CN207057776U - 一种挤压丝锥 - Google Patents

Abstract

一种挤压丝锥，包括挤扩孔部、挤压成型部、柄部，所述柄部包括过渡杆部与夹持柄部，所述挤压成型部的一端与挤扩孔部固定连接，挤压成型部的另一端与过渡杆部的一端固定连接，过渡杆部的另一端与夹持柄部固定连接，所述挤压成型部的外表面设置有外螺纹，所述挤扩孔部为锥形体结构，挤扩孔部的大直径端与挤压成型部固定连接，挤扩孔部的尖端为球形结构；所述挤扩孔部的锥角为8度～60度。本设计不仅加工质量高、加工效率高、使用寿命长，而且使用范围广。

Description

一种挤压丝锥

技术领域

本实用新型涉及机械螺纹连接领域，尤其涉及一种挤压丝锥，主要适用于提高加工质量、加工效率和使用寿命。

背景技术

螺纹连接已建立广泛全面的系列标准，并已形成了各种形式的螺栓、螺钉、螺母、螺柱等螺纹连接标准件，其标准化、便利性、可拆卸和重复使用等特性，促进了螺纹连接的广泛应用。根据《2011年中国汽车紧固件行业投资分析预测报告》，对汽车使用紧固件数量的统计，一辆轿车大约有580种不同规格接近5000个紧固件，一辆中型卡车约有570种不同规格5710个左右的紧固件，由此可见紧固件对汽车装配连接的重要性，而目前汽车上使用的紧固件90％以上都是螺纹紧固件。金属板材被广泛应用在汽车、航空航天、家电等行业中，但金属板材零件之间的装配连接目前主要有板＋焊接螺母-螺栓、铆接两种。金属板材类零部件主要是汽车车身，火车、飞机、家电机身等，由于板材厚度较小，无法满足螺纹连接对螺纹孔长度的要求，因此目前普遍采用板材＋焊接螺母连接形式。板材＋焊接螺母连接，因其对板材和螺母焊接性能的要求，目前这种连接方式主要适用于钢板连接，其板材要预制钻孔再焊接螺母，且对各连接件孔的位置精度要求较高，因此其制造成本较高。随着汽车轻量化的发展趋势，各种轻金属板材在汽车上的应用变得越来越广泛，而焊接螺母连接已难以适应汽车板材轻量化、连接高强度的装配连接需求。铆接装配虽然可适应不同材质板材的连接，但各连接板材零件也必须预钻孔，其预钻孔位置精度要求也较高，导致其制造成本较高，同时由于铆接装配夹紧力较小，因此难以适应汽车装配连接高强度的需求。

中国专利，申请公布号为CN104842025A，申请公布日为2015年8月19日的发明公开了一种热熔钻孔攻丝挤压丝锥，包括柄部、攻丝钻头和热熔钻头，柄部、攻丝钻头和热熔钻头一体成型，热熔钻头位于前端，攻丝钻头位于中间，柄部位于末端，攻丝钻头的直径大于热熔钻头的直径，柄部的直径小于热熔钻头的直径，攻丝钻头为挤压丝锥。虽然本发明能用于薄壁工件内螺纹的加工，但是其仍然存在以下缺陷：该发明中热熔钻头采用圆柱段加圆锥段结构，不仅使得热挤压形成的螺纹孔长度较短，从而使得内螺纹的加工质量较低，而且热熔钻头的尖部与薄壁工件的接触面积较小，使得加工效率较低，同时热熔钻头的尖部易崩刃损坏。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的加工质量低、加工效率低、使用寿命短的缺陷与问题，提供一种加工质量高、加工效率高、使用寿命长的挤压丝锥。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种挤压丝锥，包括挤扩孔部、挤压成型部、柄部，所述挤压成型部的一端与挤扩孔部固定连接，挤压成型部的另一端与柄部固定连接，挤压成型部的外表面设置有外螺纹，所述挤扩孔部为锥形体结构，挤扩孔部的大直径端与挤压成型部固定连接，挤扩孔部的尖端为球形结构。

所述挤扩孔部的锥角为8度～60度。

所述挤压成型部为外表面带外螺纹的圆柱体结构或者棱柱体结构。

所述柄部包括过渡杆部与夹持柄部，所述过渡杆部的一端与挤压成型部固定连接，过渡杆部的另一端与夹持柄部固定连接。

所述夹持柄部为圆柱体结构，夹持柄部远离过渡杆部的一端的侧面局部设置至少一块扁形平面。

所述夹持柄部为棱柱体结构或者锥型结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种挤压丝锥中挤扩孔部为锥形体结构，挤扩孔部的大直径端与挤压成型部固定连接，挤扩孔部的尖端为球形结构；采用锥形体结构的挤扩孔部，使得经过热挤压成型的螺纹孔长度成倍增加，从而提高了内螺纹的加工质量；采用球形结构的尖端，以增大挤压丝锥与板材初期接触面积，便于摩擦热量的产生，提高了加工效率，同时可避免挤压丝锥高速旋转时的应力集中，从而避免丝锥尖部崩刃损坏丝锥现象的发生。因此，本实用新型不仅加工质量高，而且加工效率高、使用寿命长。

