CN105090195A - 利用补芯的嵌件螺栓及补芯的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用补芯的嵌件螺栓及补芯的制造方法，为了稳定地组装螺栓，将补芯夹接在母材螺栓所连接的槽内，嵌入的补芯可起到引导螺栓连接位置的作用，从而提到准确性和稳定性。另外，利用设置在补芯的外侧面上的外侧突出部可将补芯固定在母材上，利用设置在补芯内侧面上的内侧突出部可防止螺栓从补芯中脱离出来。
Description
技术领域
本发明涉及利用补芯的嵌件螺栓及补芯的制造方法，更进一步，涉及一种利用设置在补芯外侧面的外侧突出部将补芯固定在母材上，利用设置在补芯内侧面上的内侧突出部，防止螺栓从补芯中脱离出来，利用复数个成型夹具在板型金属材上制成圆形补芯的制造方法。
背景技术
一般来说，在车辆中引擎盖是保护引擎的重要装置，可以阻挡作用于引擎的外部压力，防止引擎变形或出现故障等。常用于这种引擎盖的连接方法是使用螺栓，但是使用螺栓连接引擎盖的后方部时，作业人员很难用肉眼确认到螺栓孔，必须用直觉来进行组装。这样以来，会导致螺栓在组装过程中受到磨损，使组装时间滞延，从而降低了生产性。
另外，用于引擎盖连接的螺栓，在车辆运行过程中会受到振动的影响，同时在车辆产生的散热中要维持结合力，因此要求螺栓和母材之间必须具有坚固的结合力。
发明内容
为了解决上述结束问题，本发明的目的在于提供一种利用补芯的嵌件螺栓及补芯的制造方法，为了稳定地组装螺栓，将补芯夹接在母材螺栓所连接的槽内，嵌入的补芯可起到引导螺栓连接位置的作用，从而提到准确性和稳定性。另外，利用设置在补芯的外侧面上的外侧突出部可将补芯固定在母材上，利用设置在补芯内侧面上的内侧突出部可防止螺栓从补芯中脱离出来。
为了实现上述目的，本发明的利用补芯的嵌件螺栓，其特征在于，所述利用补芯的嵌件螺栓包括插设在母材上的圆形补芯和嵌入所述补芯的螺栓。所述补芯包括：在外侧面上形成并干涉母材的复数个外侧突出部、使嵌入的螺栓不脱离补芯的复数个内侧突出部及在所述补芯设置方向上开口的切开部。所述螺栓包括：多角形结构的头部；在所述头部的下侧形成的垫圈；自所述头部向下部延长的上侧本体部；与所述上侧本体部连接，下侧面向着螺栓的中心呈坡面形状，干涉所述内侧突出部的阻挡部；自所述阻挡部向下部延长并含有螺纹的下侧本体部。
在所述补芯的切开部呈开放的状态下，所述螺栓嵌入所述补芯的内部后，向所述切开部施压，使所述补芯和所述螺栓之间形成一体化结合结构。
所述螺纹的直径小于所述上侧本体部的直径，所述内侧突出部的直径大于所述上侧本体部的直径且小于所述阻挡部的直径，可防止嵌入所述补芯的所述螺栓从所述补芯中脱离。
所述利用补芯的嵌件螺栓包括插设在母材上的圆形补芯和嵌入所述补芯的螺栓。所述补芯包括：在外侧面上形成并干涉母材的复数个外侧突出部、使嵌入的螺栓不脱离补芯的复数个斜线形内侧突出部及在所述补芯设置方向上开口的切开部。所述螺栓包括：多角形结构的头部；在所述头部的下侧形成的垫圈；自所述头部向下部延长的上侧本体部；干涉所述斜线形内侧突出部，上侧面垂直于所述上侧本体部的轴，下侧面与所述上侧面具有一定的角度，呈倾斜形态的复数个斜线形阻挡部；自所述阻挡部向下部延长并含有螺纹的下侧本体部。在所述补芯的切开部呈开放的状态下，所述螺栓嵌入所述补芯的内部后，向所述切开部施压，使所述补芯和所述螺栓之间形成一体化结合结构。
所述螺纹的直径小于所述上侧本体部的直径，所述斜线形内侧突出部的直径大于所述上侧本体部的直径且小于所述斜线形阻挡部的直径，可防止嵌入所述补芯的所述螺栓从所述补芯中脱离。
本发明的补芯的制造方法，其特征在于，包括：在板型金属材上形成突出部，按照一定的长度进行切割的成型及切割步骤；利用位于中心夹具上侧的第一成型夹具来固定所述切割的板型补芯材的步骤；利用位于所述成型夹具两侧侧面的第二成型夹具及第三成型夹具，使所述被固定的补芯材的上部两侧的侧面紧贴所述中心夹具并进行粘合的上部侧面粘合步骤；利用位于所述第二成型夹具及所述第三成型夹具下侧的第四成型夹具及第五成型夹具，使所述金属材的下部两侧侧面紧贴圆形夹具并进行粘合的下部侧面粘合步骤；利用位于所述中心夹具下侧的第六成型夹具，使所述补芯材紧贴所述中心夹具并进行粘合的下部粘合步骤。
