CN103084803A - 铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于铸造铝合金螺纹联接技术领域，具体地说是一种铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺及装置。传统的铸造铝合金材质零件使用螺纹连接方式，主要有螺孔连接、光孔螺栓连接和钢丝螺套连接，螺孔连接的螺纹孔受到材料强度的限制，无法满足联接强度要求，光孔螺栓连接造成零件结构复杂，钢丝螺套连接生产效率低、成本高。本发明采用普通摇臂钻床通过光孔栽丝装置，将双头螺柱栽入铸造铝合金的光孔中，通过双头螺柱栽入铸造铝合金过程中的挤压作用，形成内孔螺纹，从而将双头螺柱和铸铝件紧密连接，提高螺纹联接强度，减少连接位置空间的占用，简化零件结构，提高生产效率，降低制造成本。

Description

铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺及装置
技术领域
本发明涉及铸造铝合金材质或硬度、强度相近材质的螺纹联接技术领域，是一种能够提高低硬度材质螺纹连接强度并增加结构紧凑性的新工艺，具体地说是一种用于铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺及装置。 
背景技术
传统的铸造铝合金材质零件使用螺纹连接方式主要有螺孔连接、光孔螺栓连接和钢丝螺套连接，螺孔连接的螺纹孔受到铸铝合金材料强度的限制，对于需传递动力，要求具有联接强度的零件，无法满足使用要求。光孔螺栓连接需要足够的空间来安装紧固螺栓和螺母，造成零件结构复杂。钢丝螺套连接，需外购钢丝螺套标准件，钻削梯形螺纹孔后，安装钢丝螺套，生产效率低、成本高。 
发明内容
本发明的目的是提供一种用于铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺及装置，以克服现有铸造铝合金或硬度、强度相近材质的螺纹联接强度不足、装配空间限制，造成零件结构复杂，生产效率低、成本高的问题。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺是： 
a、在母体1上钻削光孔，将钻有光孔的母体1固定在普通摇臂钻床的工作台面上； 
b、将光孔栽丝装置3通过锥柄5安装在摇臂钻床主轴4内，按普通摇臂钻 床用丝锥攻内螺纹工艺设定切削参数； 
c、启动摇臂钻床，使摇臂钻床主轴4旋转，将双头螺柱2栽入端蘸取机油；另一端旋入栽丝螺母10下半部的内螺纹连接孔中，使双头螺柱2端顶住锥柄5下端面，无明显摆动后，转动摇臂操纵主轴使双头螺柱2栽入端对准母体1上的光孔，锁紧摇臂； 
d、将双头螺柱2引进光孔后再扳动手柄，半滑动启动摇臂钻床；锥柄5带动栽丝螺母10及双头螺柱2转动，将双头螺柱2栽入光孔中； 
e、当栽至规定深度后，立即使主轴反向旋转；栽丝螺母10与双头螺柱2脱离，栽丝装置3退出，双头螺柱2留在母体1中，栽丝过程完成。 
进一步：a步骤中所述的在母体上钻削的光孔，其直径比双头螺柱螺纹底径大0.4倍螺距，深度比联接螺纹长度长3～5mm。 
一种用于铸造铝合金材质的光孔栽丝装置，由锥柄，滑套，键，丝母，螺钉和栽丝螺母组成；滑套通过键与锥柄中部的轴连接在一起；滑套下端沿圆周方向均布4个凸台，丝母上端沿圆周方向均布4个凹槽，滑套下端的凸台插入丝母上端的4个凹槽形成十字拨叉相连；丝母与锥柄下部通过梯形螺纹连接在一起；栽丝螺母设有螺纹通孔，锥柄底端的小轴与栽丝螺母的上半部螺纹连接，栽丝螺母外圆插入丝母底端的内孔中，通过螺钉连接固定。 
