CN104981308B - 通过连续压锻薄片状金属板制造螺母的方法以及所得的螺母 - Google Patents

Abstract

一种通过连续压锻层状金属片制造螺母的方法以及所得的螺母，其中所述方法包括以下步骤：通过从合适厚度的材料的层状金属片开始压锻来生产具有支撑垫圈(3)、圆顶(2)和六边形突出部(3)的零件，所述零件厚度均匀；并且通过连续压锻所述六边形突出部(1)的内部来制造螺纹内部圆柱体(5)，使材料从所述面(4)的中心区(7)侧向地移位到边缘的区域(7')；对所获得的零件进行热处理，处理的目的是给零件提供更高的强度，尤其是大约1200MPa的屈服强度Rp 0.2％以及大约1400MPa的抗拉强度Rm。

Description

通过连续压锻薄片状金属板制造螺母的方法以及所得的螺母

技术领域

本发明涉及一种螺母及其制造方法，这种类型的螺母在附接应用对象中使用，该螺母具有凸缘、连接圆顶和突出主体，该突出主体具有内螺纹以及用于通过工具拧紧的六边形外表面，该螺母具有材料坯料均匀且厚度减小的特殊特征，同时提高了零件的机械特性。

背景技术

已知与本发明的螺母类似的螺母，这些螺母结合垫圈或支撑底座，从支撑底座显露出具有六边形外部和螺纹内圆柱体的部分，也就是说，螺母将放大的支撑表面或垫圈、六边形外部部分结合成单个整体，该六边形外部部分用于通过工具和适当的管操作，所述工具或管穿过其螺纹内部使得能够插入螺纹从而紧固应用的组件。这就是例如在欧洲专利EP2379896或DE4105541中的情形。

美国专利4281699中提供了一种类似的螺母，其中在该零件的相同部分上具有外部六边形部分和内部螺纹部分。这种类型的构造使其能够减小零件的总重量，但是作为交换取它具有相当大的重量。实际上需要提供材料来形成外部六边形以及通常在已经形成的零件上攻螺孔的螺纹内部。

通过接合被结合在一起的各种零件结合或者从单件材料中可以制造这种类型的螺母。在后一种情况中，它们是由不同厚度和不同属性的线材或管制成的，例如，钢、不锈钢、硬化镍、镀锌铁或其他含铁材料。它们可以用碳、硼、热处理等进行处理以使它们具有合适的硬度和强度。

一般而言，线材或管是在与用于制造螺钉和螺栓的工艺相似的工艺中冷成型，以便形成它们的外部形状和内部形状。按照所要求的制造的螺母的大小来选择起始管或线材的厚度。在冷成型和后续攻螺孔的工艺中发生材料损失，并且一般而言，可以说这样没有优化所得的零件的重量。

本发明的主要目的是提供一种具有优化重量的螺母以最大限度地减少在其制造工艺中发生的材料损失，并且另一个想要的目的在于，零件应当更轻并且结合更少的材料。

本发明的另一个目的在于，尽管更轻，但是螺母与现有技术中所要求的类似螺母相比将具有相同的或提高的机械特性。

在对本发明进行说明的过程中将更加明白本发明的这些和其他优点。

发明内容

本发明描述了一种由变形的薄片状表面形成的螺母，所述螺母具有扁平的支撑底座，所述支撑底座在无不连续的情况下形成圆顶类型的大致半球形部分，在所述半球形部分上方上形成外部是六边形并且的在其内部具有螺纹圆柱体的形状。

这种螺母除六边形部分之外在其整个表面上具有均匀的厚度，在制造该零件时材料在六边形部分处发生连续蠕变以形成内部圆柱体螺纹，同时外部保持六边形。

这种零件以及生产零件的方法并不是以金属管或线材开始，而是以均匀厚度的扁平带开始。垫圈和圆顶的部分是在没有更加复杂的情况下按照外部六边形的原样通过使所述原始片材变形来生产的。