本发明的有益效果是：依据本发明，将补芯夹接在母材螺栓所连接的槽内，嵌入的补芯可起到引导螺栓连接位置的作用，从而提到准确性和稳定性。另外，利用设置在补芯的外侧面上的外侧突出部可将补芯固定在母材上，利用设置在补芯内侧面上的内侧突出部可防止螺栓从补芯中脱离出来，从而在振动和散热影响下也可以维持良好的结合力。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓的立体图；
图2是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯之前的侧面图；
图3是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯的侧面图；
图4是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯内的侧面图；
图5是本发明第二实施方式的利用补芯的嵌件螺栓的立体图；
图6是本发明第二实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯之前的侧面图；
图7是本发明第二实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯的侧面图；
图8是本发明第二实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将螺栓嵌入补芯内的侧面图；
图9是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将补芯嵌入母材之前的截面图；
图10是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将补芯嵌入母材的截面图；
图11是本发明第一实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，将补芯嵌入母材内的截面图；
图12是本发明实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，外侧突出部的长度及位置的几何误差试验表；
图13是本发明实施方式的利用补芯的嵌件螺栓中，压力和引出压力的测定试验表；
图14是本发明实施方式的补芯制造方法中成型及切割作业的侧面图；
图15是本发明实施方式的补芯制造方法中，完成成型和切割的板型补芯的侧面图；
图16是本发明实施方式的补芯制造方法中，固定作业的侧面图；
图17是本发明实施方式的补芯制造方法中，上部侧面粘合作业的侧面图；
图18是本发明实施方式的补芯制造方法中，下部侧面粘合作业的侧面图；
图19是本发明实施方法的补芯制造方法中，下部粘合作业的侧面图。
附图符号说明
10、螺栓；11、头部；12、垫圈；13、上侧本体部；14a、阻挡部；14a-1、斜坡面；14b、斜线形阻挡部；15、螺纹；16、下侧本体部；20、补芯；21、外侧突出部；22a、内侧突出部；22b、斜线形突出部；23、切开部；30、母材；101、上部模具；101a、上部模具突出部；102、下部模具；102a、下部模具突出部；110、中心夹具；120、第一成型夹具；131、第二成型夹具；132、第三成型夹具；141、第四成型夹具；142、第五成型夹具；150、第六成型夹具
具体实施方式
接下来，参照附图，对本发明进行详细说明。如图1所示，本发明由螺栓10和包住螺栓10的补芯20构成。螺栓10由多角形结构的头部11、位于头部11下侧的圆形垫圈12、自垫圈12向下部连接的上侧本体部13和下侧本体部16构成。上侧本体部13和下侧本体部16之间形成半径大于上侧本体部13和下侧本体部16的阻挡部14a。阻挡部14a的上侧面垂直于螺栓10，下侧面具有向着螺栓10的中心轴向下侧倾斜的斜坡面14a-1。下侧本体部16上形成螺纹15，其与在母材30上嵌入的螺母结合。螺纹15在下侧本体部16的中心部形成，不连接至下侧本体部16的下部末端。
如图1和图2所示，在圆形的补芯20上形成向着补芯20的设置方向开口的切口部23，补芯20插入母材30上时，在补芯20上发生弹性作用。在补芯20的外侧面上形成复数个外侧突出部21，在补芯20的内侧面上形成复数个内侧突出部22a。外侧突出部21用于将补芯20固定在母材30上，内侧突出部22a用于防止嵌入补芯20的螺栓10从补芯20中脱离出来。
在补芯20上形成的切开部23的宽度根据平铁的材质可有所不同，在本发明中，根据所使用的补芯20的材质为铁、碳素、铸铁等，形成宽度为2毫米至3毫米的切开部23，以此来维持充分的弹性。