本发明的有益效果是：通过双头螺柱栽入光孔过程中的挤压作用，形成内孔螺纹，将双头螺柱一端和铸造铝合金材质母体紧密连接，增强低强度合金材质上螺纹的连接强度，减少连接位置的占用空间，简化零件结构，光孔栽丝装 置结构简单合理，操作简便，可进行连续化生产，提高生产效率，降低成本。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
图1：是本发明光孔栽丝工艺的基本原理图。 
图2：是本发明光孔栽丝装置的结构原理图。 
图3：是本发明应用光孔栽丝工艺典型工件的结构示意图。 
图中：1、母体，2、双头螺柱，3、栽丝装置，4、摇臂钻床主轴，5、锥柄，6、滑套，7、键，8、丝母，9、螺钉，10、栽丝螺母。 
具体实施方式
如图1所示，用于铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺是：a、在母体1上钻削光孔，将钻有光孔的母体1固定在普通摇臂钻床的工作台面上； 
b、光孔栽丝装置3通过锥柄5安装在摇臂钻床主轴4内，按普通摇臂钻床用丝锥攻内螺纹工艺设定切削参数； 
c、启动摇臂钻床使主轴4旋转，将双头螺柱2栽入端蘸机油(20号或30号)；另一端旋入栽丝螺母10的内螺纹连接孔中，使双头螺柱2端顶住锥柄5下端面，无明显摆动后，摇臂暂不锁紧，转动摇臂操纵主轴使双头螺柱2栽入端对准母体1上的光孔，锁紧摇臂； 
d、将双头螺柱2引进光孔后再扳动手柄，半滑动启动摇臂钻床；此时，滑套6的4个凸台左侧端面与丝母8的4个凹槽左侧端面紧密接触，锥柄5带动栽丝螺母10将双头螺柱2栽入； 
e、当栽至规定深度后，立即使主轴反向旋转，滑套6的4个凸台沿丝母8的4个凹槽圆周反方向先空转4mm圆周长度，然后滑套6的4个凸台右侧端面与丝母8的4个凹槽右侧端面才紧密接触，由于拨叉连接的间隙，在栽丝完成后主轴反转退出栽丝装置3时起到缓冲作用，避免将栽入母体1的双头螺柱2受力松动或退出；栽丝螺母10与双头螺柱2脱离，栽丝装置3退出，双头螺柱2留在母体1中，栽丝过程完成。 
所述的在母体1上钻削的光孔，其直径比双头螺柱2螺纹底径大0.4倍螺距，深度比联接螺纹长度长3～5mm。 
如图2所示，用于铸造铝合金材质的光孔栽丝装置是由锥柄5，滑套6，键7，丝母8，螺钉9和栽丝螺母10组成；滑套6通过键7与锥柄5中部的轴连接在一起；滑套6下端沿圆周方向均布4个凸台，丝母8上端沿圆周方向均布4个凹槽，滑套6下端的凸台插入丝母8上端的4个凹槽形成十字拨叉相连；丝母8与锥柄5下部通过梯形螺纹连接在一起；栽丝螺母10设有螺纹通孔，锥柄5底端的小轴与栽丝螺母10的上半部螺纹连接，栽丝螺母10外圆插入丝母8底端的内孔中，通过螺钉9连接固定。 
如图3所示，为典型工件的光孔栽丝工艺结构图，其工艺过程： 
母体1应用的材质为铸造铝合金，抗拉强度σb147～261MPa，硬度HB70～100(或是强度、硬度与铸造铝合金相近的材质母体)，在母体1上钻销直径比双头螺柱螺纹底径大0.4倍螺距、深度比联接螺纹长度长3～5mm的光孔，如M12粗牙螺纹，螺距为1.75，小径为10.1，则光孔直径为10.1+1.75×0.4＝10.8。