專利名稱：組裝螺母的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔來制造夾緊螺母(clamping皿t)的方法。
背景技術(shù)：
用于組裝電子產(chǎn)品(例如PDP(等離子顯示板)或LCD(液晶顯示器))的常規(guī)夾緊螺母50具有如圖11所示的截面形狀。夾緊螺母50用于將電子部件或電子基底安裝到金屬基底上或者殼體中。 夾緊螺母50包括圓柱形螺母體51、位于螺母體51基部的法蘭部分51，以及貫穿夾緊螺母50形成的螺紋53。槽54形成在螺母體51和法蘭部分52之間。夾緊螺母50被插入到形成于金屬基底或者殼體中的安裝孔中，隨后槽54與安裝孔的周緣相嚙合。這樣，就將夾緊螺母50安裝到基底上或者殼體中。如專利文檔1或者專利文檔2中所公開的，這樣的夾緊螺母50是通過切割或者熱鍛(hot forging)來制造的。 如果夾緊螺母50是通過切割制造的，則存在這樣的問題，即需要很長(zhǎng)的處理時(shí)間及大量的勞力。此外，考慮到平滑切割，采用了具有良好可加工性的磷青銅作為這種夾緊螺母的材料。然而，存在這樣的問題，即磷青銅是一種昂貴的材料，并且由于槽54是通過切割來形成的而導(dǎo)致該材料的損耗。如果這樣的夾緊螺母50是通過熱鍛制造的，則夾緊螺母50將具有較差的表面特性和狀態(tài)。另外，因?yàn)殄懺焓窃诟邷丨h(huán)境中進(jìn)行的，所以存在工作環(huán)境非常惡劣的問題。 出于上述原因，如專利文檔3中所公開的，提供了一種壓鉚螺母(clinching nut)及其制造方法。壓鉚螺母是這樣制造的通過對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔來形成法蘭部分以及起自該法蘭部分的中空?qǐng)A柱形部分，對(duì)中空?qǐng)A柱形部分的底部進(jìn)行穿孔，并且貫穿中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)表面形成螺紋。 然而，如果使用壓鉚螺母將電子部件或電子基底安裝到金屬基底上或殼體中，則發(fā)生以下問題 i)因?yàn)橛糜谛纬陕菁y的部分沒有足夠的厚度，所以在實(shí)踐中難以形成螺紋。此外，因?yàn)樵摬糠謴?qiáng)度較弱，所以當(dāng)使用壓鉚螺母來安裝電子部件或電子基底時(shí)，該部分可能會(huì)變形。 ii)因?yàn)樵诎惭b電子部件或電子基底時(shí)壓鉚螺母與電子部件或電子基底之間的接
觸面積(參見專利文檔3的圖2-4)不足，所以電子部件或電子基底在安裝后不穩(wěn)固，而且
表面壓力會(huì)增加到使所述電子部件或電子基底可能由于集中應(yīng)力而折斷的程度。 因此，希望提供一種制造夾緊螺母的方法，該方法能夠以低成本進(jìn)行而不會(huì)導(dǎo)致
材料的損耗，其中所述夾緊螺母允許電子部件或電子基底被穩(wěn)固地安裝。 [專利文檔1]:日本未審專利公報(bào)No. 2002-227817 [專利文檔2]:日本未審專利公報(bào)No. 2000-326047 [專利文檔3]:日本未審專利公報(bào)No. 2006-297455
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技術(shù)問題 本發(fā)明要提供一種制造夾緊螺母的方法，該方法能夠以低成本進(jìn)行而不會(huì)導(dǎo)致材
料的損耗。 技術(shù)方案 為了解決上述問題，提供了一種制造夾緊螺母的方法，該方法包括以下步驟對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔，由此形成具有法蘭部分、外中空?qǐng)A柱形部分和閉合端的中空?qǐng)A柱形半成品；對(duì)所述中空?qǐng)A柱形半成品的所述閉合端進(jìn)行反向拉拔，由此形成具有閉合端的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分，所述中空?qǐng)A柱形部分從所述閉合端向內(nèi)突出；以及執(zhí)行用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的處理，由此形成緊固部分，同時(shí)對(duì)所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的所述閉合端進(jìn)行穿孔。 此外，通過開槽，在所述外中空?qǐng)A柱形部分的與所述閉合端相對(duì)的開口端的鄰近區(qū)域形成一個(gè)或更多個(gè)從所述外中空?qǐng)A柱形部分的外周向外突出的突起(projection)，并且在所述突起與所述法蘭部分之間形成一個(gè)或更多個(gè)緊固孔，使得所述外中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)部與外部彼此連通。 此外，通過攻絲(t即ping)貫穿所述緊固部分而形成螺紋。 所述反向拉拔優(yōu)選被執(zhí)行為用于以所述外中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)部不受約束的狀態(tài)形成所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的無模拉拔(free-drawing)。 