CN102196870A - 螺栓零件制造方法、实施该方法的工具及螺栓零件拧紧和旋松的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺栓零件如螺钉(10)或螺母的制造方法，螺栓零件包括头部(12)，头部包括周廓(18)，周廓包括至少一延伸在径向平面中的突肩(20)。所述方法至少包括以下成型步骤：剪切线材(38)以得到确定长度的零件；校准零件，以校正零件的几何形状；粗加工经过校准的零件(34)，以得到螺栓零件的头部；和利用第三凸模(36)精加工经过粗加工的零件，以形成包括至少一突肩(20)的头部；校准步骤、粗加工步骤和精加工步骤只通过冷锻进行。

Description

螺栓零件制造方法、实施该方法的工具及螺栓零件拧紧和旋松的装置

技术领域

本发明涉及制造螺钉的方法。

更特别的是，本发明涉及制造包括纵向地延伸在两个端部之间的头部的螺栓零件如螺钉或螺母的方法，头部在与纵向方向垂直的平面中的截面具有基本圆形的形状，头部包括具有至少一延伸在径向平面中的突肩的周廓。

背景技术

从现有技术中知道通过切割形成螺钉。但是该方法导致在工具中形成螺钉时被抛弃的材料的损失。

从文献GB 1913 113555了解到通过热锻制成螺钉。更特别的是，该文献描述了螺钉头部，该螺钉头部实施成允许在第一方向上拧紧螺钉但阻止旋松螺钉。为此，螺钉具有包括突肩并呈锥形状的头部。

但是，通过热煅制造螺钉时间长、成本高，不再满足使用这类螺钉的工业行业的当前需要。

发明内容

本发明的目的是克服这些缺点，并提出一种制造不可破坏或需利用专门工具拆卸的螺钉的方法，该方法的生产速度提高，不损失构成螺钉的原材料，同时提供与允许的误差限度相容的制造精度。

因此，如前所述的制造方法的特征在于，该方法至少包括以下成型步骤：剪切线材，以得到确定长度的零件；校准零件，以校正零件的几何形状，即得到互相间平行并与本体垂直的端面；粗加工校准后的零件，以便得到螺栓零件的头部；利用第三凸模对粗加工后的零件进行精加工，以便在螺栓零件头部上形成至少一突肩，校准步骤、粗加工步骤和精加工步骤都只通过冷锻进行。