在制造零件的时刻，除内部螺纹圆柱体之外，所有的最终形状都存在。在其位置，该零件具有六边形内部并且在其整个表面区域上具有均匀的厚度。在此过程中不会发生材料损失。

按照本发明要求保护的制造螺母的方法然后执行连续压锻工艺，其中螺母的六边形的内部的材料连续掠过或侧向地移位以形成本发明的典型的圆柱形螺纹形状。

所得的零件可以经过适当的处理以使其具有更高的硬度和强度，例如经过碳、硼、热处理等。

这样在不损失材料的情况下制造出具有均匀厚度的轻质零件。螺纹部分具有与外部六边形面和螺纹内部圆柱体的位置有关的不同厚度。

由于形成零件的材料以及经过的任何硬化处理，然而，零件与现有技术的零件一样结实或者更结实，轻大约60％，并且以此方式实现了本发明的所有旨在目的。

附图说明

本文附上仅仅作为举例说明而不是限制的附图，以更好地理解本发明。

图1示出了与本发明要求保护的类似但是在现有技术中所述的螺母的立体图。可以清楚地看到螺母在其六边形部分的壁的厚度，这对于形成外部六边形部分和内部螺纹而言是必需的。

图2示出了按照本发明要求保护的方式制造的螺母的立体图，其中将注意到它相当薄。

图3是从以上附图中的螺母上方观察的视图。

图4是前述附图中本发明要求保护的螺母的内部螺纹圆柱体的形成阶段，特别是制备螺母的螺纹内部圆柱体的形成阶段的概略细节。

具体实施方式

本发明包括一种用于制造螺母的方法以及所得的螺母，这种类型的螺母结合支撑底座和外部六边形轮廓以便应用工具，螺母通过压锻由均匀厚度的平坦薄板形成并且具有无任何不连续性的终止于支撑垫圈3的突出部1。

该突出部1的外部为六边形形状，也就是说，它具有六个面4，同时在突出部内具有螺纹内部5。整个零件具有均匀的厚度，特别是形成该零件的薄片状板材或带，除了该突出部1，其中对该突出部1采用连续压锻工艺以形成内部螺纹部分5，并且将内六边形和外六边形管转换成具有圆柱形内部的另一种管，从而使材料以这样一种方式位移，使得突出部1的厚度维持与每个面4上的特定点的位置关系。

例如，所述突出部的壁在各个面4之间的角处具有更大的厚度7'，而在各个面之间的中间距离处具有更小的厚度7。

本申请的结果是一种比已知技术的螺母重量减少更多的螺母，这种螺母更好地使用材料，尤其是相对于从钢管或钢线材或其他含铁材料的管或线材冷变形或冷轧的常规技术，在常规技术中存在材料损失以及材料的不良利用。

然而，为了利用通过从薄片状金属板连续压锻从而替代本领域中常规的起始金属管的本发明的制造特征的方法，需要执行旨在使螺母的螺纹或突出部1成型的困难工艺。该工艺极为困难，因为它从比常规技术薄很多的表面或材料开始。事实上，正如已知技术所做的在圆柱形管内部简单地攻螺孔，与此不同的是，需要继续进行将会产生螺纹部分的连续压锻，从而使材料从一个区域侧向地移位至另一个区域，将六边形内部转换成可以是或不是圆柱形的另一内部，该另一内部包括所述螺纹5。

图4图示了材料从区域7到区域7'的这种侧向移位，从而形成圆柱体并且形成螺母的内部螺纹5。

在所有实施例中，在以本发明要求保护的方式制造的不同尺寸的螺母中，相对于现有技术所获得的材料减少大约是60％。重量和材料的这种显著减少在大批量制造零件中代表着可观的节约。

在本发明的优选实施例中，存在圆顶2，或者大致半球体结合部，从而提供在所述支撑垫圈3与具有螺纹内部5的所述突出部1之间具有更大弹性储备的螺母。

此外，对于所使用的材料、制造工艺，本发明要求保护的螺母优选地使用被设计成提供更高硬度的热处理碳钢。事实上，与标准钢380MPa的屈服强度相比，零件的屈服强度Rp0.2％具有大约1200MPa的量级。与标准钢470MPa的抗拉强度Rm相比，该零件的抗拉强度约为1400MPa。所获得的零件不仅更轻，而且更结实并且在机械方面更高效。它对于更小的厚度来说具有更高的强度。

钟形，也就是说，正如从下方所看到的，允许穿过其重心而插入到螺母的开口6的突出部1的螺纹部分中的螺钉或螺栓便利地对准。在这方面，因为应用的螺栓的这种预备对齐，本发明要求保护的螺母使得安装更容易。

本发明可以采用不同实施例的形式，尤其是由不同的材料形成并且一般而言经历所附权利要求书中包括的所有修改的具有不同零件大小和材料厚度的实施例。

应当理解，在这种情况下，修饰和形状的所有细节是可变的并且不改变本发明的本质。

Claims (19)

1.一种通过连续压锻薄片状金属板制造螺母的方法，这种类型的螺母包括支撑底座和外部六边形轮廓以作为紧固工具的应用，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