所述用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的工藝可以通過多階段擠壓拉拔來進(jìn)行，所述多階段擠壓拉拔包括以下步驟以所述法蘭部分向上設(shè)置的狀態(tài)將所述半成品置于模(die)上，所述模包括接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔，以及從所述安放孔的底部突出并且外徑小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起(protrusion);以及降低擠壓拉拔沖頭，使得所述擠壓拉拔沖頭的末端(tip end)穿入所述外中空?qǐng)A柱形部分與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分之間，由此減小所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的外表面的表面積，其中所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的材料的與所減小的表面積相對(duì)應(yīng)的體積轉(zhuǎn)化為所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度，由此增加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度。 此外，所述用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的工藝是通過型鍛(swaging)進(jìn)行的，所述型鍛步驟包括以下步驟以所述法蘭部分向上設(shè)置的狀態(tài)將所述半成品置于模上，所述模包括接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔，以及從所述安放孔的底部突出并且外徑小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起；降低型鍛沖頭，所述型鍛沖頭被接
納在中空?qǐng)A柱形套管中，使得所述套管可相對(duì)于所述型鍛沖頭自由滑動(dòng)，并且所述套管28的內(nèi)徑大于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的外徑；在所述套管插入在所述外中空?qǐng)A柱形部分與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分之間的狀態(tài)下使所述型鍛沖頭的末端與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的所述閉合端接觸；以及進(jìn)一步降低所述型鍛沖頭，以便擠壓所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分，使得所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的材料通過塑性流動(dòng)而填充由所述套管的內(nèi)部與所述型鍛沖頭的外側(cè)所形成的空間，由此增加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度。 所述開槽包括以下步驟以所述法蘭部分向上設(shè)置的狀態(tài)將所述半成品置于開槽模上，所述開槽模具有接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔，以及一個(gè)或更多個(gè)形成在所述安放孔的入口區(qū)域的開槽緣，所述開槽緣以預(yù)定角度形成有徑向凹陷；以及降低開槽沖
5頭，所述開槽沖頭具有對(duì)應(yīng)于所述開槽模的形狀。
有益效果 根據(jù)本發(fā)明，通過以下步驟來制造夾緊螺母對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔，由此形成具有法 蘭部分、外中空?qǐng)A柱形部分和閉合端的中空?qǐng)A柱形半成品；對(duì)所述中空?qǐng)A柱形半成品的所 述閉合端進(jìn)行反向拉拔，由此形成具有閉合端的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分，所述中空?qǐng)A柱形部分 從所述閉合端向內(nèi)突出；以及執(zhí)行用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的工藝，由此形 成緊固部分，同時(shí)對(duì)所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的所述閉合端進(jìn)行穿 L。結(jié)果，夾緊螺母的材料 不會(huì)損耗，并且未添加用于切割的步驟，由此能夠顯著降低制造成本。另外，根據(jù)本發(fā)明， 因?yàn)閵A緊螺母可以由低廉的成巻鋼板制成，所以能夠節(jié)省材料成本。如果這樣的夾緊螺母 是根據(jù)本發(fā)明制造的，則與這樣的螺母是如現(xiàn)有技術(shù)中那樣通過切割等步驟制造的情況相 比，能夠使制造成本降低30 %到40%。 此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠以多工位壓力機(jī)(transfer press)等自動(dòng)且連續(xù)地制造 夾緊螺母。故此，夾緊螺母可以被高效地批量生產(chǎn)。此外，如果夾緊螺母是根據(jù)本發(fā)明制造 的，則夾緊螺母的表面特性和狀況與如現(xiàn)有技術(shù)中那樣通過鍛造來制造的那些夾緊螺母相 比非常好，并且不必在低劣的環(huán)境中制造夾緊螺母。 如果夾緊螺母是根據(jù)本發(fā)明通過拉拔制造的，則與現(xiàn)有技術(shù)中通過切割等制造的 夾緊螺母相比，該夾緊螺母中非必要部分的體積變小。結(jié)果，有可能使夾緊螺母的重量與常 規(guī)夾緊螺母相比減少60 %到80 % 。 此外，根據(jù)本發(fā)明，有可能通過增加厚度的工藝來增加內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度。 因此，能夠貫穿厚度得到增加的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分而形成螺紋，并且緊固部分的強(qiáng)度可以 得到增強(qiáng)。另外，在安裝電子部件或基底時(shí)，電子部件或基底與外中空?qǐng)A柱形部分的底部 (開口端)接觸，可以保障足夠的接觸面積，從而可以穩(wěn)固地安裝電子部件或基底。另外，由 于表面壓力增加，故能夠防止電子部件或基底的斷裂。 