2、本实用新型一种挤压丝锥中挤扩孔部的锥角为8度～60度，这样的设计不仅保证了加工质量，而且可以根据薄板的厚薄来调整挤扩孔部，使得使用范围较广；柄部的夹持柄部可以为圆柱体结构，夹持柄部远离过渡杆部的一端的侧面局部设置至少一块扁形平面，柄部的夹持柄部也可以为棱柱体结构或者锥型结构，这样的设计使得能够根据具体需求调整挤压丝锥的形状，以取得更好的夹持以及传递动力作用，使得使用范围较广。因此，本实用新型使用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1沿A-A方向的剖视图。

图3是本实用新型使用过程示意图。

图中：挤扩孔部1、大直径端11、尖端12、挤压成型部2、外螺纹21、柄部3、过渡杆部31、夹持柄部32。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种挤压丝锥，包括挤扩孔部1、挤压成型部2、柄部3，所述挤压成型部2的一端与挤扩孔部1固定连接，挤压成型部2的另一端与柄部3固定连接，挤压成型部2的外表面设置有外螺纹21，所述挤扩孔部1为锥形体结构，挤扩孔部1的大直径端11与挤压成型部2固定连接，挤扩孔部1的尖端12为球形结构。

所述挤扩孔部1的锥角为8度～60度。

所述挤压成型部2为外表面带外螺纹21的圆柱体结构或者棱柱体结构。

所述柄部3包括过渡杆部31与夹持柄部32，所述过渡杆部31的一端与挤压成型部2固定连接，过渡杆部31的另一端与夹持柄部32固定连接。

所述夹持柄部32为圆柱体结构，夹持柄部32远离过渡杆部31的一端的侧面局部设置至少一块扁形平面。

所述夹持柄部32为棱柱体结构或者锥型结构。

本实用新型的原理说明如下：

本设计涉及一种在金属板材上无底孔、热挤压内螺纹加工丝锥及其使用方法，其功能是在无底孔的金属板材上通过本设计挤压丝锥直接挤压板材表面以形成内螺纹孔，具体适用于螺纹规格较小的金属板材螺纹孔的热挤压成型加工。该挤压丝锥结构和使用方式不同于现有的螺纹孔挤压丝锥，其丝锥头部为带锥度的挤入尖形结构，传统的内螺纹挤压加工需要先预钻螺纹底孔，本设计的热挤压丝锥与传统的挤压螺纹加工方式不同，被加工金属板材不需要预制螺纹底孔。热挤压丝锥工作时，先将热挤压丝锥前端尖部抵在金属板材的表面，启动钻孔攻丝机带动热挤压丝锥高速旋转的同时，通过丝锥尖部向被加工金属板材表面施加一个推力，丝锥高速旋转会与金属板材表面产生极高的摩擦热，摩擦热量的累积会导致与丝锥尖部接触的板材表面局部逐步开始升温软化、强度降低，在丝锥推力的作用下，丝锥逐步挤入金属板材中，并最终将板材挤穿，随着丝锥尖部的通过，逐渐将挤出孔径扩大，当丝锥螺纹成型部位挤入板材中后，会在板材中挤出合格的内螺纹孔。

对于较薄的金属板材，其厚度尺寸较小，如果采用常规的预钻底孔，再攻丝形成内螺纹的工艺，其工序较多，因此加工成本也高。特别是由于板材厚度尺寸较小，即形成的螺纹孔长度也较小，无法满足外螺纹紧固件连接的旋合长度要求，因此一般采用板材再焊接一个标准螺母的方式，保证螺纹连接副内外螺纹的旋合长度。而本设计板材螺纹孔热挤压技术，可充分利用板材螺纹孔挤出的材料，板材螺纹孔被挤出材料会堆积在板材螺纹孔的两端，与板材原始厚度尺寸，经过热挤压形成的螺纹孔长度会成倍地增加，因此增加了板材螺纹孔的长度，即内外螺纹的旋合长度，一般可以满足M6以下螺纹规格外螺纹紧固件的旋合长度的要求；本设计板材螺纹孔热挤压成型技术，可保证内螺纹牙型处金属纤维的连续性，因此可以提高螺纹牙型部位的强度。

丝锥左端头部为锥形挤扩孔部位，其次为挤出孔内螺纹挤压成型部位，再后部为丝锥过渡杆部，最后为丝锥工作时的夹持柄部，夹持柄部结构尺寸应符合JB/T7428-2006《挤压丝锥》等标准的规定。丝锥头部为锥形结构，锥形尖部设计为球形结构，以增大丝锥与板材初期接触面积，便于摩擦热量的产生，同时可避免丝锥高速旋转时应力集中而出现丝锥尖部崩刃损坏丝锥的现象。

