CN1107211A - 带有使工件上的孔对准的结构的固定件 - Google Patents
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Abstract
固定工件用的螺纹固定件包括一个螺栓部件和
一个螺母部件，螺栓部件具有一个锥形段，该锥形段
适合于插入到未对准的相配合的工件孔内并在安装
该固定件时自动地使各相应的工件孔对准。
Description
本发明一般来说涉及到一种固定件，尤其是包括一个螺栓和一个相配螺母的由两个螺纹件组成的固定件，其中，螺栓带有一个锥形部分，该固定件可用来使带有配合孔的且配合孔成偏置或部分不一致的两个工件对准。
在将两个工件固定在一起时，经常会遇到配合孔偏置或部分不一致。在许多情况下，要使用一个专用的定位销或其它形式的定位装置先使两个孔对准然后再插入螺栓或销子。然而，为完成该对准工序就需要花费一定的时间。此外，在某些场合下，要在有限的间隙处使用固定件，而这些地方不能方便地使用这种对准装置。在工件为相对薄的量具板的情况下，情况更是如此。而且，在某些使用薄的量具板的场合下，配合孔通常在局部固定的位置上不易被对准。本发明要提供一种结构独特并能解决上述问题的固定件。
本发明利用一个具有一延伸足够长度的无螺纹的锥形部分的螺栓或销，该锥形部分通常要延伸进入并最后穿过工件的配合孔。所述锥形部分被连接到小直径的螺纹部分，该螺纹部分的尺寸应保证穿过未对准的孔时通常不会有干扰。然后把相配的螺母安在螺纹端拧在螺栓或销上，同时把锥形部分拉过未对准的孔，由此，它们自动对准，与此同时，有助于使相同工件上其它未对准的孔对准。
因此，本发明的目的是提供一种结构独特的固定件，它有使偏置或部分不一致的相配合的两个工件的孔对准的结构。
本发明的其它目的，特征和优点通过后面的描述和权利要求书，并占附图相结合，将会更加清楚。
图1是表示本发明的螺栓和与之相配的螺母的优选的形式的平面图，其中螺母只示出部分截面;
图2是图1中的圆圈A所示的一部分螺栓的局部放大图;
图3A-3D是表示图1中固定件的安装顺序的一系列平面图;该固定件用来确保具有未对准配合孔的一对工件对准;
图4是表示了用图1的固定件在结构紧奏或空间有限的场合固定两个工件。
现在参照图1，图中表示了一由两个部件形成的固定件10，该固定件10包括一螺栓件12和一螺母件14。螺栓件12包括一个一端有一大头18的无螺纹部分16。该大头18是一个普通的拱顶形并有一系列的平面20，以便于用一个普通的安装工具来拧紧。具体地，这些平面20可以是一个传统的六角形结构。与大头相对的无螺纹部分16的另一端终于一个直径较小的螺纹段22。从该螺纹段22延伸出一光滑的、锥形的对准部分24，该锥形对准部分24终止于一个光滑的直段26上。
一个扁平的接合板形部分28紧位于大头18和下段26之间。板形部分28有较大的直径，且适合于提供一个通常光滑、平坦和均匀的接合表面，该接合面靠着待连接的相关工件的被接合表面。锥形部分24还有一个预定的锥度角“a”，这是为便于进入和对准未对准的工件孔。在直段26和件28之间设置有一个锥形角筋板30，以便于减少应力集中和有助于在相关的工件孔处使螺栓部件12最终入位。如图2中所见，最好，该锥形角板制成锥形并以一个夹角“b”延伸。
螺母部件14通常是管形的，且包括一个通孔32，该通孔32的外端有一个小直径的螺纹部分34，内端有一个扩孔36。一个锥形孔部分38连接螺纹部分34和扩孔36。螺母14外表面在外端有一系列的平面40，以便于用一个合适的安装工具相配合。众平面40可以是典型的六角形结构。从平面40延伸出一个直径要大一些的通常光滑的环形部分42，该部分在一个扩大的凸缘44处终止，该凸缘44用以与要被连接的工件表面相接合并提供一个均匀的负载分布。
该螺纹孔34的尺寸和形状加工成恰好能与螺栓22的螺纹相啮合。同时，螺母扩孔36的直径D要稍大于光滑的直段26的直径D1，因此，能够接受锥形部分24，如果需要，可与光滑直段26的负载部分保持一定的间隙。锥形孔38起到使螺纹孔34与螺纹段22对准并初步啮合的作用，基于这样的考虑，扩孔36的长度L要稍大于锥形部分24的长度L1。
现在参照图3A-3D，这些图表示了固定件10按顺序固定一对工件46和48。工件46和48的配合孔50和52如图3A所示，最初未对准。在操作过程中，螺纹段22被插入到孔50和52内。螺纹段22的长度L2要大于螺母部件14的整个长度L3。工件上的孔50和52的直径要稍大于直段26的直径D1，因此，要比螺纹段22的直径D2大得多。