此外，根據(jù)本發(fā)明，通過開槽，在外中空?qǐng)A柱形部分的與閉合端相對(duì)的開口端的鄰 近區(qū)域中形成了一個(gè)或更多個(gè)從外中空?qǐng)A柱形部分的外周向外突出的突起，并且在這些突 起與法蘭部分之間形成了一個(gè)或更多個(gè)緊固孔，使得外中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)部和外部彼此 連通。這樣，如果夾緊螺母嚙合在形成于待結(jié)合物體中的安裝孔內(nèi)，則這些突起插入到安裝 孔中，由此向安裝孔的圓周表面施加很大的壓縮力，并且待結(jié)合物體的材料填充所述緊固 孔，能夠剛性且固定地結(jié)合所述物體和夾緊螺母。 另外，如果螺紋是通過攻絲形成在內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分中的，則常規(guī)的螺絲可以與 這種夾緊螺母相嚙合，即使該螺絲不是自攻螺絲亦可。 另外，如果反向拉拔被執(zhí)行為用于以所述外中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)部不受約束的狀 態(tài)形成所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的無模拉拔，有能夠在不減小其厚度的情況下形成內(nèi)中空?qǐng)A 柱形部分。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的工藝可以通過 多階段擠壓拉拔來進(jìn)行，所述多階段擠壓拉拔包括以下步驟以所述法蘭部分向上設(shè)置的 狀態(tài)將所述半成品置于模上，所述模包括接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔，以及從所 述安放孔的底部突出并且外徑小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起；以及降低擠 壓拉拔沖頭，使得所述擠壓拉拔沖頭的末端穿入所述外中空?qǐng)A柱形部分與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分之間，由此減小所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的外表面的表面積，其中所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形 部分的材料的與所減小的表面積相對(duì)應(yīng)的體積轉(zhuǎn)化為所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度，由此 增加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度。這樣，因?yàn)榫o固部分的厚度增加，所以有可能以自攻 螺絲形成螺紋，并且緊固部分的強(qiáng)度可以增大。 此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度的工 藝可以通過型鍛來進(jìn)行，所述型鍛包括以下步驟以所述法蘭部分向上設(shè)置的狀態(tài)將所述 半成品置于模上，所述模包括接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔，以及從所述安放孔的 底部突出并且外徑小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起；降低型鍛沖頭，所述型 鍛沖頭被接納在中空?qǐng)A柱形套管中，使得所述套管可相對(duì)于所述型鍛沖頭自由滑動(dòng)，并且 所述套管的內(nèi)徑大于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的外徑；在所述套管插入在所述外中空?qǐng)A柱形 部分與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分之間的狀態(tài)下使所述型鍛沖頭的末端與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形 部分的所述閉合端相接觸；以及進(jìn)一步降低所述型鍛沖頭，以便擠壓所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部 分，使得所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的材料通過塑性流動(dòng)而填充由所述套管的內(nèi)部與所述型鍛 沖頭的外側(cè)所形成的空間，由此增加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度。這樣，因?yàn)榫o固部分 的厚度增加，所以有可能以自攻螺絲來緊固物體或者形成螺紋，并且緊固部分的強(qiáng)度可以 增加。 最后，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述開槽可以包括以下步驟以所述法蘭部分 向上設(shè)置的狀態(tài)將所述半成品置于開槽模上，所述開槽模具有接納所述外中空?qǐng)A柱形部分 的安放孔，以及一個(gè)或更多個(gè)形成在所述安放孔的入口區(qū)域的開槽緣，所述開槽緣以預(yù)定 角度形成有徑向凹陷；以及降低開槽沖頭，所述開槽沖頭具有對(duì)應(yīng)于所述開槽模的形狀。這 樣，因?yàn)橥黄鸷途o固孔都可以僅通過降低開槽沖頭而同時(shí)形成，所以制造效率較高。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮以下詳細(xì)說明時(shí)，將更清楚本發(fā)明的前述及其他目標(biāo)、特征和優(yōu) 點(diǎn)，在附圖中 圖1示出了夾緊螺母的立體圖，該夾緊螺母是根據(jù)本發(fā)明的制造夾緊螺母的方法 而制造的； 圖2示出了圖1的垂直截面圖；
圖3示出了圖1的水平截面圖；