由于通过冷锻压的制造方法，材料发生变形以得到最终形状而不损失材料，并且制造的生产率比起现有技术的生产率提高。

根据其它特征：

-在实施每个成型步骤前，将螺栓零件分别置于第一、第二和第三凹模中，并且在每个成型步骤时分别通过第一、第二和第三凸模进行冷锻。

本发明还涉及实施前述方法的工具，其中：

-第一、第二和第三凹模分别一个接一个地位于冷锻线上；

-第二凸模具有适于形成锥形头部的型腔；

-第二凸模适于形成具有隆凸形状的周廓的头部；

-头部与纵向方面之间形成的角为0°-45°之间；

-第三凸模适于形成n个在径向平面中延伸的突肩，n为1-12之间，每个突肩与相邻突肩形成角度β，使得β＝360/n。

附图说明

通过阅读下面在附图基础上进行的详细描述可以更好地了解本发明，附图中：

-图1表示符合本发明的工具线的整体视图；

-图2a表示包括三个突肩的螺钉；

-图2b和2c分别表示图2a所示螺钉的侧视图和仰视图；

-图2d和2e是与图2b和2c类似的图，突肩朝向相反方向；

-图3a、3b和3c分别表示其头部为锥形并包括三个突肩的螺钉的透视图、侧视图和俯视图；

-图4、4b和4c表示其头部为锥形并包括四个突肩的螺钉的与图3a、3b和3c类似的图；

-图5、5b和5c表示其头部为锥形并包括五个突肩的螺钉的与图3a、3b和3c类似的图；

-图6a、6b、7a和7b表示其头部分别为球形和隆凸形的螺钉；

-图8a、8b分别表示与图8c上以俯视图所示的符合本发明的螺栓零件相关的拧紧/旋松装置的剖面图和仰视图；

-图9a和9b表示具有包括阴式腔的空心头部的螺钉；

-图10是符合本发明的凸模和凸模镶件的仰视图；

-图10b和10c是符合本发明的凸模的剖面图和仰视图；

-图11表示符合本发明一变型的拧紧和旋松装置；

-图12和13表示符合本发明一变型的拧紧和旋松装置。

具体实施方式

在不同的图中，相同的参考数字对应于相同或相似的零件。

图2-5表示具有头部12的螺钉10，头部12包括能阻止螺钉松开或使螺钉难以松开的专门部件。

每个螺钉10包括本体11和头部12，并且纵向地延伸在螺钉头部12侧的第一端部14与第二端部16之间，该第二端部与第一端部相对。螺钉头部12在与纵向方向X垂直的平面中具有基本呈圆形的形状。每个螺钉头部12具有外周廓18，在外周廓18上形成有至少一个突肩20。

每个突肩20具有承靠面22和凸起部分24。承靠面22延伸在径向平面中，并且优选位于周廓18的整个宽度l上。

如图2a、2b和2c中可看到的，螺钉头部12包括三个朝右的、沿顺向即在逆时针方向上布置的突肩20a、20b、20c。拧紧/旋松装置可以支承在其上的承靠表面22允许很容易地向顺时针方向拧紧螺钉10和向逆时针方向旋松螺钉10。

图2d和2e示出头部的突肩20朝左即在顺时针方向上的螺钉头部12。

如图3、4和5上所示的，螺钉头部12分别包括三个、四个和五个突肩20。在螺钉头部形成的突肩20的数量n根据使用者的需要进行选择。但是，在标准尺寸的螺钉中，突肩20的数量n不大于12。每个突肩与相邻突肩形成角度β，使得β＝360/n。

在图3、4和5中，螺钉头部12的形状为锥形，其顶部位于第一端部14侧。纵向方向与经过倾斜周廓的直线之间形成的角α使得α介于0°到45°之间。

对于具有介于0°到7.30°之间的角α的头部，旋松是可能的。

对于大于或等于8°的角α，突肩20的凸起部分24导致很难、甚至不可能利用标准工具旋松，因为凸起形状使得几乎不可能将螺钉头部12接合在工具中以旋松螺钉。

在图3中，α＝7.30°，在图4中α＝15°，而图5中α＝45°。角α的数值越高，用标准工具旋松螺钉的困难度就越增加。

因此，突肩20与锥形形状的结合对于防止螺钉松开赋予双重保证。因此，将根据使用者的需要确定α值。

图1示意表示上述螺钉的生产线。生产线由分别与三个分别位于凸模镶件31a、31b和31c中的凸模32、34、36配合的三个凹模26、28、30构成。利用线材38得到螺钉，所述线材在凹模26、28、30与三个相应的凸模32、34、36之间按照以下步骤进行冷锻。

首先通过转移钳40将线材放入到第一凹模26中。然后使第一凸模与第一凹模26接触，以便校准线材38的块或段，即使其具有实心柱体形状。然后通过转移钳把得到的经过校准的零件放在第二凹模28中。对于螺钉的粗加工步骤，通过自动压力机42a使第二凸模34与第二凹模28接触。借助该步骤，形成螺钉头部12而不损失材料。如前所述的，螺钉头部12的形状可以是柱形或锥形。将根据希望的头部12形状选择第二凸模34。

为了得到突肩20，将获得的粗加工零件放置于第三凹模30中，第三凹模30通过自动压力机42b与第三凸模36结合。

第三凸模36示于图10上。第三凸模包括空腔44，空腔44具有允许得到具有一个或多个突肩20的最终螺钉头部12的型腔。

凹模和凸模的数量可以根据螺栓零件的头部的尺寸变化。

这三个步骤中的每一个都以冷锻的方式实现，即通过材料在常温下的锻造。该方法特别有利，因为它允许高生产率，并且几乎没有材料损失，因此几乎没有废料。另外，与热锻相反的是，冷锻不需要在材料溢出时进行切割纤维、也就是廓形切削作业以得到最终产品的补充步骤。