从合适材料和厚度的薄片状金属板开始，通过压锻生产具有支撑垫圈(3)和六边形突出部(1)的零件，所述六边形突出部(1)具有均匀的厚度并且具有六个面(4)；并且

通过在所述六边形突出部(1)的内部连续压锻，使材料从所述六边形突出部(1)的所述六个面(4)的中心区(7)侧向地移位到边缘的区域(7')，来制造螺纹内部(5)；

对所获得的零件进行热处理，所述热处理的目的是给所述零件提供更高的强度。

2.根据前一项权利要求所述的通过连续压锻薄片状金属板制造螺母的方法，其特征在于，所述压锻在所述支撑垫圈(3)与所述六边形突出部(1)之间产生呈圆顶(2)形式的大致半球形结合区。

3.根据前述权利要求中任一项所述的通过连续压锻薄片状金属板制造螺母的方法，其特征在于，所述零件由碳钢制成，所述碳钢的热处理形成了具有1200MPa的屈服强度Rp0.2％以及1400MPa的抗拉强度Rm的零件。

4.一种螺母，这种类型的螺母包括支撑底座和外部六边形轮廓以作为紧固工具的应用，通过根据权利要求1所述的方法生产该螺母，其特征在于，所述螺母具有无任何不连续性的终止于支撑垫圈(3)的六边形突出部(1)，所述六边形突出部(1)具有外部，所述外部形成具有六个面(4)的六边形，同时在所述六边形突出部(1)内具有螺纹内部(5)。

5.根据权利要求4所述的螺母，其特征在于，在所述支撑垫圈(3)与所述六边形突出部(1)之间的结合处具有圆顶(2)类型的大致半球形部分。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的螺母，其特征在于，所述螺母是由具有1200MPa的屈服强度Rp0.2％以及1400MPa的抗拉强度Rm的强化材料制成的。

7.根据权利要求6所述的螺母，其特征在于，所述强化材料为使用工艺处理的碳钢。

8.根据权利要求6所述的螺母，其特征在于，除了所述六边形突出部(1)不具备均匀的厚度之外，所述螺母具有均匀的厚度，其中对所述六边形突出部(1)采用连续压锻工艺以形成所述螺纹内部(5)，并且连续压锻工艺已经建立使得所述六边形突出部(1)的厚度与它相对于所述面(4)的中心的相对位置有关。

9.根据权利要求8所述的螺母，其特征在于，形成所述螺母的薄片状板材或带具有均匀的厚度。

10.根据权利要求8或9所述的螺母，其中所述螺纹内部是圆柱形形状。

11.根据权利要求4所述的螺母，其中所述螺母通过硼进行材料处理。

12.一种制造螺母方法，包括：

获得具有均匀厚度的平坦薄板；

压锻所述平坦薄板以产生具有支撑垫圈和六边形突出部的突出部件，所述突出部件具有均匀的厚度；

在所述六边形突出部的内部连续压锻以产生螺纹内部，其中连续压锻的动作将材料从所述六边形突出部的面的中心区域侧向移位到所述六边形突出部的边缘的区域中；以及

对由压锻得到的部件进行热处理，从而相对于不进行热处理的情况增加所述部件的材料强度，由此生产螺母。

13.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述平坦薄板是具有均匀厚度的平坦的带状材料。

14.根据权利要求12所述的方法，其中：

所生产的螺母包括所述支撑垫圈和从所述支撑垫圈无任何不连续性地延伸的所述六边形突出部。

15.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述六边形突出部的壁的较大厚度在六边形的各个面之间的角处产生，而较小的厚度在所述面之间的中间距离处产生。

16.根据权利要求12所述的方法，其中：

使所生产的螺母变形，所述螺母包括平坦垫圈部和圆顶部，所述垫圈部和圆顶部通过所述平坦薄板的变形而制成。

17.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述平坦薄板是薄片状金属板。

18.根据权利要求12所述的方法，其中：

所生产的螺母具有平坦的支撑基座，所述支撑基座无任何不连续性地上升至圆顶类型的大致半球形部分中，在所述支撑基座的上方形成外部六边形并且在其中具有螺纹圆柱的形状。

19.根据权利要求12所述的方法，其中：

除了所述六边形部分之外，所生产的螺母在其整个表面上具有均匀的厚度，其中当制造所述部件时在所述六边形部分处材料的连续蠕变产生内圆柱形螺纹，同时外部保持六边形。