圖4示出了圖1的底視圖； 圖5示出了本發(fā)明的制造夾緊螺母的方法的步驟；
圖6A和6B示出了用于描述反向拉拔步驟的子步驟的圖；
圖7是用于描述多階段擠壓成形步驟的圖；
圖8示出了用于描述型鍛步驟的子步驟的圖；
圖9示出了用于描述開槽步驟的圖； 圖10示出了用于描述將夾緊螺母耦合到待安裝物體的方法的圖；而
圖11示出了常規(guī)夾緊螺母的截面圖。
具體實(shí)施例方式(關(guān)于根據(jù)本發(fā)明而制造的夾緊螺母) 以下，將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。 圖1示出了夾緊螺母的立體圖，該夾緊螺母是根據(jù)本發(fā)明的制造夾緊螺母的方法 而制造的。圖2示出了圖1的垂直截面圖，圖3示出了圖1的水平截面圖，而圖4示出了圖 1的底視圖。夾緊螺母1包括外中空?qǐng)A柱形部分2、法蘭部分3、內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4(緊固 部分)、多個(gè)緊固孔5以及多個(gè)突起6。 外中空?qǐng)A柱形部分2被形成為具有一個(gè)封閉端的中空?qǐng)A柱體的形狀。外中空?qǐng)A柱 形部分2的水平截面形狀為圓形。法蘭部分3從外中空?qǐng)A柱形部分2的開口端垂直于外中 空?qǐng)A柱形部分2的徑向而延伸。如圖3和4中所示，法蘭部分3在本實(shí)施方式中呈六邊形。
內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4被形成為中空?qǐng)A柱形的形狀，并且從外中空?qǐng)A柱形部分2的 閉合端2a、與外中空?qǐng)A柱形部分2共軸地延伸到外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi)部。內(nèi)中空?qǐng)A柱 形部分4充當(dāng)緊固部分。內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)周面形成有螺紋7。
突起6形成在外中空?qǐng)A柱形部分2的開口端的鄰近區(qū)域的周圍，其中每個(gè)突起6 都從外中空?qǐng)A柱形部分2的外周面以預(yù)定角度向外突出。此外，突起6還從外中空?qǐng)A柱形 部分2向內(nèi)突出。緊固孔5形成在法蘭部分6與外中空?qǐng)A柱形部分2的突起6之間，使得 外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi)部和外部彼此連通。
(關(guān)于本發(fā)明的制造夾緊螺母的方法) 現(xiàn)在將描述本發(fā)明的制造夾緊螺母的方法。圖5示出了本發(fā)明的制造夾緊螺母的 方法的步驟。 通過下料(blanking)步驟，以在鋼板中形成圓形開口的方式抽出軋制鋼板坯料 (blank)，由此形成圓形坯料。 將圓形坯料轉(zhuǎn)移到第一拉拔步驟。在第一拉拔步驟中，圓形坯料被置于具有拉拔 口的拉拔模上，該拉拔口的頂部周圍形成有圓形凹陷，并且從上側(cè)降下基本上為圓柱形的 沖頭，以便使所述圓形坯料塑性變形，由此形成具有閉合端的圓柱體形狀。
如果第一拉拔步驟終止，則將具有閉合端的第一拉拔中空?qǐng)A柱形半成品依次轉(zhuǎn)移 到第二和第三拉拔步驟，使得第一拉拔中空?qǐng)A柱形半成品被逐漸拉拔得更深，由此形成具 有閉合端的第三拉拔中空?qǐng)A柱形半成品。第一到第三拉拔步驟中每一步的主要參數(shù)都是沖 頭和模開口的半徑、沖頭與模之間的距離、拉拔速率、沖力、模氣墊壓力、潤(rùn)滑等等。如果第 三拉拔步驟終止，則將具有閉合端的第三拉拔中空?qǐng)A柱形半成品轉(zhuǎn)移到反向拉拔步驟。
圖6A和6B示出了用于描述反向拉拔步驟的子步驟的圖。反向拉拔步驟由無模拉 拔步驟(圖6A)和凈成型步驟(圖6B)組成。在無模拉拔步驟中使用的模19具有如圖6A 中所示的基本上為圓柱形的安放凸起19a。安放凸起19a的直徑比外部中空?qǐng)A柱形部分2 的內(nèi)徑小一些。在無模拉拔步驟中使用的沖頭20具有如圖6A所示的圓柱形形狀。
具有閉合端的中空?qǐng)A柱形半成品以法蘭部分3向下設(shè)置的方式被置于模19上，隨 后降低沖頭20，使得沖頭20與中空?qǐng)A柱形半成品的閉合端2a相接觸并使該閉合端2a塑性 變形，由此形成內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4 。這樣，該無模拉拔步驟是在外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi) 部和外部均不受約束的狀態(tài)下進(jìn)行的。 無模拉拔步驟的主要工藝參數(shù)是沖頭20的形狀、在粗略形成內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4
8時(shí)的拉拔速率和沖力，等等。 當(dāng)無模拉拔步驟終止時(shí)，該半成品被成型為內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的形式。如圖6B 中所示，在凈成型步驟中使用的凈成型模21呈圓柱形，并且充當(dāng)凈成型凹陷21a的槽共軸 地形成在凈成型模21的頂部。凈成型模21的外徑比外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi)徑小一些。 如圖6B中所示，在凈成型步驟中使用的凈成型模22具有呈圓柱形的凈成型凸起22a。
粗略形成有內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的半成品以法蘭部分3向下設(shè)置的方式被置于凈 成型模21上，降低凈成型沖頭22從而使粗略形成的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4塑性變形，使得凈 成型凹陷21a與凈成型凸起22a之間的空間填充了該半成品的材料，由此形成內(nèi)圓柱形部 分4的凈型。 如上面描述的，用于形成內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的反向拉拔步驟被分成無模拉拔步