螺栓10的螺纹15的直径小于上侧本体部13的直径，内侧突出部22a的直径大于上侧本体部13的直径且小于阻挡部14a的直径，这样以来，嵌入补芯20的螺栓10的阻挡部14a即可因内侧突出部22a而使补芯20无法脱离出来。
接下来，参照附图详细说明将补芯20上插设螺栓10的方法。
如图2所示，将螺栓10插设在补芯20上时，补芯20的内侧突出部22a位于螺栓10的斜坡面14a-1上，此时，向螺栓10施加向下的力时，斜坡面14a-1和内侧突出部22a相互干涉，在内侧突出部22a上作用着从补芯20的中心向外部的力。如图3所示，上述力使内侧突出部22a位于阻挡部14a，因该作用力补芯20的切开部23的间隔变宽。持续施加力时，如图4所示，内侧突出部22a位于阻挡部14a的上侧，内侧突出部22a和阻挡部14a之间不再发生干涉，切开部23变宽的间隔恢复到原来的间隔。在内侧突出部22a的下侧面相接于阻挡部14a的上侧面的状态下，即使向上侧拉螺栓10，因为在内侧突出部22a上被阻挡的阻挡部14a，螺栓10无法从补芯20中脱离出来。
图5图示了螺栓10和补芯20的另一个实施方式，在螺栓10上形成复数个斜线形阻挡部14b，斜线形阻挡部14b的上侧面垂直于螺栓10的轴，下侧面是与上侧面具有一定角度的斜线面，从侧面看斜线形阻挡部14b时，其呈直角三角形的形态。其还有与相接于阻挡部14b的复数个斜线形内侧突出部22b的上侧面或阻挡部14b的下侧面角度相同的斜线面，斜线形内侧突出部22b的下侧面上形成为了相连阻挡部14b的上侧面，在螺栓10的轴上形成的垂直面。如图6所示，在阻挡部14b的下侧面和斜线形内侧突出部22b的上侧面相接的状态下，逆时针旋转螺栓10时，如图7所示，阻挡部14b通过复数个斜线形内侧突出部22b，并向下侧移动。如图8所示，在阻挡部14b通过斜线形内侧突出部22b之后，阻挡部14b的上侧面和斜线形内侧突出部22b的下侧面相接，即使向上侧拉螺栓10，螺栓10也不会从补芯20中脱离出来。在本实施方式中，使用小于上一实施方式的力，也可以将螺栓10插接在补芯20中。
如图9和图10所示，将补芯20插入母材30中时，补芯20的外侧突出部21对母材30发生干涉。利用补芯20的切开部23的弹力和强制插设，使补芯20插设在母材30上时，在母材30的外侧突出部21经过的位置上形成槽31，在母材30上形成槽31的状态下驱动车辆时，车辆引擎启动时自引擎放出的热被母材30吸收，因所吸收的热，形成槽31的部分被熔融。如图11所示，在母材30上形成的槽31的形态消失，补芯20的外侧突出部21被固定在母材30上。
外侧突出部21自补芯20的上端部至外侧突出部21的距离越长，越可以充分地引导槽31，并有利于形成熔融部位。另外，外侧突出部21的长度过长时，收容外侧突出部21的槽31的熔接率过高，无法坚固的固定补芯20。
向着补芯20的外侧突出部21的上端固定熔融部位时，当因外侧突出部21的长度而形成的槽31的体积较大时，外侧突出部21在上/下侧方向可以被固定。但是在左右侧方向上会摇动，所以外侧突出部21的长度要调整得适当。在这里，补芯20的左右侧方向的摇动会破坏上下侧方向发生的压力及引出压力，因此最大程度地减少左右侧方向的摇动是非常重要的。
在本发明中，在从外侧突出部21的最下端部位到补芯20的最上端部位的长度L2中，对外侧突出部21所具有的长度B的比率进行了变化，并对此展开试验。图12是设置补芯后对几何误差（左右侧振动）进行试验的结果，补芯20的长度L为20毫米，母材30的材质为用于车辆引擎盖的塑料。
在本试验中，以外侧突出部21的长度B的比率为基准进行了试验，为了制作上的便利，外侧突出部21的最小长度为5毫米。即，图表的横轴显示了外侧突出部21的长度B，竖轴显示了在从外侧突出部21的最下端至补芯20的最上端部位的长度L2中，外侧突出部21所具有的长度B的比率B/L2。试验中所使用的设备为非接触式测定器（Non-contactCMM），依据二次元测定方法进行测定。
如所获知的结果所示，外侧突出部21的长度为5毫米，B/L2=30%时，几何误差为420??，45%时为413??，90%时为419??。也就是说，从补芯20的上侧终端到外侧突出部21的距离越短，误差越小，结构越稳定。上述的几何误差是指左右侧振动，几何误差越小结构越稳定。
