分使用铜做原材料，铜扣经过后期处理后可获得更好的光泽度、手感和耐久性，但成本相对来说也会高很多。其次，采用不锈钢为原材料的比例也在增加，高等级的不锈钢具有很高档的质感，但低等级的不锈钢，质感粗糙，光泽感和手感都不理想，不宜采用。高等级不锈钢成本很高，而且加工难度也高，因此难以普级。另外，还有一些采用锡合金或者铁作为原材料，但因为质感不太好，表面处理不够理想，常用于低档产品或快消品。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)做工单一，模具铸造成形，后期抛光电镀等工艺，使产品表面易产生划痕，影响美观。

(2)铸造生产工序较多，工艺过程控制较繁琐，易于产生废品。

(3)铸件组织不够致密，存在缩孔、气孔、渣、裂纹等缺陷，晶粒粗细不均，铸件力学性能较低，耐冲击能力较低；

(4)铸造时会出现很多不确定性，造成铸件尺寸存在误差，导致产品报废。

(5)电镀工艺存在污染风险。腰带扣电镀层在使用中收到碱性环境寝室，存在对人体产生重金属危害的风险。

(6)受工艺限制，产品使用材质受限制。

(7)材料成本较高。

解决上述技术问题的难度：

1、材料选型。如何选择一种具有优异性能的材料，经久耐磨；如何选择一种无污染环保的材料，避免进行电镀；如何选择一种低成本经济性的材料。

2、开发出一种革新性的低成本的能够全面替代现有腰带扣生产铸造技术的工艺。

解决上述技术问题的意义：

1、相应国家可持续发展政策，实现腰带扣生产的绿色环保无污染。

2、选用自主研发的材料，大幅延长腰带扣的使用寿命，降低成本。

3、通过革新性技术的推广应用，提高全行业的生产效率，进而降低腰带扣的平均生产成本。

4、冲压件的尺寸精度由模具来保证，具有一模一样的特征，所以质量稳定，互换性好，且一般不破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，降低生产成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣及其加工工艺。

本发明是这样实现的，该旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的加工工艺包括以下步骤：

步骤一、结合市场最新扣头产品结构及生产工艺、技术特点信息，并广泛调研征集消费者使用体验和改进需求信息，采用三维成形动态数据分析软件集成输入系统化数据，模拟生成满足各项设计技术指标的冲压件模型及扣头结构模型的各项参数，制定出扣头制作的冲压工艺与采用的设备运行程序、参数，

步骤二、研究分析自主设计新型腰带扣头的形状特点、尺寸规格大小及精度要求，对以上数据、方案进行可行性和经济性分析，制定相应的工艺指导书；冲压工艺方案最终确认；

步骤三、材料选型，分析对比各类材料的冲压成形适用性；

步骤四、最终选定材料种类，并根据材料类型选择匹配的模具材质和类型，分析制定连续多工位级进模工作流程和运行参数。

步骤五、选择冲压设备，配套定制机械与气动联合伺服驱动高速冲床，与多工位级进模联调联试形成稳定优良的工作适配性，根据冲压工艺流程和模具特性，分解确定冲压工作系统运行各阶段渐变参数。

进一步，在步骤二中，冲压的工序包括以下步骤：

步骤一、下料，首先将原材料从上料架上盘料形态开卷、矫直，通过平辊模具与伺服电机自动送料，根据设计要求精准控制进料长度，主体部分一次冲裁成型；

步骤二、多工位级进模第一次弯曲，将冲裁得到的型材继续向前运送，经过第一次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸的1/3，侧翼折弯30°；

步骤三、多工位级进模第二次弯曲，继续向前运送，将第一次弯曲的样板经过第二次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸的2/3，侧翼折弯60°；

步骤四、多工位级进模第三次弯曲，继续向前运送，将第二次弯曲的样板经过第三次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸，侧翼折弯90°；

步骤五、多工位级进模第四次弯曲，根据设计图纸，将固定板块折弯连接，主体部分成型；

步骤六、多工位级进模快速冲孔。冲压件两翼间置以冲孔底模，利用激光定位技术，联合采用伺服驱动系统精准控制冲压件送入位置，并操纵高强度特制冲头，从冲压件两翼外侧横向冲孔。

步骤七、多工位级进模整体焊接处理，与相关标准组件焊接连接为一体，将主体部分整体作无害化抛光处理。

本发明的另一目的在于提供一种旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的加工工艺的材料，该制备旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣材料的质量分数为：c≤0.06％，16.00％≤cr≤25.00％，0.5％≤si≤2.0％，0.50％≤al≤2.00％，mn≤0.60％，ni≤0.60％，p≤0.030％，cu≤0.30％，s≤0.030％，ti≤0.30％，n≤0.030％，其余量为fe，不足至100％。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：该旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣加工工艺过程合理科学，操作过程简单可控，使腰带扣头的冲压生产更容易实现，美观大方，免去传统方案电镀等工艺，确保产品品质，提高产品的良品率，能够有效的提高冲压效率，节约生产成本。本发明可对各种材料进行加工且不影响其质感。本发明方案选用的材料综合性能好，易于成型，且安全环保、制作成本较低。皮带扣用于固定皮带的排齿使用尖菱角，使扣头与腰带固定更紧致，受力面积更大，更牢固。