驟和凈成型步驟，并且內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4是在不約束外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi)部和外部
的情況下通過無模拉拔而粗略形成的。這樣，有可能防止塑性流的妨礙，因此有可能防止內(nèi)
中空?qǐng)A柱形部分4的厚度變薄，其中當(dāng)外中空?qǐng)A柱形部分2受到約束時(shí)導(dǎo)致塑性流的妨礙。 盡管本實(shí)施方式中的無模拉拔步驟是在不限制外中空?qǐng)A柱形部分2的內(nèi)側(cè)和外
側(cè)兩者的情況下進(jìn)行的，但是，即使內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4是在僅外中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)側(cè)
不受約束的狀態(tài)下粗略形成的，仍可能防止內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度變薄。 當(dāng)反向拉拔步驟終止時(shí)，將具有內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的半成品轉(zhuǎn)移到多階段擠壓
拉拔步驟。 圖7是用于描述多階段擠壓拉拔步驟的圖。在多階段擠壓拉拔步驟中使用的模23 形成有如圖7中所示的圓柱形安放孔23a。外中空?qǐng)A柱形部分2被接納到安放孔23a中。 引導(dǎo)沖頭23b安裝在安放孔23a內(nèi)。引導(dǎo)沖頭23b具有從基本上為圓柱形的基座件23c突 出的引導(dǎo)凸起23d。引導(dǎo)凸起23d的截面是圓形的，并且與安放孔23a共軸。因?yàn)橥鈴?3d 小于內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4，所以當(dāng)形成有內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的半成品被置于模23上時(shí)，內(nèi) 中空?qǐng)A柱形部分4與引導(dǎo)凸起23d之間的間隙仍舊是空的。 在多階段擠壓拉拔步驟中使用的擠壓拉拔沖頭24具有圓柱形的形狀，并且在擠 壓拉拔沖頭24的末端24b上形成有拉拔凹陷24a。拉拔凹陷24a的截面形狀為圓形并且與 擠壓拉拔沖頭24的外圍共軸。拉拔凹陷24a的內(nèi)徑小于內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的外徑。
在多階段擠壓拉拔步驟中，外中空?qǐng)A柱形部分2以法蘭部分3向下設(shè)置的狀態(tài)被 插入到拉拔凹陷24a中，由此將該半成品置于模23上。從該狀態(tài)開始，如果降低擠壓拉拔 沖頭24，則末端24b插在外中空?qǐng)A柱形部分2與內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4之間。如上面描述的， 因?yàn)槔伟枷?4a的內(nèi)徑小于內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分24的外徑，所以內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4因拉 拔凹陷24a而變窄。結(jié)果，內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的外表面減小，并且與外表面減小量相對(duì)應(yīng) 的體積塑性流動(dòng)且轉(zhuǎn)化為內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度，由此增加了內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的 厚度。同時(shí)，因?yàn)閮?nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)側(cè)的形狀被引導(dǎo)凸起23d所約束，所以內(nèi)中空?qǐng)A 柱形部分4的內(nèi)側(cè)的形狀保持不變。此外，因?yàn)閮?nèi)中空?qǐng)A柱形部分4受到了擠壓拉拔沖頭 24的軸向壓縮力，所以中空?qǐng)A柱形部分4的高度被壓縮為引導(dǎo)凸起的高度。
在多階段擠壓拉拔步驟終止之后，中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)徑變?yōu)榛旧系扔诶?凹陷24a的內(nèi)徑，并且內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)徑變?yōu)榛旧系扔谝龑?dǎo)凸起24a的外徑。如 此，有可能通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置拉拔凹陷24a的內(nèi)徑和引導(dǎo)凸起23d的外徑來增加內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過進(jìn)行一次多階段擠壓拉拔，內(nèi)中空?qǐng)A柱形部 分4的厚度增加約3%。根據(jù)本實(shí)施方式，如果通過使用具有內(nèi)徑較小的壓制凹陷24a的 擠壓拉拔沖頭24a以及具有外徑較小的引導(dǎo)凸起23d的引導(dǎo)沖頭23b進(jìn)行該多階段擠壓拉 拔三到四次，就有可能將內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度增加約10%。如果多階段拉拔步驟終 止，則將半成品轉(zhuǎn)移到穿孔步驟。 在穿孔步驟中，半成品被置于穿孔模(未示出)上，并且降低沖頭以對(duì)內(nèi)中空?qǐng)A柱 形部分4的閉合端4a(圖5)進(jìn)行穿孔。當(dāng)穿孔步驟終止時(shí)，降半成品轉(zhuǎn)移到型鍛步驟。
