CN116123202A - 螺旋垫片及其制备方法、紧固组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋垫片及其制备方法、紧固组件。其中，该螺旋垫片具有中心孔和边缘部，螺旋垫片的中心孔和边缘部所在平面分别为第一平面和第二平面，第一平面和第二平面不共面，且具有设定距离；螺旋垫片的边缘部与中心孔之间具有通槽，通槽沿所述中心孔的轴向方向贯穿螺旋垫片；通槽具有靠近中心孔的第一端和靠近边缘部的第二端，自第一端至第二端，通槽沿所述螺旋垫片的周向延伸。上述螺旋垫片的中心孔和边缘部可以在外力作用下发生形变，中心孔和边缘部之间可以相对靠近或远离，由此实现对零件的紧固力度的调节，以及避免紧固过紧、过松，避免因磨损等而出现被紧固零件的松动，还可以避免紧固件被卡死。

Description

螺旋垫片及其制备方法、紧固组件

技术领域

本发明涉及紧固的技术领域，尤其涉及一种螺旋垫片及其制备方法、紧固组件。

背景技术

紧固是机械零件之间连接的普遍形态之一，现有技术中用于紧固的零件例如有螺栓和螺母等。在不同的场景中实际采用螺栓和螺母等进行机械零件之间的紧固时，可能会出现以下的问题：

(1)对零件的紧固力度固定，不可调节；

(2)容易出现紧固过度；

(3)一组螺栓和螺母重复用于零件的紧固时，在螺栓和螺母的摩擦面上会出现磨损，进而导致紧固松动；

(4)在螺栓和螺母之间，以及与被紧固的零件之间，如果接触面不平或者附着有杂物时，会造成螺栓和螺母的卡死。

发明内容

本发明提供了一种螺旋垫片及其制备方法、紧固组件，以解决上述现有技术中存在的多个技术问题中的至少一个。

本发明提供的螺旋垫片，其具有中心孔和边缘部，所述螺旋垫片的中心孔和边缘部所在平面分别为第一平面和第二平面，所述第一平面和第二平面不共面，且具有设定距离；所述螺旋垫片的边缘部与中心孔之间具有通槽，所述通槽沿所述中心孔的轴向方向贯穿所述螺旋垫片；所述通槽具有靠近所述中心孔的第一端和靠近所述边缘部的第二端，自所述第一端至第二端，所述通槽沿所述螺旋垫片的周向延伸。

其中，自所述通槽的第一端至第二端，与所述中心孔之间的距离递增。

其中，所述通槽为螺旋形；或者，所述通槽为多段线形。

其中，自所述中心孔至所述边缘部，所述螺旋垫片的厚度递增。

其中，所述螺旋垫片的材质为金属、金属合金和塑料中的一种或多种。

本发明提供的一种螺旋垫片的制备方法，其包括：

在平面基材上形成朝向一侧的凸起形状；

切割形成通槽。

其中，所述螺旋垫片的制备方法还包括：

加工形成中心孔。

其中，在形成凸起形状的步骤中采用冲压或注塑工艺形成凸起形状，且所形成的凸起形状的厚度沿顶端至顶端的方向递减。

本发明提供的另一种螺旋垫片的制备方法，其包括：

使用具有凸起形状的治具沿基材的长度方向将基材卷绕成具有凸起形状的形态，在卷绕的过程中在相邻的两圈基材之间留有缝隙。

其中，所述基材的沿长度方向的两端之间呈宽度递变的形状。

本发明提供的另一种螺旋垫片的制备方法，其包括：

通过注塑工艺形成具有中心孔和通槽、且中心孔部位呈凸起状的螺旋垫片。

本发明提供的紧固组件，其包括紧固件和上述的螺旋垫片，所述紧固件可穿过所述螺旋垫片的中心孔。

其中，所述紧固件包括可螺接在一起的第一螺接件和第二螺接件，所述第一螺接件具有杆部，所述第一螺接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔；或者，所述紧固件包括可卡接在一起的第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件具有杆部，所述第一卡接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔；或者，所述紧固件包括可铆接在一起的第一铆接件和第二铆接件，所述第一铆接件具有杆部，所述第一铆接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔。