现在随着螺纹段22的充分地插入，就可与螺母14螺纹啮合直到板形部分28接触到工件46的前表面，并且，该锥形部分24插入并基本上通过工件的孔50和52（见图3B和3C）。由此，工件46和48被锥形面移动而使孔50和52充分地对准来接收直段部分26。接下来，可以完全地拧紧螺母14并牢固地夹住工件46和48，完成安装工作。在最后的拧紧阶段，螺栓12的大头18下方的锥形角筋板30用来消除与之对应的孔52内圆周表面上的毛刺和/或粗糙表面的影响，因此，在板件28和工件48之间可以形成一个相对光滑的表面与表面的接触。
还希望为工件46和48提供支撑，防止它们之间的相对的横向运动，即沿垂直于固定件10的X轴方向。从而工件48和46的总厚度T一般来说不会明显地大于直段26的长度L4。
如前所述，固定件10特别适用于空间相对较小的地方。图4表示了一个典型的例子，其中，工件46和48分别是由弓形肋54和56确定的波纹形结构的相合凸缘的形状。可以发现间隔C1和C2较小，特别不适合使用对准销或其它对准部件。这在通常考虑沿工件（法兰）46和48的长度方向（垂直附图4的平面）按所定间隔采用多个固定件10是特别重要的。这样利用一个固定件10来对准一对配合孔50和52有助于使工件（凸缘）46，48其它的工件孔对准。如图所示，较近的间隔C1，C2可以调整成正好稍大于螺栓12的整个长度L5。
本发明的固定件10的一个实施例的尺寸如下：
| 螺栓12 | ||
| D1 | 20.0mm | (0.79英寸） |
| D2 | 16.0mm | （0.63英寸） |
| D4 | 21.2mm | （0.83英寸） |
| L1 | 9.0mm | (0.35英寸) |
| L2 | 21.0mm | (0.83英寸) |
| L4 | 5.0mm | (0.20英寸) |
| L5 | 48.0mm | (1.89英寸) |
| a | 12.5° | |
| b | 30° | |
| 螺母14 | ||
| D | 20.3mm | (0.80英寸) |
| D3 | 26.5mm | (1.04英寸) |
| D5 | 16.0mm | (0.63英寸) |
| L | 12.0mm | (0.47英寸) |
| L3 | 23.0mm | (0.91英寸) |
| 工件46，48 | ||
| T | 5.0mm | (0.20英寸) |
| C1，C2 | 大于48.0mm | （大于1.89英寸） |
由表可见，组装好之后螺栓最终超出螺母部件14外端的突出量P大约是7.0mm（0.28英寸）。由于锥形段24在固定件10组装好之后基本要伸过整个外工件46，仍希望它的长度保持最小。
为了能够达到这个目的，要求锥形段24的锥角“a”尽可能大，由此，长度L1相对于工件46和48的总厚度将不会大于所要的长度。与此同时，角度“a”不能大到损坏工件孔50和52的程度或当孔50和52未对准时需要特别大的力才能使其穿过孔50和52的程度。在本结构中，如上所述，最大的有效角度“a”通常大约为12.5°（或者一个25°的夹角）
在使锥形段24的长度L1为最小，从而使螺栓突出量为最小的同时，螺母14的整个长度L3通过使扩孔36的长度L等于或刚好略大于锥形段24的长度L1而变为最小。这当然在长度L4通常是等于或小于工件46和48的总厚度T时更是如此。当然，螺纹孔段34的长度应保证有足够的螺纹啮合来承受固定联接时的载荷。
由于上述的结构，可以适应孔之间明显的偏置。若假定工件孔50和52的直径D6（见图3B）基本上等于直段部分26的直径D1，则标以D6尺寸的固定件10大约为20mm（0.79英寸）。允许直径D2为16mm（0.63英寸）的螺纹段22通过的孔50和52的最大的总错位量大约为4mm或约为直径D6的20%。从而可以发现，在两个孔的未对准量较大的情况下该固定件10可以自动地使未对准的工件孔对准。与此同时，通过把直径D1减少到大致不超过其20%的量而达到直径D2的情况下就能够完成上述连接目的。
该螺栓部件12和螺母部件14可以由两个螺纹固定件常用的材料制造，如包括合金钢在内的材料。
很显然本发明公开的优选的实施例经过精确计算能很好地完成本发明的上述目的，不过，应该明白在不脱离本发明的合适的范围或本发明的构思的情况下可以对本发明作改进，修改和变化。
Claims (14)