圖8示出了用于描述型鍛步驟的子步驟的圖。如圖8中所示，在型鍛步驟中使用 的模26形成有圓柱形的安放孔26a。外中空?qǐng)A柱形部分2被接納在安放孔26a中。引導(dǎo)沖 頭27安裝在安放孔26a內(nèi)。引導(dǎo)沖頭27a具有從基本上為圓柱形的基座件27a的頂部凸 出的引導(dǎo)凸起27b。引導(dǎo)凸起27b的截面是圓形的，并且與安放孔26a共軸。引導(dǎo)凸起27b 的外徑比內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的外徑小一些。 在型鍛步驟中使用的沖頭包括中空?qǐng)A柱形套管28，以及接納在該套管28中的圓 柱形型鍛沖頭29。套管28可相對(duì)于型鍛沖頭29自由滑動(dòng)。型鍛沖頭29的外徑比套管28 的內(nèi)徑小一些。至少一個(gè)彈簧30安裝在套管的頂部。套管28的內(nèi)徑大于內(nèi)中空?qǐng)A柱形部 分4，因此如圖8中所示在它們之間形成了空隙(clearance) c。 在型鍛步驟中，通過以法蘭部分3向上設(shè)置的狀態(tài)將外中空?qǐng)A柱形部分2插入到 安放孔26a中而將半成品置于模26上。降低套管28和型鍛沖頭29。如果套管28被插入 到外中空?qǐng)A柱形部分2與內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4之間，并且套管28的末端與外中空?qǐng)A柱形部 分2的閉合端2a相接觸，則彈簧30被壓縮，并且套管28的降低停止。此外，如果降低型鍛 沖頭29，則內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4被壓縮。然而，因?yàn)閮?nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的內(nèi)側(cè)受到了引導(dǎo) 沖頭27的引導(dǎo)凸起27b的約束，所以內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分2的材料不會(huì)向內(nèi)作塑性流動(dòng)。隨 著型鍛沖頭29降低，內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分2的材料向外作塑性流動(dòng)。結(jié)果，材料填充了套管 內(nèi)部與型鍛沖頭29外部之間的空間，由此增加了內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度。假設(shè)在進(jìn)行 型鍛之前內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度為t，則內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度通過型鍛而增加到 t+c，其中c表示增加的厚度。根據(jù)本實(shí)施方式，內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度增加了約10% 到30%。 型鍛步驟的主要工藝參數(shù)是型鍛沖頭29的沖力、內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度與長(zhǎng)
度的比率、潤(rùn)滑等等。如果型鍛步驟終止，則將半成品轉(zhuǎn)移到開槽步驟。 如上面描述的，通過多階段擠壓拉拔或型鍛，內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度得到增加，
由此形成了緊固部分。 圖9示出了用于描述開槽步驟的圖。如圖9中所示，在開槽步驟中使用的開槽模 形成有圓柱形的安放孔32a。安放孔32a比外中空?qǐng)A柱形部分2的外圓周大一些。外中空 圓柱形部分2被接納在安放孔32a中。多個(gè)開槽緣32b通過多個(gè)徑向凹陷而形成在安放孔 32a的入口區(qū)域。 在開槽步驟中使用的開槽沖頭33是圓柱形的。開槽沖頭33的外徑比外中空?qǐng)A柱 形部分2的內(nèi)徑小一些。開槽沖頭33具有多個(gè)在對(duì)應(yīng)于開槽緣32b位置的位置處從開槽 沖頭33周邊突出的開槽突起33a，其中開槽突起33a的形狀對(duì)應(yīng)于開槽緣33b的形狀。換 言之，開槽突起33a以預(yù)定角度從開槽沖頭33的周邊突起。如果開槽沖頭33降低，則開槽沖頭33a與開槽緣33b嚙合。 在開槽步驟中，通過以法蘭部分向上設(shè)置的狀態(tài)將外中空?qǐng)A柱形部分2插入到安 放孔32a中而將半成品置于開槽模32上。從該狀態(tài)開始，如果開槽沖頭33降低，則開槽突 起33a與開槽緣32b嚙合，由此剪切外中空?qǐng)A柱形部分4的開口端的鄰近區(qū)域，由此在該區(qū) 域中形成如圖l和2中所示的緊固開口 5。此時(shí)，剪切區(qū)域被開槽突起33a擠印(coin)，由 此形成突起6。開槽步驟的主要工藝參數(shù)是開槽模32與開槽沖頭33之間的距離、開槽突起 33a的切割緣的角度，以及開槽力。如果開槽步驟終止，則將半成品轉(zhuǎn)移到修整步驟。
在修整步驟中，將半成品的法蘭部分3的不必要部分修整為非圓形的形狀，例如 矩形、六邊形、八邊形或鋸齒形狀。在本實(shí)施方式中，法蘭部分3被形成為圖1-4中所示的 六邊形。 在本實(shí)施方式中，下料至修整步驟是由多工位壓力機(jī)(一種通過用轉(zhuǎn)移單元將半 成品轉(zhuǎn)移到各個(gè)模來進(jìn)行上述每一步驟的壓力機(jī)設(shè)備)進(jìn)行的。這樣，下料至修整步驟可 以由多工位壓力機(jī)自動(dòng)且連續(xù)地進(jìn)行，由此高效地生產(chǎn)出夾緊螺母。此外，半成品可以依次 從下料步驟轉(zhuǎn)移到修整步驟(這可以由具有以預(yù)定間隔設(shè)置并且依次在模內(nèi)轉(zhuǎn)移的多個(gè) 模具的壓力機(jī)設(shè)備進(jìn)行，從而在針對(duì)每個(gè)步驟的上述間隔轉(zhuǎn)移半成品的同時(shí)，各個(gè)步驟依 次執(zhí)行，其中所述壓力機(jī)設(shè)備還被稱為逐步壓力機(jī))。 在修整步驟終止后，在攻絲步驟，在作為緊固部分的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4內(nèi)對(duì)半 成品形成螺紋。攻絲步驟是由滾壓絲錐(rolling t即)或機(jī)用絲錐(machine t即)進(jìn)行的。