其中，所述紧固组件还包括第二垫片，所述第二垫片为平面垫片，所述第二垫片与所述螺旋垫片的边缘部邻接设置。

本发明提供的上述螺旋垫片及其制备方法、紧固组件与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的螺旋垫片，其中心孔相对于边缘部呈现在中心孔的轴向方向上的凸出，且在中心孔和边缘部之间具有在二者之间沿螺旋垫片的周向方向延伸的通槽，基于上述结构，在中心孔的轴向方向上，中心孔和边缘部可以在外力作用下发生形变，中心孔和边缘部之间可以相对靠近或远离。在本发明中的螺旋垫片用于对零件的紧固时，螺旋垫片在紧固件和被紧固零件之间的形变，可以以对自身形变量的控制，实现对零件的紧固力度的调节。而且，在螺旋垫片发生形变时，还可以对施加在被紧固零件上的紧固力度进行校正和补偿。例如，在紧固件的紧固力度较大时，螺旋垫片的形变可以减少直接传递到被紧固零件上的紧固力度，避免出现紧固过度的情况发生。在紧固件和被紧固零件之间距离较大时，设置在二者之间的螺旋垫片还可以避免出现紧固件和被紧固零件之间过松的情况。以及，在紧固件由于多次重复使用出现磨损或者因其他因素导致紧固件与被紧固零件之间的紧固状态偏松动时，螺旋垫片可以依据自身发生的形变在被紧固零件上施加相应的作用力，从而避免被紧固零件的松动。此外，在紧固件和被紧固零件之间，以及紧固件的不同部分之间出现不平或者附着有杂物时，螺旋垫片的形变还可以适应于该不平或杂物(在该不平或有杂物的一面与其相贴合)，从而避免紧固件被卡死。

本发明提供的螺旋垫片的制备方法，其所制备的螺旋垫片为上述的螺旋垫片，具有与上述的螺旋垫片一致的有益效果，不再赘述。

本发明提供的紧固组件，其包括上述的螺旋垫片，当然地具有与上述的螺旋垫片一致的有益效果，不再赘述。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的螺旋垫片的立体结构示意图；

图2为图1所示螺旋垫片的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例的螺旋垫片用于紧固组件的示意图一；

图4为本发明实施例的螺旋垫片用于紧固组件的示意图二；

图5为本发明实施例的螺旋垫片用于紧固组件的剖视示意图；

图6为本发明一个实施例的螺旋垫片的制备方法的各工艺步骤的示意图；

图7为本发明一个实施例的螺旋垫片的制备方法的各工艺步骤的示意图；

图8为本发明一个实施例的螺旋垫片的制备方法的各工艺步骤的示意图；

图9为本发明一个实施例中螺旋垫片的制备方法的流程图。

图中：

10-螺旋垫片；11-中心孔；12-边缘部；13-通槽；13a-第一端；13b-第二端；

20-紧固件；21-第一螺接件；22-第二螺接件；210-杆部；

30-第二垫片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明提供的螺旋垫片及其制备方法、紧固组件的实施例进行说明。

在本发明的螺旋垫片的一个实施例中，参看图1～图5，螺旋垫片10具有中心孔11和边缘部12。具体地，螺旋垫片10可以为圆形垫片，中心孔11可以与圆形垫片的外周同心设置，边缘部12具体是指螺旋垫片10的外周边缘，也即是径向上的最外侧。除了圆形的中心孔11外，中心孔11还可以为椭圆形、方形或其他多边形等形状。

螺旋垫片10的中心孔11和边缘部12所在平面分别为第一平面和第二平面，第一平面和第二平面不共面，且具有设定距离；也即是，螺旋垫片10整体上并没有在同一平面内，其并不是一个平面垫片，而是螺旋垫片10的中心孔11向一侧方向凸出。在中心孔11和边缘部12之间的不同位置，螺旋垫片10的凸起的斜率可以相等(凸起的侧部表现为斜直面)或递变(凸起的侧部表现为弧形面)。

螺旋垫片10的边缘部12与中心孔11之间具有通槽13，通槽13沿中心孔11的轴向方向贯穿螺旋垫片10。通槽13具有靠近中心孔11的第一端13a和靠近边缘部12的第二端13b，自第一端13a至第二端13b，通槽13沿螺旋垫片10的周向延伸。也即是，通槽13沿螺旋垫片10的周向环绕多圈，并在环绕出的形状上表现出不断向中心孔11方向内缩或者不断向边缘部12方向外扩；就通槽13的最终形状而言，通槽13不表现为封闭的圆形，而是表现为开放的条状槽(条状槽仅表示在长度方向上条状槽没有重叠和交集，而不包含第一端13a和第二端13b之间的线型走向的限制)。