1、采用多工位级进模技术，其优点是生产率高、模具成本低、不需要板料剪切。

2、设备采用伺服驱动冲压技术。可随时精准控制冲压速度。

3、采用激光定位技术，精准控制模具位置。

4、设备上下料采用伺服电机驱动技术，在线实时精准控制上料尺寸、速度。

5、采用的整体冲压成型法，成型美观，工艺简化，可加工多种材料。

6、选用的材料性能优异。成形性好，在复杂变形后，并不影响其优良的耐蚀性，耐热性和装饰性，它的极限深冲比(ldr)值高于奥氏体不锈钢，因此特别适合于冲压成形。具有良好的延伸性及塑性。耐腐蚀性能优异，使用寿命长。

7、尾夹使用双锁紧咬合装置，使腰带安装更方便，更牢固。

8、材料和工艺均绿色环保无污染。

附图说明

图1是本发明实施例提供的制备旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣材料的加工工艺流程图。

图2是本发明实施例提供的冲压的工序流程图。

图3是本发明实施例提供的旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的侧面结构示意图；

图4是本发明实施例提供的旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的背面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的扣头的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的卡扣的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的双锁紧咬合尾夹的结构示意图；

图中：1、扣头；1-1、不等同安装孔；1-2、连接部；2、卡扣；2-1、安装轴；2-2、套环；2-3、卡齿；3、固定架；4、双锁紧咬合尾夹；5、咬合齿。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣，设置有扣头1，所述扣头1的前端一体设置有连接部1-2，所述扣头1的后端对称设置有不等同安装孔1-1；卡扣2上的安装轴2-1插装在安装孔1-1内，所述安装轴2-1上套装有套环2-2，所述套环2-2的外侧壁上设置有卡齿2-3；

所述安装轴2-1上吊装有固定架3，所述固定架3的后端一体设置有尾夹4，所述尾夹4上通过转轴活动安装有咬合齿5。

该旋转式非对称性自伸缩弹簧腰带扣的合金材料组分的质量分数为：c≤0.06％，16.00％≤cr≤25.00％，0.5％≤si≤2.0％，0.50％≤al≤2.00％，mn≤0.60％，ni≤0.60％，p≤0.030％，cu≤0.30％，s≤0.030％，ti≤0.30％，n≤0.030％，其余量为fe，不足至100％。

该材料具有优异的工艺性能，适合冲压成型，也具有良好的防腐蚀性能和食品级接触性能，有利于长期随身使用，环保安全耐用。

s101、结合市场最新扣头产品结构及生产工艺、技术特点信息，并广泛调研征集消费者使用体验和改进需求信息，采用三维成形动态数据分析软件集成输入系统化数据，模拟生成满足各项设计技术指标的冲压件模型及扣头结构模型的各项参数，制定出扣头制作的冲压工艺与采用的设备运行程序、参数，

s102、研究分析自主设计新型腰带扣头的形状特点、尺寸规格大小及精度要求，对以上数据、方案进行可行性和经济性分析，制定相应的工艺指导书；冲压工艺方案最终确认；

s103、材料选型，分析对比各类材料的冲压成形适用性；

s104、最终选定材料种类，并根据材料类型选择匹配的模具材质和类型，分析制定连续多工位级进模工作流程和运行参数。

s105、选择冲压设备，配套定制机械与气动联合伺服驱动高速冲床，与多工位级进模联调联试形成稳定优良的工作适配性，根据冲压工艺流程和模具特性，分解确定冲压工作系统运行各阶段渐变参数。

进一步，在s102中，冲压的工序包括以下步骤：

s201、下料，首先将原材料从上料架上盘料形态开卷、矫直，通过平辊模具与伺服电机自动送料，根据设计要求精准控制进料长度，主体部分一次冲裁成型；

s202、多工位级进模第一次弯曲，将冲裁得到的型材继续向前运送，经过第一次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸的1/3，侧翼折弯30°；

s203、多工位级进模第二次弯曲，继续向前运送，将第一次弯曲的样板经过第二次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸的2/3，侧翼折弯60°；

s204、多工位级进模第三次弯曲，继续向前运送，将第二次弯曲的样板经过第三次弯曲，使主板达到设计弯曲尺寸，侧翼折弯90°；

s205、多工位级进模第四次弯曲，根据设计图纸，将固定板块折弯连接，主体部分成型；

s206、多工位级进模快速冲孔。冲压件两翼间置以冲孔底模，利用激光定位技术，联合采用伺服驱动系统精准控制冲压件送入位置，并操纵高强度特制冲头，从冲压件两翼外侧横向冲孔。

s207、多工位级进模整体焊接处理，与相关标准组件焊接连接为一体，将主体部分整体作无害化抛光处理。

本腰带扣头1无任何纽扣、无牙无孔，无需进行任何拨动操作，仅需略微旋转主体部分，即可进行腰带收放操作，并且不会对腰带造成任何损伤，由于无牙无孔，避免了长期操作造成的腰带损伤或变形，大幅延长了腰带的使用寿命。卡扣内置专用弹簧，可促使卡扣自动锁紧腰带，防止腰带打滑松动，且长期使用不会失去弹性。

本产品可360°任意选点锁紧，高精度任意调节松紧度以贴合腰身，获得良好的舒适感，能极好的适应各类人体腰围及使用场合，自动锁紧，安全防滑脱，操作简便。材料特性，成形性好，在复杂变形后，并不影响其优良的耐蚀性，耐热性和装饰性，它的极限深冲比(ldr)值高于奥氏体不锈钢，因此特别适合于冲压成形。具有良好的延伸性及塑性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。