當(dāng)攻絲步驟終止時(shí)，通過清洗步驟去除附著在半成品上的機(jī)油、切屑和雜質(zhì)，所述 清洗步驟包括預(yù)處理清洗、去油清洗和水清洗。如果清洗步驟終止，則在鍍覆(plating) 步驟中對(duì)半成品進(jìn)行鍍覆，所述鍍覆步驟包括無電鍍覆、熔融鋅鍍覆等等，由此完成夾緊螺 母。通過以這種方式對(duì)夾緊螺母的表面進(jìn)行鍍覆，有可能提高防腐蝕性，由此有可能防止夾 緊螺母隨時(shí)間流逝而發(fā)生的損壞。如果夾緊螺母1是由非鐵金屬制成的，可以略過該鍍覆 步驟。(將夾緊螺母結(jié)合到待結(jié)合物體40上的方法) 接下來，對(duì)把根據(jù)本發(fā)明的方法而制造的夾緊螺母1結(jié)合到物體40上的方法進(jìn)行 描述。圖IO示出了用于描述將夾緊螺母結(jié)合到待安裝物體上的方法的圖。在壓鉚(press riveting)步驟中將夾緊螺母1結(jié)合到物體40上。物體40形成有安裝孔40a，該安裝孔40a 比外中空?qǐng)A柱形部分2的外周大一些。在壓鉚步驟中使用的插入模35形成有安放孔35a， 該安放孔35a比外中空?qǐng)A柱形部分2的外周大一些，使得安放孔35a接納外中空?qǐng)A柱形部 分2?；旧蠄A柱形的成形沖頭36設(shè)置在安放孔35a的上方。 物體40以安裝孔40a和安放孔35a彼此共軸并且外中空?qǐng)A柱形部分2被插入到 安裝孔40a和安放孔35a中的方式置于插入模35上，由此設(shè)置夾緊螺母1 。在這種狀態(tài)下， 如果擠壓成形沖頭36降低，則突起6塑性變形并且穿入到安裝孔40a中，并且法蘭部分3 也被插入到物體40中。當(dāng)法蘭部分3被插入到物體40中時(shí)，物體40的材料塑性流入到緊 固孔5中達(dá)法蘭部分3壓配到物體40中的體積，由此填充緊固孔5。這樣突起6就被插入 到安裝孔40a中，并且在安裝孔40a的表面上施加了強(qiáng)大的壓縮力，由此將夾緊螺母固定地 結(jié)合到物體40上。此外，因?yàn)槲矬w40的材料填充了緊固孔5，所以物體40和夾緊螺母1更 剛性且固定地彼此結(jié)合。
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如上面描述的，因?yàn)榉ㄌm部分3被形成為非圓形的形狀，例如矩形、六邊形、八邊 形或鋸齒形，并且被插入到物體40中，所以當(dāng)螺絲嚙合夾緊螺母1時(shí)，夾緊螺母1的緊固旋 轉(zhuǎn)被抑制，由此防止了夾緊螺母1和物體40之間的結(jié)合斷裂。 壓鉚步驟的主要工藝參數(shù)是物體40的安裝孔40a與夾緊螺母1之間的距離、突起 6的厚度，以及緊固孔5的寬度和高度。 盡管在本實(shí)施方式中螺紋7是在上述攻絲步驟中形成于緊固部分中，即形成于內(nèi) 中空?qǐng)A柱形部分4中，但是如果夾緊螺母被自攻螺絲緊固的話該攻絲步驟可以省略。
盡管在本實(shí)施方式中內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分中形成有緊固部分的區(qū)域的厚度是通過 多階段擠壓拉拔和型鍛來增加的，但是內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分4的厚度也可以根據(jù)期望通過僅 使用多階段擠壓拉拔和型鍛中的一種來增加。此外，盡管在上述實(shí)施方式中是進(jìn)行多階段 擠壓拉拔，隨后進(jìn)行穿孔，隨后再進(jìn)行型鍛，但是本發(fā)明并不限于這些步驟的次序，并且步 驟的次序可以被可選地確定。 另外，本發(fā)明的用于制造夾緊螺母的方法的材料并不限于軋制鋼板，本發(fā)明的方 法可應(yīng)用于任何類型的金屬板，包括非鐵金屬板，例如銅板、不銹鋼板、鋁板等。
權(quán)利要求
一種制造夾緊螺母的方法，該方法包括以下步驟對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔，由此形成具有法蘭部分(3)、外中空?qǐng)A柱形部分(2)和閉合端(2a)的中空?qǐng)A柱形半成品；對(duì)所述中空?qǐng)A柱形半成品的所述閉合端進(jìn)行反向拉拔，由此形成具有閉合端(4a)的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)，所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)從所述閉合端向內(nèi)突出；以及執(zhí)行用于增加所述半成品的所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的厚度的處理，同時(shí)對(duì)所述半成品的所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的所述閉合端(4a)進(jìn)行穿孔，由此形成緊固部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括開槽步驟，在與所述閉合端(2a)相對(duì) 的開口端的鄰近區(qū)域形成一個(gè)或更多個(gè)從所述外中空?qǐng)A柱形部分(2)的外周向外突出的 突起(6)，并且在所述突起(6)與所述法蘭部分(3)之間形成一個(gè)或更多個(gè)緊固孔(5)，使 