在该实施例中，螺旋垫片10的中心孔11相对于边缘部12呈现在中心孔11的轴向方向上的凸出，且在中心孔11和边缘部12之间具有在二者之间沿螺旋垫片10的周向方向延伸的通槽13，基于上述结构，在中心孔11的轴向方向上，中心孔11和边缘部12可以在外力作用下发生形变，中心孔11和边缘部12之间可以相对靠近或远离。在本实施例中的螺旋垫片10用于对零件的紧固时，螺旋垫片10在紧固件和被紧固零件之间的形变，可以以对自身形变量的控制，实现对零件的紧固力度的调节。而且，在螺旋垫片10发生形变时，还可以对施加在被紧固零件上的紧固力度进行校正和补偿。例如，在紧固件的紧固力度较大时，螺旋垫片10的形变可以减少直接传递到被紧固零件上的紧固力度，避免出现紧固过度的情况发生。在紧固件和被紧固零件之间距离较大时，设置在二者之间的螺旋垫片10还可以避免出现紧固件和被紧固零件之间过松的情况。以及，在紧固件由于多次重复使用出现磨损或者因其他因素导致紧固件与被紧固零件之间的紧固状态偏松动时，螺旋垫片10可以依据自身发生的形变在被紧固零件上施加相应的作用力，从而避免被紧固零件的松动。此外，在紧固件和被紧固零件之间，以及紧固件的不同部分之间出现不平或者附着有杂物时，螺旋垫片10的形变还可以适应于该不平或杂物(在该不平或有杂物的一面与其相贴合)，从而避免紧固件被卡死。

在螺旋垫片的一个实施例中，自通槽13的第一端13a至第二端13b，与中心孔11之间的距离递增。第一端13a至第二端13b的与中心孔11之间的距离递增具体可以表现为距离的连续增加，例如在通槽13呈螺旋形(阿基米德螺线、等角落线等)时，每一个更接近于第二端13b的位置与中心孔11之间的距离都大于相较于该位置更接近于第一端13a的位置与中心孔11之间的距离。除此之外，第一端13a至第二端13b的与中心孔11之间的距离递增还可以表现为台阶状增加，例如，通槽13可以呈多段线形，在通槽13的第一个区段内的各位置，与中心孔11之间的距离是相等的，而相较于该第一个区段更靠近第二端13b的第二个区段的和中心孔11之间的距离大于第一个区段和中心孔11之间的距离，相较于该第一个区段更靠近第一端13a的第三个区段的和中心孔11之间的距离小于该第一个区段和中心孔11之间的距离，上述的第二个区段内的各位置和中心孔11之间的距离相等，第三个区段内的各位置和中心孔11之间的距离相等。

在螺旋垫片的一个实施例中，自中心孔11至边缘部12，螺旋垫片10的厚度递增。这样设置可以使从中心孔11到边缘部12的不同位置呈现不同的形变能力，一般地，靠近中心孔11的区域更容易发生形变，该区域形变时对紧固件和被紧固零件的反作用力较小，而靠近边缘部12的位置更不易发生形变，在发生形变时对紧固件或被紧固零件的反作用力也更大。

在螺旋垫片的不同的实施例中，螺旋垫片10的材质可以为金属、金属合金和塑料中的一种或多种。在螺旋垫片10的材质为金属或金属合金时，其可以采用冲压成型的方式形成螺旋垫片10的基本形状，并通过例如激光切割的方式形成通槽13。而在螺旋垫片10的材质为塑料时，螺旋垫片10的基本形状及通槽13可以通过注塑成型一次性加工形成。

在本发明的螺旋垫片的制备方法的一个实施例中，螺旋垫片的制备方法包括以下步骤S1～S4，如图9所示。

步骤S1，在平面基材上形成朝向一侧的凸起形状，得到产品第一形态，如图6所示中a和b所示。

在步骤S1中，具体可以采用冲压或注塑工艺形成凸起形状。具体来说，在基材为金属或金属合金时可以采用冲压工艺形成凸起形状；而在基材为塑料时，可以采用注塑成型工艺形成凸起形状。