另外，外侧突出部21的长度越大，几何误差越小。B/L2的比率越大，也就是说，补芯20的上侧终端到外侧突出部21的距离越小越不稳定。比如说，外侧突出部21的长度为7毫米时，B/L2的比率为30%，可见412??的振动误差，达90%时可见421??的误差，B/L2的比率越大越不稳定。
但是，外侧突出部21的长度为10毫米时，B/L2的比率为30%时，可见347??的误差，45%的比率时骤降至321??。为60%的比率时，B/L2的比率多数增加或较为稳定。这以后，B/L2的比率为75%时，几何误差变大，为90%时几何误差也有所增加。
此外，外侧突出部21的长度为13毫米时，B/L2比率为75%，误差为367??，比率为90%时，误差为368??。在此，不存在30%至60%的数据是将补芯20的长度限定在20毫米来进行试验的，外侧突出部21的长度为13毫米时，B/L2的比率最小为65%，试验是从75%开始的。
外侧突出部21的长度为15毫米时，B/L2的比率为75%，误差为365??，比率为90%时误差为369??。如上所述，外侧突出部21的长度为10毫米时，B/L2比率为45%至60%时则较为稳定。也就是说，依据本试验，外侧突出部21的长度优选为补芯20长度的50%左右，B/L2的比率为45%至60%则为最佳。
本试验中所使用的试料在各试验单位中各使用50个，小数点以下的四舍五入，记载平均值。通过本试验过程，优选为外侧突出部21的长度为补芯20长度的45%至55%，B/L2的比率如前述，为45%至60%为最佳。另外，将外侧突出部21的长度定为10毫米，B/L2比率设定为50%后，对补芯20的压力（PushinForce）及引出压力（Push-outforce）进行试验，如图13所示，槽31的长度分为0.83毫米、0.57毫米和0.35毫米，将补芯20插设在母材（车辆的引擎盖）后，经过2个小时后，测定压力及引出压力；经过24个小时后测定压力和引出压力；母材预热达160度后，经过316个小时后测定压力和引出压力。
也就是说，本试验是补芯20根据槽31的深度，对压力和引出压力的变化进行的试验，上述外侧突出部21的突出长度为1.5毫米时，槽31的深度约为0.83毫米；外侧突出部21的突出长度为1.2毫米时，槽31的深度约为0.57毫米；外侧突出部21的突出长度为1毫米时，槽31的深度为0.35毫米。
如试验结果表所示，槽31的深度越大，压力和引出压力就越增加，为了增加槽31的深度，增加外侧突出部21的突出长度，即增加厚度，可使组装过程中的不合格率有所增加。
也就是说，外侧突出部21的厚度超出1.5毫米时，强制嵌入母材设置槽的外侧突出部21会使设置槽受损。因此，外侧突出部21的厚度优选为限定在最大为1.5毫米。
另外，为了判断本试验中，外侧突出部21存在与否而导致的压力和引出压力的增加与否，在本试验中没有记载不存在外侧突出部21的比较例，但是可知随着槽31的深度增加，压力和引出压力也有所增加。
尤其是母材的温度在160度的状态下，经过316个小时后的引出压力有明显的增加，可以看到外侧突出部21的上端部上熔融的母材被熔接的现象。
本发明实施方式的补芯20的制造方法具体如下。
如图14所示，在板型的金属材质的补芯20材料上，形成内侧突出部22a及外侧突出部21，将板型补芯20材料按照一定的长度切割后进行成型和切割的步骤。用于成型和切割的上部模具101上形成用于形成内部突出部22a的上部模具突出部101a；同时形成用于切割的切割刀103。在下部模具102上形成用于形成外侧突出部21的下部模具突出部102a。如图15所示，完成成型和切割的补芯20材料在具有一定长度的板型补芯20材料上形成内侧突出部22a及外侧突出部21。为了将板型补芯20制成圆形，如图16所示，将板型补芯20移动至圆筒形中心夹具110的上侧，板型补芯20材料的短轴方向的中心轴与中心夹具110的中心轴配对后，使其位于中心夹具110的上侧，向着中心夹具110方向垂直形成的第一成型夹具120压住板型补芯20的上侧面，进行固定。将板型补芯20材料固定在中心夹具110的上侧后，如图17所示，位于第一成型夹具120的两侧侧面，并向着中心夹具110的方向倾斜而成的第二成型夹具131及第三成型夹具132向着板型补芯20材料的方向移动，使补芯20材料紧贴在中心夹具110的上侧部的两侧侧面上，并进行粘合。进行将板型补芯20材料制成隧道形的上部侧面粘合步骤。之后，如图18所示，利用位于第二成型夹具131和第三成型夹具132下侧，向着中心夹具110的方向倾斜而成的第四成型夹具141和第五成型夹具142，将没有粘合的下部侧面进行粘合。如图19所示，利用位于中心夹具110的下侧，向着中心夹具110的方向垂直而成的第六成型夹具150，使补芯20的开口部所在的下部紧贴在中心夹具110上，并进行下部粘合。在上述六个成型夹具和中心夹具110上，可避开补芯20的内侧突出部22a和外侧突出部21发生干涉的部分，采用粘合工程使内侧突出部22a和外侧突出部21部发生变形。