另外，该方法允许在制造零件时得到更大的精度，因此允许减小制造公差。

为此，允许实施该方法的工具，特别是凸模32、34、36和凹模26、28、30通过电腐蚀形成，其提供冲制后得到的螺钉的尺寸的高精度。

另外，得到的零件的强度相对于利用现有技术方法制造的零件提高，因为材料纤维没有变形。

根据其它实施变型，螺钉头部12具有在图6和7中可看到的隆凸形状。隆凸形状可以是球形或椭圆形的一部分。在图6a和6b中，头部12的形状为球体的一部分形成的球窝节形。该类形状对于较难进入角落有好处，例如，当标准的拧紧和旋松所必需的螺钉轴线的对齐处在拥挤和难以进入的环境中时。例如汽车变速箱或者任何集中的机械组件妨碍进入或直接看见螺钉头部。冷锻制造时，使用的凸模是可缩进的，以便得到阴球形状。

在图7a和7b中，头部为隆凸形状。该变型可应用于组装例如可由儿童使用的零件，例如对于玩具。修圆形状避免摩擦伤害，并防止意外拆卸。

图8表示符合本发明的部分呈球形的螺钉的拧紧装置46。装置46包括具有阴式腔的套筒48，阴式腔包括至少一突肩50，该至少一凸肩适于与螺钉头部的至少一突肩20配合，以便能朝拧紧方向和朝松开方向带动螺钉。套筒48的阴式腔呈包括突肩50的空腔的形式，突肩50位于与螺钉头部突肩方向相反的方向上，其适于通过头部和工具的承靠表面及凸起部分的配合在拧紧方向上带动螺钉头部。

当工具被带向头部松开方向时，工具的凸起部分将切向承靠着头部的凸起部分24。凸起部分24起凸轮的作用，头部朝松开方向被带动。

图11表示根据本发明的螺栓零件的另一类型拧紧和旋松装置52。更特别的是，该图示出梅花式和开口式组合扳手，该扳手在第一端部54具有呈按本发明的螺栓零件头部形状的、根据相对一平面正交的对称性的对称阴式腔。

扳手在第二端部具有开口56，开口包括至少一朝向与螺栓零件头部的突肩方向相反的方向的突肩。

为拧紧和旋松螺栓零件，该类型的装置以与图8所示和所描述的装置相同的方式运行。

为拧紧或旋松根据本发明的螺栓零件的头部，可以使用其它拧紧和旋松装置。

例如这可以是斜口扳手、套筒扳手、长管套型套筒扳手、开口式和管式组合扳手、螺丝起子接套、棘轮螺丝起子接套。

图12和13表示允许拧紧和旋松根据本发明的螺栓零件的工具或装置的一实施变型。该工具允许施加可带动螺钉旋转的压缩力和力矩。

为此，该工具包括基本为柱形的、并且自由转动安装在管套60中的纵向臂58。管套60和臂58共轴地布置。臂58包括延伸在管套外的第一端部62和第二端部64。

套筒64套接在第一端部62上。套筒64可拆卸地装配在臂的端部上，并因此可以从臂取下。因此使用者可以选择适应符合本发明的螺母或螺钉的不同形状的套筒64。为此，设有一套具有不同腔66并适于装配在臂58的第一端部上的套筒。

工具另外包括位于臂的第一端部62侧的同轴的黄铜制的环68。当套筒被推动朝松开方向平移时，环68起对于套筒64的阻挡件的作用。

形成压缩弹簧的弹性部件70布置成与阻挡件68相邻，在旋松时，该弹性部件吸收通过环68传递的套筒64的平移运动。

工具以以下方式运行。当使用者希望拧紧根据本发明的螺母或螺钉时，他选择与确定的螺钉或螺母相适应的套筒64，并把套筒64接合在所述工具的臂58的第一端部62上。使用者手动地或者借助于图13上可看见的压力机施加作用力，以使工具在第一方向上向螺钉或螺母轴向平移移动。当螺钉或螺母嵌接在套筒中时，使用者在臂上施加力矩，该力矩趋向于使臂58在对应拧紧的第一旋转方向上转动，同时保持轴向作用力。力矩通过臂的第一端部62与套筒64之间的一体连接被传递给套筒64。