在该步骤S1中，作为一个优选方案，所形成的凸起形状的厚度沿顶端至顶端的方向递减。这样对于所制备的螺旋垫片10而言，可以使螺旋垫片10的不同位置具有不同的形变能力。这一点在上述的螺旋垫片10的实施例中已有详细描述，不再赘述。

在该步骤S1中，在形成凸起形状之后，还可以将基材的其他多余部分切割去除，该切割去除的具体实现方式可以为激光切割或者其他各种机械加工方式。

步骤S2，在产品第一形态的基础上，切割形成通槽13，得到产品的第二形态，如图6中c所示。

在该步骤S2中，具体可以采用激光切割的工艺或者其他机械加工工艺在产品的第一形态上加工出通槽13，得到具有通槽13的产品的第二形态。

步骤S3，加工形成中心孔11。

在该步骤S3中，可以采用激光切割或者其他机械加工工艺在产品的第二形态的基础上形成中心孔11，得到产品的第三形态。

需要说明的是，上述的步骤S3不仅限于在进行步骤S2中形成产品的第二形态之后进行，在其他的实施例中，步骤S3具体还可以在步骤S1中形成产品的第一形态之前进行，或者在步骤S1中形成产品的第一形态之后、在步骤S2中形成产品的第二形态之前进行。

步骤S4，对加工后的产品进行淬火处理，如图6中d所示。

在该步骤S4中，对所获得的具有中心孔11、通槽13的产品进行淬火处理，可以得到最终形态的产品。在经过淬火处理后，最终的螺旋垫片10的产品可以具有较强的刚性和弹性。

在本发明的另一个实施例中，如图7所示，还可以先使用激光切割等方式在平面基材上切割出通槽13，然后再使用冲压或拉伸等方式形成凸起形状。

在本发明的螺旋垫片的制备方法的另一个实施例中，螺旋垫片的制备方法包括：

首先，选择长条形的基材。

在该步骤中所选择的基材的材质可以为金属或金属合金。并且，该基材的形状优选选择沿长度方向的两端之间呈宽度递变的形状的基材，该种形状的基材可以通过直接采购获得，或者采购普通的不具有宽度递变形状的基材并在此基础上进行切割等机械加工后获得，如图8中a和b所示。

其后，使用具有凸起形状的治具沿基材的长度方向将基材卷绕成具有凸起形状的形态，在卷绕的过程中在相邻的两圈基材之间留有缝隙，如图8中c所示。

在该步骤中，所使用的治具具有凸起形状，这样在卷绕基材时，基材能够贴合该治具表面的凸起形状而被形成为具有凸起形状的结构。同时，在卷绕基材时，将基材要缠绕的位置与已经缠绕成型的上一圈形状之间留出缝隙，在最终形成的螺旋垫片的产品中，该缝隙即作为通槽13。

最后，对于上述缠绕形成的产品，对其进行淬火处理，如图8中d所示。在淬火处理后，所形成的螺旋垫片会具有较强的刚性和弹性。

在本发明的螺旋垫片的制备方法的另一个实施例中，可以选择塑料制备螺旋垫片，但与前述可选择塑料的实施例相比，在该实施例中，螺旋垫片的制备方法包括：

通过注塑工艺形成具有中心孔和通槽、且中心孔部位呈凸起状的螺旋垫片。

在该实施例中，通过具有凸起形状、且具有中心孔和通槽的模具，通过在该模具中直接注塑一次性地形成最终的螺旋垫片的产品，不再需要其他的进一步加工来形成中心孔、通槽等。

在本发明的紧固组件的实施例中，紧固组件包括紧固件20和上述实施例所描述的螺旋垫片10，紧固件可穿过所述螺旋垫片的中心孔。

本发明实施例中的紧固组件，其包括上述的螺旋垫片10，在对零件进行紧固时，当然地具有与上述螺旋垫片10一致的有益效果，不再赘述。

在紧固组件的一个实施例中，紧固件20包括可螺接在一起的第一螺接件21和第二螺接件22，第一螺接件21具有杆部210，第一螺接件21的杆部210可穿过螺旋垫片10的中心孔11。

在紧固组件的另一个实施例中，紧固件包括可卡接在一起的第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件具有杆部，所述第一卡接件的杆部可穿过所述螺旋垫片10的中心孔11。