得所述外中空?qǐng)A柱形部分(2)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)彼此連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法還包括以下步驟 貫穿所述緊固部分形成螺紋(7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反向拉拔被執(zhí)行為在所述外中 空?qǐng)A柱形部分(2)的內(nèi)部不受約束的狀態(tài)下形成所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的無模拉拔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形 部分(4)的厚度的處理是通過多階段擠壓拉拔來進(jìn)行的，所述多階段擠壓拉拔包括以下步 驟在所述法蘭部分(3)向上設(shè)置的狀態(tài)下將所述半成品置于模(23)上，所述模包括接納 所述外中空?qǐng)A柱形部分(2)的安放孔(23a)，以及從所述安放孔(23a)的底部突出并且外徑 小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起；以及降低擠壓拉拔沖頭(24)，使得所述擠壓拉拔沖頭的末端穿入所述外中空?qǐng)A柱形部分 (2)與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)之間，由此減小所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的外表面的表 面積，其中與所減小的表面積相對(duì)應(yīng)的體積轉(zhuǎn)化為所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分的厚度，由此增 加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部 分(4)的厚度的處理是通過型鍛來進(jìn)行的，所述型鍛包括以下步驟在所述法蘭部分(3)向上設(shè)置的狀態(tài)下將所述半成品置于模(26)上，所述模(26)包 括接納所述外中空?qǐng)A柱形部分的安放孔(26a)，以及從所述安放孔(26a)的底部突出并且 外徑小于所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的內(nèi)徑的引導(dǎo)凸起(27b);降低型鍛沖頭(29)，所述型鍛沖頭被接納在中空?qǐng)A柱形套管(28)中，使得所述套管 (28)可相對(duì)于所述型鍛沖頭(29)自由滑動(dòng)，并且所述套管(28)的內(nèi)徑大于所述內(nèi)中空?qǐng)A 柱形部分(4)的外徑；在所述套管(28)插入在所述外中空?qǐng)A柱形部分(2)與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)之 間的狀態(tài)下使所述型鍛沖頭(29)的末端與所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的所述閉合端相接 觸；以及進(jìn)一步降低所述型鍛沖頭(29)，以擠壓所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)，使得所述內(nèi)中空 圓柱形部分(4)的材料通過塑性流動(dòng)而填充由所述套管(28)的內(nèi)部與所述型鍛沖頭(29) 的外側(cè)所形成的空間，由此增加了所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述開槽步驟包括以下步驟在所述法蘭部分(3)向上設(shè)置的狀態(tài)下將所述半成品置于開槽模(32)上，所述開槽模 具有接納所述外中空?qǐng)A柱形部分(4)的安放孔(32a)，以及形成在所述安放孔(32a)的入口 區(qū)域的一個(gè)或更多個(gè)開槽緣，所述開槽緣以預(yù)定角度形成有徑向凹陷，以及降低開槽沖頭(33)，所述開槽沖頭具有對(duì)應(yīng)于所述開槽模(32)的形狀。
全文摘要
公開了一種制造夾緊螺母的方法，該方法能夠以低成本進(jìn)行，因?yàn)椴粫?huì)發(fā)生損耗。通過對(duì)金屬板進(jìn)行拉拔而形成具有閉合端的中空?qǐng)A柱形半成品，通過對(duì)所述中空?qǐng)A柱形半成品進(jìn)行反向拉拔而形成從所述閉合端(4a)向內(nèi)突出的內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)，執(zhí)行用于增加所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的厚度的工藝，以形成緊固部分，同時(shí)對(duì)所述內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的所述閉合端(4a)進(jìn)行穿孔。所述用于增加厚度的工藝優(yōu)選地通過多階段擠壓拉拔來進(jìn)行，多階段擠壓拉拔通過擠壓拉拔沖頭來減小內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的外表面的表面積，使得內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的材料的與所減小的表面相對(duì)應(yīng)的體積通過塑性流動(dòng)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)中空?qǐng)A柱形部分(4)的厚度。此外，所述用于增加厚度的工藝可以通過型鍛來進(jìn)行。
文檔編號(hào)F16B37/00GK101743075SQ200880023661
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
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