当使用者希望松开螺钉或螺母时，他还是施加轴向作用力，以使螺母或螺钉保持接合在套筒64中。然后使用者在臂上施加趋向于旋松螺钉或螺母的力矩。因而螺钉或螺母趋向于在与第一方向相反的第二方向上平移移动，并且在工具上施加轴向压力。该压力通过套筒和形成阻挡件的环68被传递给弹性部件70。因此，施加在螺钉上的压力不会妨碍旋松，因此不会妨碍它在第二方向上的平移运动。

图9表示利用根据本发明的方法制造的螺栓零件的另一实施方式。在该实施方式中，头部包括具有三个突肩的空心阴式腔。该实施方式具有和前面描述的实施方式相同的特征和相同的优点。因而相关的工具具有套筒，该套筒具有朝向外的突肩，并且这些突肩适于与螺栓零件头部的阴式腔配合。

本发明完全不局限于仅作为例子给出的描述和表示的实施例。尤其是本发明可应用于螺栓零件如螺母。

Claims (9)

1.螺栓零件如螺钉(10)或螺母的制造方法，所述螺栓零件包括纵向延伸在两个端部之间的头部(12)，所述头部(12)在垂直于纵向方向(X)的平面中的截面具有基本呈圆形的形状，所述头部(12)包括周廓(18)，所述周廓包括至少一延伸在径向平面中的突肩(20)，

其特征在于，所述方法至少包括以下成型步骤：

剪切线材(38)以得到确定长度的零件；

校准零件，以校正零件的几何形状，也就是得到相互间平行并垂直于本体(11)的端面(12)和(16)；

粗加工经过校准的零件(34)，以得到螺栓零件的头部；

利用第三凸模(36)精加工经过粗加工的零件，以形成包括至少一突肩(20)的头部；

校准步骤、粗加工步骤和精加工步骤只通过冷锻进行。

2.如权利要求1所述的制造方法，其中，在每个成型步骤之前，将螺栓零件(10)分别置于第一、第二和第三凹模(26、28、30)中；并且，在每个成型步骤时，分别利用第一、第二和第三凸模(32、34、36)对螺栓零件进行冷锻。

3.用于实施权利要求3所述的方法的工具，其特征在于，所述的第一、第二和第三凹模(26、28、30)分别一个接一个地位于冷锻线上。

4.如权利要求3所述的工具，其中，所述第二凸模(34)具有适于形成锥形头部(12)的型腔。

5.如权利要求3所述的工具，其中，所述第二凸模(34)适于形成具有呈隆凸形状的周廓(18)的头部(12)。

6.如权利要求6所述的工具，其中，在所述头部(12)与所述纵向方向(X)之间形成的角(α)介于0°到45°之间。

7.如权利要求3所述的工具，其中，所述第三凸模(36)适于形成n个延伸在径向平面中的突肩，n在1到12之间，每个突肩与相邻突肩形成角β，使得β＝360/n。

8.拧紧和旋松利用根据权利要求1所述的方法得到的螺栓零件的装置，其特征在于，所述装置包括具有至少一突肩(50)的阴式腔，所述至少一突肩朝向与所述螺栓零件的突肩相反的方向，并且适于与所述螺栓零件的头部(12)的至少一突肩(20)配合以能朝拧紧或旋松的方向带动螺钉。

9.拧紧和旋松利用根据权利要求1所述的方法得到的螺栓零件的装置，其特征在于，所述装置包括纵向的管套(60)，臂(68)自由转动地安装在所述管套(60)中，套筒(64)安装在所述臂的端部并具有对应于根据权利要求1所述的方法得到的螺栓零件的腔(66)。

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