将钻有光孔的母体1固定在普通摇臂钻床的工作台面，光孔栽丝装置3通过锥 柄5安装在摇臂钻床主轴4内，锥柄5下端顶住双头螺柱2上端面，固定双头螺柱2的安装位置，保证栽丝过程中传递主轴扭矩时双头螺柱2不发生位移，切削参数与普通摇臂钻床用丝锥攻内螺纹相同，启动摇臂钻床使主轴4旋转，将双头螺柱2栽入端蘸20号(或30号)机油，将另一端旋入栽丝螺母10的内螺纹连接孔中，无明显摆动后，摇臂暂不锁紧，转动摇臂操纵主轴使双头螺柱2栽入端对准母体1上的光孔，锁紧摇臂，将双头螺柱2引进光孔后再扳动手柄，半滑动启动摇臂钻床，直至将双头螺柱栽入，当栽至规定深度后，应立即使主轴反向旋转，退出栽丝装置3，即完成栽丝过程，这样通过双头螺柱2栽入母体1上光孔过程中的挤压作用，形成内孔螺纹，将双头螺柱2一端和铸造铝合金材质母体1紧密连接，提高螺纹联接强度。按上述过程重复进行，可对使用母体1材质的工件上要求一定数量的连接螺栓在完成光孔钻削后依次栽入螺柱2。 
在铸造铝合金或强度、硬度相近材质上钻削光孔，用摇臂钻床通过光孔栽丝装置，将双头螺柱的一端栽入铸造铝合金或强度和硬度相近材质已钻成的光孔中，通过双头螺柱栽入光孔过程中的挤压作用，形成内孔螺纹，将双头螺柱一端和铸造铝合金或强度、硬度相近材质紧密连接，提高螺纹联接强度，另一端螺柱可连接其它工件，用螺母紧固，增强了连接强度。 
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (4)

1.一种铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺，其特征是： 
a、在母体(1)上钻削光孔，将钻有光孔的母体(1)固定在普通摇臂钻床的工作台面上； 
b、将光孔栽丝装置(3)通过锥柄(5)安装在摇臂钻床主轴(4)内，按普通摇臂钻床用丝锥攻内螺纹工艺设定切削参数； 
c、启动摇臂钻床，使摇臂钻床主轴(4)旋转，将双头螺柱(2)栽入端蘸取机油；另一端旋入栽丝螺母(10)下半部的内螺纹连接孔中，使双头螺柱(2)端顶住锥柄(5)下端面，无明显摆动后，转动摇臂操纵主轴使双头螺柱(2)栽入端对准母体(1)上的光孔，锁紧摇臂； 
d、将双头螺柱(2)引进光孔后再扳动手柄，半滑动启动摇臂钻床；锥柄(5)带动栽丝螺母(10)及双头螺柱(2)转动，将双头螺柱(2)栽入光孔中； 
e、当栽至规定深度后，立即使主轴反向旋转；栽丝螺母(10)与双头螺柱(2)脱离，栽丝装置(3)退出，双头螺柱(2)留在母体(1)中，栽丝过程完成。 
2.根据权利要求1所述的一种铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺，其特征是：a步骤中所述的在母体1上钻削的光孔，其直径比双头螺柱(2)螺纹底径大0.4倍螺距，深度比联接螺纹长度长3～5mm。 
3.一种用于权利要求1所述的铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺的栽丝装置，其特征是：由锥柄(5)，滑套(6)，键(7)，丝母(8)，螺钉(9)和栽丝螺母(10)组成；滑套(6)通过键(7)与锥柄(5)中部的轴连接在一起；滑套(6)下端沿圆周方向均布4个凸台，丝母(8)上端沿圆周方向均布4个凹槽，滑套(6) 下端的凸台插入丝母(8)上端的4个凹槽形成十字拨叉相连；丝母(8)与锥柄(5)下部通过梯形螺纹连接在一起；栽丝螺母(10)设有螺纹通孔，锥柄(5)底端的小轴与栽丝螺母(10)的上半部螺纹连接，栽丝螺母(10)外圆插入丝母(8)底端的内孔中，通过螺钉(9)连接固定。 
4.根据权利要求3所述的铸造铝合金材质的光孔栽丝工艺的栽丝装置，其特征是：所述的滑套(6)下端每个凸台的宽度为4mm，丝母(8)上端每个凹槽的宽度为8mm，凸台与凹槽的高度一致。 
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