本发明的利用补芯的嵌件螺栓及补芯制造方法并不局限于上述实施方式，在本发明的技术精神和原则的范围内，所做的任何替换、变形、变换等都属于本发明的保护范畴之内。
Claims (5)
1.一种利用补芯的嵌件螺栓，其特征在于，所述利用补芯的嵌件螺栓包括插设在母材上的圆形补芯和嵌入所述补芯的螺栓；
所述补芯包括：在外侧面上形成并干涉所述母材的复数个外侧突出部、使嵌入内部的螺栓不脱离补芯的复数个内侧突出部及在所述母材上的设置方向上开口的切开部；
所述螺栓包括：多角形结构的头部；在所述头部的下侧形成的垫圈；自所述头部向下部延长的上侧本体部；与所述上侧本体部连接，下侧面呈坡面形状，干涉所述内侧突出部的阻挡部；自所述阻挡部向下部延长并含有螺纹的下侧本体部；
在所述补芯的切开部呈开放的状态下，所述螺栓嵌入所述补芯的内部后，向所述切开部施压，使所述补芯和所述螺栓之间形成一体化结合结构。
2.根据权利要求1所述的利用补芯的嵌件螺栓，其特征在于，所述螺纹的直径小于所述上侧本体部的直径，所述内侧突出部的直径大于所述上侧本体部的直径且小于所述阻挡部的直径，可防止嵌入所述补芯的所述螺栓从所述补芯中脱离。
3.一种利用补芯的嵌件螺栓，其特征在于，所述利用补芯的嵌件螺栓包括插设在母材上的圆形补芯和嵌入所述补芯的螺栓；
所述补芯包括：在外侧面上形成并干涉母材的复数个外侧突出部、使嵌入的螺栓不脱离补芯的复数个斜线形内侧突出部及在所述母材上设置方向上开口的切开部；
所述螺栓包括：多角形结构的头部；在所述头部的下侧形成的垫圈；自所述头部向下部延长的上侧本体部；干涉所述斜线形内侧突出部，上侧面垂直于所述上侧本体部的轴，下侧面与所述上侧面具有一定的角度，呈倾斜形态的复数个斜线形阻挡部；自所述阻挡部向下部延长并含有螺纹的下侧本体部；
在所述补芯的切开部呈开放的状态下，所述螺栓嵌入所述补芯的内部后，向所述切开部施压，使所述补芯和所述螺栓之间形成一体化结合结构。
4.根据权利要求3所述的利用补芯的嵌件螺栓，其特征在于，所述螺纹的直径小于所述上侧本体部的直径，所述斜线形内侧突出部的直径大于所述上侧本体部的直径且小于所述斜线形阻挡部的直径，可防止嵌入所述补芯的所述螺栓从所述补芯中脱离。
5.一种补芯的制造方法，其特征在于，包括：在板型金属材上形成突出部，按照一定的长度进行切割的成型及切割步骤；利用位于中心夹具上侧的第一成型夹具来固定所述切割的板型补芯材的步骤；利用位于所述成型夹具两侧侧面的第二成型夹具及第三成型夹具，使所述被固定的补芯材的上部两侧的侧面紧贴所述中心夹具并进行粘合的上部侧面粘合步骤；利用位于所述第二成型夹具及所述第三成型夹具下侧的第四成型夹具及第五成型夹具，使所述金属材的下部两侧侧面紧贴圆形夹具并进行粘合的下部侧面粘合步骤；利用位于所述中心夹具下侧的第六成型夹具，使所述补芯材紧贴所述中心夹具并进行粘合的下部粘合步骤。
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| CN109901349A (zh) * | 2017-12-11 | 2019-06-18 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 镜头调整固定结构及投影设备 |
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| US4602902A (en) * | 1981-06-24 | 1986-07-29 | Hilti Aktiengesellschaft | Expansion dowel assembly |
| CN1133948A (zh) * | 1995-03-13 | 1996-10-23 | 株式会社游间工房 | 带有利用螺钉旋转膨胀的膨胀锚钉件的锚钉组件 |
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