参见图3，挤压过程依次为高速旋转→挤入→刺穿并扩孔→开始挤丝→完成挤丝。具体为：丝锥在工作时先抵住板材表面，并在高速旋转、接触面摩擦作用下，金属板材与丝锥接触处温度迅速升高，这样可以降低局部板材的强度，丝锥前端锥形结构在钻孔攻丝机进给推力和高速旋转的作用下，逐渐将丝锥锥端接触的板材材料向周边挤出，随着丝锥锥端的轴向逐渐深入，板材上挤出的孔径也逐渐增大，当板材挤出的孔贯通板材后，板材被挤出的材料会逐渐堆积在板材挤出孔的两端，当丝锥前端锥形部分通过后，即开始孔的内螺纹挤压成型工序，在丝锥锥形结构后面是内螺纹挤压成型部位，预制有外螺纹挤压牙型，当丝锥内螺纹挤压成型部位挤入板材孔中后，会逐渐在内孔表面挤出内螺纹牙型，当丝锥内螺纹挤压成型部位完全通过后，板材即可完成螺纹孔的挤压作业。

实施前景：汽车、火车等产品上广泛采用了各种板材零件，随着汽车轻量化的发展，铝合金等轻金属板材在汽车上的应用已越来越多，传统的板材＋焊接螺母的连接方式，已难以适应这些轻金属板材的连接需求。本设计可实现对各种金属板材螺纹孔的热挤压成型，由于板材挤孔和内螺纹挤压作业是一次完成，因此这种新工艺具有加工效率高、无切屑，属于绿色制造。特别是板材挤出的材料堆积在了板材螺纹孔的两端，增加了螺纹孔的长度，提高了金属板材材料的利用率。螺纹孔长度的增加，可以满足小规格螺纹螺栓或螺钉的装配旋合长度需求，完全可替代现有的板材＋焊接螺母的连接方式，与焊接螺母连接方式相比，减少了板材钻孔、螺母焊接的工作量，同时连接副的重量也大幅降低，具有加工成本低、结构简单、轻量化高的特点，能够适应当前汽车轻量化的需求。本设计还可实现对多层、不同材质金属板材叠加后螺纹孔的同时热挤压成型作业，因此适应金属板材类零件装配时多层金属板材螺纹孔直接热挤压成型和装配连接，使得螺纹连接具备更好的防松性能和可靠性，同时可以减少被连接件连接孔的预制，同时可减少定位销、孔的加工和装配工作量，减少相应的成本。随着汽车轻量化的发展，促进了各种轻金属材料的广泛应用，本设计可为这些轻金属板材的装配连接提供经济、可靠的螺纹连接解决方案，其应用市场是巨大的。同时在火车、家电、航天航空等行业产品均具备应用前景。

实施例1：

参见图1、图2，一种挤压丝锥，包括挤扩孔部1、挤压成型部2、柄部3，所述挤压成型部2的一端与挤扩孔部1固定连接，挤压成型部2的另一端与柄部3固定连接，挤压成型部2的外表面设置有外螺纹21，所述挤扩孔部1为锥形体结构，挤扩孔部1的大直径端11与挤压成型部2固定连接，挤扩孔部1的尖端12为球形结构；所述挤扩孔部1的锥角为8度～60度；所述挤压成型部2为外表面带外螺纹21的圆柱体结构或者棱柱体结构；所述柄部3包括过渡杆部31与夹持柄部32，所述过渡杆部31的一端与挤压成型部2固定连接，过渡杆部31的另一端与夹持柄部32固定连接；所述夹持柄部32为棱柱体结构。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述夹持柄部32为圆柱体结构，夹持柄部32远离过渡杆部31的一端的侧面局部设置至少一块扁形平面。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述夹持柄部32为锥型结构。

Claims (6)

1.一种挤压丝锥，包括挤扩孔部（1）、挤压成型部（2）、柄部（3），所述挤压成型部（2）的一端与挤扩孔部（1）固定连接，挤压成型部（2）的另一端与柄部（3）固定连接，挤压成型部（2）的外表面设置有外螺纹（21），其特征在于：所述挤扩孔部（1）为锥形体结构，挤扩孔部（1）的大直径端（11）与挤压成型部（2）固定连接，挤扩孔部（1）的尖端（12）为球形结构。

2.根据权利要求1所述的一种挤压丝锥，其特征在于：所述挤扩孔部（1）的锥角为8度～60度。

3.根据权利要求1或2所述的一种挤压丝锥，其特征在于：所述挤压成型部（2）为外表面带外螺纹（21）的圆柱体结构或者棱柱体结构。

4.根据权利要求3所述的一种挤压丝锥，其特征在于：所述柄部（3）包括过渡杆部（31）与夹持柄部（32），所述过渡杆部（31）的一端与挤压成型部（2）固定连接，过渡杆部（31）的另一端与夹持柄部（32）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种挤压丝锥，其特征在于：所述夹持柄部（32）为圆柱体结构，夹持柄部（32）远离过渡杆部（31）的一端的侧面局部设置至少一块扁形平面。

6.根据权利要求4所述的一种挤压丝锥，其特征在于：所述夹持柄部（32）为棱柱体结构或者锥型结构。