在紧固组件的另一个实施例中，紧固件包括可铆接在一起的第一铆接件和第二铆接件，所述第一铆接件具有杆部，所述第一铆接件的杆部可穿过所述螺旋垫片10的中心孔11。

除了上述实施例中所给出的螺接、卡接、铆接等紧固方式外，紧固件还可以为其他各种类型的类型。

在紧固组件的一个实施中，紧固组件还包括第二垫片30，第二垫片30为平面垫片，第二垫片30与螺旋垫片10的边缘部12邻接设置。

通过设置第二垫片30，可以便于紧固件20与螺旋垫片10紧固连接。以图X所示的紧固件20包括第一螺接件21和第二螺接件22为例，第一螺接件21为螺栓，第二螺接件22为螺母，通常螺栓的螺帽的直径较小，在具有第二垫片30的情况下，螺栓的较小的螺帽与第二垫片30抵接，第二垫片30与螺旋垫片10的边缘部抵接，螺栓在将被紧固零件螺接时就可以直接地施加作用力在螺旋垫片10的边缘部12上，使螺旋垫片10发生形变等。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种螺旋垫片，其特征在于，所述螺旋垫片具有中心孔和边缘部，所述螺旋垫片的中心孔和边缘部所在平面分别为第一平面和第二平面，所述第一平面和第二平面不共面，且具有设定距离；

所述螺旋垫片的边缘部与中心孔之间具有通槽，所述通槽沿所述中心孔的轴向方向贯穿所述螺旋垫片；所述通槽具有靠近所述中心孔的第一端和靠近所述边缘部的第二端，自所述第一端至第二端，所述通槽沿所述螺旋垫片的周向延伸。

2.根据权利要求1所述的螺旋垫片，其特征在于，自所述通槽的第一端至第二端，与所述中心孔之间的距离递增。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋垫片，其特征在于，所述通槽为螺旋形；或者

所述通槽为多段线形。

4.根据权利要求1所述的螺旋垫片，其特征在于，自所述中心孔至所述边缘部，所述螺旋垫片的厚度递增。

5.根据权利要求1所述的螺旋垫片，其特征在于，所述螺旋垫片的材质为金属、金属合金和塑料中的一种或多种。

6.一种螺旋垫片的制备方法，其特征在于，所述螺旋垫片的制备方法包括：

在平面基材上形成朝向一侧的凸起形状；

切割形成通槽。

7.根据权利要求6所述的螺旋垫片的制备方法，其特征在于，所述螺旋垫片的制备方法还包括：

加工形成中心孔。

8.根据权利要求6所述的螺旋垫片的制备方法，其特征在于，在形成凸起形状的步骤中采用冲压或注塑工艺形成凸起形状，且所形成的凸起形状的厚度沿顶端至顶端的方向递减。

9.一种螺旋垫片的制备方法，其特征在于，所述螺旋垫片的制备方法包括：

使用具有凸起形状的治具沿基材的长度方向将基材卷绕成具有凸起形状的形态，在卷绕的过程中在相邻的两圈基材之间留有缝隙。

10.根据权利要求9所述的螺旋垫片的制备方法，其特征在于，所述基材的沿长度方向的两端之间呈宽度递变的形状。

11.一种螺旋垫片的制备方法，其特征在于，所述螺旋垫片的制备方法包括：

通过注塑工艺形成具有中心孔和通槽、且中心孔部位呈凸起状的螺旋垫片。

12.一种紧固组件，其特征在于，所述紧固组件包括紧固件和权利要求1～5中任意一项所述的螺旋垫片，所述紧固件可穿过所述螺旋垫片的中心孔。

13.根据权利要求12所述的紧固组件，其特征在于，所述紧固件包括可螺接在一起的第一螺接件和第二螺接件，所述第一螺接件具有杆部，所述第一螺接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔；或者

所述紧固件包括可卡接在一起的第一卡接件和第二卡接件，所述第一卡接件具有杆部，所述第一卡接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔；或者

所述紧固件包括可铆接在一起的第一铆接件和第二铆接件，所述第一铆接件具有杆部，所述第一铆接件的杆部可穿过所述螺旋垫片的中心孔。

14.根据权利要求12所述的紧固组件，其特征在于，所述紧固组件还包括第二垫片，所述第二垫片为平面垫片，所述第二垫片与所述螺旋垫片的边缘部邻接设置。

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