1、一种具有螺栓部件和螺母部件用以固定带配合孔的工件的螺纹固定件，工件上的孔用于承插螺栓部件，而该固定件自动地使该未对准的工件孔对准，所述的固定件包括；
一个螺栓部件，该螺栓部件有一个无螺纹段，该段的一端为大头端，
一个螺纹段，该段位于与上述的无螺纹段的大头端相反的那一端，
一个锥形段，该段从所述的螺纹段径向向外渐扩，在靠近上述大头端的直径较大的直段上终止。
一个螺母部件，该部件有一个一端带有螺纹的通孔，用以承插螺栓并与螺栓的螺纹段相啮合，
所述的通孔在所述的螺母部件上与所述的螺纹孔相对的那一端处有一个大直径的扩孔，
该扩孔的尺寸能够接纳上述的锥形段，并保持有间隙，
当要被固定的工件的孔未对准时，所述的锥形段就紧贴工件孔的侧壁，并在所述的螺母和所述的螺栓被拧紧而将两工件固定在一起时自动地使孔对准。
2、根据权利要求1所述的固定件，其特征在于：上述的直段的轴向长度通常不小于工件的总厚度。
3、根据权利要求1所述的固定件，其特征在于：上述的直段的轴向长度通常等于工件的总厚度。
4、一种具有螺栓部件和螺母部件用以固定带配合孔之工件的螺纹固定件，工件上的孔用于承插螺栓部件，而该固定件自动地使该未对准的工件孔对准，所述的固定件包括;
一个螺栓部件，该螺栓部件有一个无螺纹段，该段的一端为大头端，
一个螺纹段，该段位于与所述的无螺纹段的大头端相反的那一端，
一个锥形段，该段从所述的螺纹段径向向外渐扩，并在靠近大头端的直径较大的直段上终止，
一个螺母部件，该部件有一端带螺纹的通孔，用以承插螺栓并与螺栓的螺纹段相啮合，
所述的通孔在所述的螺母部件上与所述的螺纹孔相对的那一端处有一个大直径的扩孔，
所说扩孔的尺寸能够接纳上述的锥形段，并保持有间隙，
当要被固定的工件的孔未对准时，所述的锥形段就紧贴工件孔的侧壁并在所述的螺母和所述的螺栓拧紧将两工件固定在一起时自动地使孔对准，
所述的锥形段的锥角是一个不大于约25°的预定夹角。
5、根据权利要求4所述的固定件，其特征在于：所述的扩孔的轴向长度通常多少要大于所述的锥形段的轴向长度。
6、根据权利要求4所述的固定件，其特征在于：所述锥形段的预定夹角大约为25°。
7、根据权利要求6所述的固定件，其特征在于：所述的扩孔的轴向长度通常多少要大于所述锥形段的轴向长度。
8、一种具有螺栓部件和螺母部件的螺纹固定件，它可用来固定具有预定的总体厚度且带有配合孔的工件，工件上的孔用于承插螺栓部件，而该固定件自动地使未对准的这样的工件孔对准，所述的固定件包括;
一个螺栓部件，该螺栓部件有一个无螺纹段，该段的一端为大头端，
一个螺纹段，该段位于与所述的无螺纹段的大头端相反的那一端，
一个锥形段，该段从所述的螺纹段径向向外渐扩，并在靠近上述大头端的直径较大的直段终结，
一个螺母部件，该部件有一个一端带有螺纹的通孔，用以承插螺栓并与螺栓的螺纹段相啮合，
所述的通孔在所述的螺母部件上与所述的螺纹孔相对的那一端处有一个大直径的扩孔，
所说扩孔的尺寸能够接纳上述的锥形段，并保持有间隙，
当要被固定的工件的孔未对准时，所述的锥形段就紧贴工件孔的侧壁，并在所述的螺母和所述的螺栓拧紧而将两工件固定在一起时自动地使孔对准，
所述的锥形段的预选的锥角是一个不大于约25°的预定的夹角，并确定了第一预定的轴向长度，
所述的直段具有一个通常不大于工件的预定的总厚度的第二预选的轴向长度，
所述的扩孔具有一个第三预选轴向长度，它通常要大于所述的锥形段的第一预选轴向长度。
9、根据权利要求8所述的固定件，其特征在于：上述预选的锥形段的锥角约为25°。
10、根据权利要求8所述的固定件，其特征在于：上述直段的第二预选的轴向长度基本上等于各工件之加的预定总厚度。
11、根据权利要求8所述的固定件，其特征在于：上述预选的锥形段的锥角约为25°，而上述直段的第二预选轴向长度基本上要等于各工件之加的预定的总厚度。
12、根据权利要求11所述的固定件，其特征在于：该固定件被用于小间隙的地方，但该间隙至少要稍大于所述的螺栓部件的总轴向长度。
13、根据权利要求11所述的固定件，其特征在于：该固定件被用于这样的地方，即两个件上的孔未对准导致总的错位量约为工件孔直径的20%。
14、根据权利要求11所述的固定件，其特征在于：该固定件可用于以下场合，即两个工件上的孔未对准引起的总错位量约为工件孔直径的20%;螺纹段直径的减少量不大于直段直径的约20%。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |