TW201315907A - 自攻螺絲加工方法 - Google Patents

Abstract

自攻螺絲加工方法，是指一種可應用於貫穿鐵板、鋼板用之高硬度自攻螺絲的加工方法，其藉由將沃斯田鐵系列的不鏽鋼材，在經由二次軋壓加工塑形的方式，使該鋼材之硬度增加，進而所製造出的鑽頭與螺牙硬度加強，可達到貫穿過鋼板而減少損壞的功能。

Description

自攻螺絲加工方法

自攻螺絲加工方法，其指以沃斯田鐵的不鏽鋼材為主要材料，藉由加工方式使螺絲的鑽尾與螺牙硬度強化，以可使用於建築鋼板貫穿鑽孔及接合的自攻螺絲加工方法。

現有建築物為使施工迅速與結構抗震，大部份建築結構已逐漸採用鋼骨與鋼板結構為建築主體架構，為使建築物能耐久不腐蝕，在鋼板與鋼骨的連接須使用自攻螺絲，以達快速施工的功效，而現有可鑽過鋼板的自攻螺絲須有不銹鋼具有耐腐蝕性等多項優異特性，但現在鋼板因鋼材的特性要求改變，所以鋼板的硬度也越來越硬，因而自攻螺絲的硬度與強度也越無法符合須求。

現有自攻螺絲是可貫穿鋼板，但貫穿後自攻螺絲的螺牙卻易損壞變形率達到百分之三十以上，因而無法通過抗拉伸的測試要求，當自攻螺絲螺牙損壞時，螺絲會因風力或其它外力而於其貫穿鋼板的孔洞間搖晃進而鬆動脫落，為了提高自攻螺絲的鋼性硬度，可使用麻田散鐵系的鐵材，但其缺點為硬度雖夠卻易脆折斷，所以有廠商為加強鋼料強度，會再經由熱處理使其變性，以提升鑽孔效果及壽命延長效果；然因此自攻螺絲的加工步驟就增加了，而且熱處理過程之後，還要經由表面酸洗處理再電鍍一保護層，整體來說所製造出的自攻螺絲雖符合要 求卻是成本太高，進且經過熱處理時如溫度沒有控制好，鋼料易產生變性與變形。

為此，發明人為改良自攻螺絲的強度與增加硬度，以使用沃斯田鐵為自攻螺絲材料研究，藉由沃斯田鐵其優良的冷加工特性，開發出可快速製造高強度與高硬度的自攻螺絲加工方法為目的。

沃斯田鐵其為含有鉻與鎳的鋼材，此種鋼種的特性在常溫下以沃斯田鐵相存在，機械性為質軟富韌性、加工良好，其因為無法以熱處理來強化其硬度，因此須以冷加工處理，在一般使用冷加工處理的沃斯田鐵因硬度不夠，所製成的自攻螺絲是無法通過抗拉伸的測試，因其鐵相質軟的特性在貫穿鋼板後的自攻螺絲變形損壞率極高。

本發明為改善沃斯田鐵的特性，在自攻螺絲加工過程的螺牙與鑽尾的輾壓、加壓均為以二次加壓成型的步驟，在螺牙成型時由三段漸次輾壓螺牙紋角度成型，僅以一道次即可有分三段成型牙紋角度的加工方法，這種加工方法相當於傳統將螺牙分二次重複軋壓的效果，加工過程中軋壓道次緊須一道次；加工方法為使用單一軋壓螺紋模具，在模具上設有三區段角度變化的螺牙槽，包括有第一區段為進入端，將螺絲胚體輾壓粗螺牙，其螺牙角度由大到小漸縮，由68度角到65度角， 繼續移動本體至第二區段為中間休息區，螺牙槽角度均為65度角所以螺牙沒有軋壓的壓力，最後進入第三區段為成型完成區，再由65度角開始軋牙到60度角的螺牙後即成型，經由這三個區段的螺牙成型步驟，自攻螺絲螺牙等於經過兩次的重複壓螺牙形體，此時螺牙的鋼性加強，硬度亦較未成型前增加，可達成貫穿高硬度鋼板的功能。

其加工原理在於藉由將沃斯田鐵以兩次軋壓成型的方式，彷彿經過二次敲打將使其金屬分子變形同時晶粒產生滑動，因晶粒滑動後產生差排現象，致使應力產生並集中於加工處變硬；如同螺牙成型方法一樣，鑽尾成型步驟，亦為分二次加壓成型，使鑽尾以第一次粗胚模具先加壓成鑽尾粗胚，再放入第二具成型鑽尾模具，進行第二次完成型加壓，即可增加鑽尾的硬度。

為了充分瞭解本發明，以下將列舉較佳實例並配合附圖式作詳細說明，茲再配合本發明較佳實施例之圖式進一步說明如后，以期能使熟悉本發明相關技術之人士，得依本說明書之陳述據以實施，且其並非用以限定本發明之技術範圍。

敬請配合參閱如第一、二圖所示，本發明自攻螺絲加工方法為：A.裁斷鋼線為所須之線棒21； B.將線棒21放入螺絲胚型模具壓成螺絲胚體22，使其具有桿體221與螺頭222；C.鑽尾23加壓成型：將以螺絲胚體22置入第一鑽尾粗胚模具中，壓出螺絲之鑽尾粗胚23’，並於成型後再重新放入第二鑽尾成型模具中，再進行第二次的鑽尾23加壓成型步驟，即為自攻螺絲完成品；D.螺絲螺牙223成型：將螺絲胚體22放入軋壓螺牙223的機具，螺絲胚體22分送至螺牙223模具處，該螺牙223成型模具，如第三圖所示，在軋壓機具上以兩具相同的模具以齒槽面相對應定位置放於機具上，兩模具作動以線性執行螺紋軋滾加工，將螺絲料體之螺桿部進入兩模具之間，以軋壓進行滾動成型運動，模具於機具上操作時，一為固定式模，一為可動模，將可動模以相對進行線性位移，隨著這個位移運動，螺絲胚體22之桿體221於模具第一區段A之進入端開槽開始進入軋壓，進行第一次螺牙223軋壓，所述模具的第一區段A牙槽A1由最大至最小的牙槽，由68度的角度到65度角的牙槽，可將螺絲胚體22軋壓出65度角的粗螺牙223’，繼續往同一模具第二區段B中間休息區段前進，第二區段B之牙槽B1上開口為平行因此夾角角度均為65度，牙槽B1與第三區段C牙槽C1相接處牙槽角度夾角65度開始繼續進入第三區段C，開始第二次軋壓粗螺牙223’角度成型，由65度角度的牙槽B1 到60度角的牙槽C1，螺絲螺牙223最後成型為自攻螺絲成品，經由這三個區段的螺牙223成型步驟，自攻螺絲等於經過兩次的重複軋壓螺牙223形體，此時螺牙223硬度已高於未加工前的螺絲胚體22硬度；E.清洗磨光處理：將成型後的自攻螺絲放入清洗滾槽中，以震動滾動的方式，讓自攻螺絲彼此互相碰撞磨擦將螺絲表面的污漬鐵渣磨除，以達到清洗磨光的效果。

此時螺牙223與鑽尾23均已經過二次壓力成型，自攻螺絲的鋼性加強，硬度亦較未加工成型前增加，可達成貫穿高硬度鋼板的功能。

本發明以一道次加工螺牙223成型，縮減軋壓分次加工工序，僅需單一道次即可產生相當於傳統軋壓2道次，在縮減製程上具有低道次、降低設備成本、縮短生產時程等優點，可加工製造出高硬度的螺牙223螺絲。

繼續，如第四圖所示，為本發明加工自攻螺絲的螺牙223使用之模具牙槽區段示意局部放大圖，為降低軋壓的摩擦因子而使鋼材產生負荷，在軋壓過程中螺牙模具設有休息區第二區段B，以使鋼材分子得到短暫休息，降低應力與應變的變化，螺牙223模具的第一區段A的牙槽A1上開口d寬度大於第三區段C的牙槽C1上開口e寬度，且第一區段A的牙槽A1角度夾角也大於第三區段C的牙槽C1夾角，進且，第一區段A的 牙槽A1深度大於第三區段C的牙槽C1。

以上，由一道次壓延加工製程可達到二次軋壓的加工效果，實具有進步性。

另，在上述軋壓螺牙223的方法中，亦可分為二道次加工方法，也就是將螺絲本體先由第一具粗螺牙223’角度(68度角牙槽到65度角)的模具，先進行軋壓出粗螺牙223’，再置入另一成型螺牙的模具(65度角到60度角的牙槽)中進行第二次加工軋壓成型，也可以達到上述的鋼性硬度增加的效果，但在加工中螺牙223的成型較易有瑕疵品的產生，因此以上述的實施方法是為最佳的加工方法。

本發明藉由加工方法的改良，改變渥斯田鐵的鐵相質軟特性，以二次加壓成型的加工方法，增加其鋼相的強度與硬度，在進行一次軋壓成型時硬度約為HV400°，再進行第二次軋壓成型後，硬度則增壓到約HV500°以上，已可達到穿透硬度為HRB65~90°的鋼板，在實驗中自攻螺絲貫穿鐵板後損壞變形度約為百分之十以下，已可符合拉伸的強度測試；並且本發明的加工方法環保節能，加工過程中可保留沃斯田鐵系的料性，於回收再利用不會影響廢料的品位，廢料收購的高度再利用已經確立，所以即使回收再利用也不會有破壞環境汙染的可能。

綜上所陳，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做之均等 變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

21‧‧‧線棒

22‧‧‧螺絲胚體

221‧‧‧桿體

222‧‧‧螺頭

223‧‧‧螺牙

223’‧‧‧粗螺牙

23‧‧‧鑽尾

23’‧‧‧鑽尾粗胚

A‧‧‧第一區段

A1‧‧‧牙槽

B‧‧‧第二區段

B1‧‧‧牙槽

C‧‧‧第三區段

C1‧‧‧牙槽

d‧‧‧上開口

e‧‧‧上開口

第一圖：本發明加工方法流程圖。

第二圖：本發明加工自攻螺絲的成型順序圖。

第三圖：本發明加工自攻螺絲的螺牙使用的模具牙槽區段示意圖。

第四圖：本發明加工自攻螺絲的螺牙使用的模具牙槽區段示意局部放大圖。

Claims (2)

1. 一種自攻螺絲加工方法，係指以沃斯田鐵為材料加工為自攻螺絲的成型方法：A.鑽尾的成型，將螺絲胚體置入第一鑽尾粗胚模具中，壓成自攻螺絲，並於成型後再重新放入第二鑽尾成型模具中，再進行第二次鑽尾加壓成型步驟，即為自攻螺絲完成品；B.螺絲螺牙的成型，以一道次即可有分二次軋壓成型牙紋角度的加工，加工過程中以一道次序進行二次角度漸次縮小的軋壓螺牙成型。
2. 一種自攻螺絲加工方法，其加工方法為：A.裁斷鋼線成為所須之鋼段；B.將鋼段放入模具壓成螺絲主體；C.鑽尾加壓成型：將螺絲置入第一次鑽尾粗胚模具中，壓成自攻螺絲，並於成型後再重新放入另一個鑽尾成型模具中，再進行第二次的鑽尾加壓成型步驟，即為自攻螺絲完成品；D.螺絲螺牙成型：將螺絲主體放入軋壓螺牙的機具，螺絲主體分送至螺牙模具處，螺絲主體由模具第一區段進行第一次螺牙軋壓成型角度，將螺絲主體軋壓出粗螺牙角度，繼續往同一模具第二區段中間區前進休息，進入第二區段不軋壓螺牙縮小角度，而是讓螺牙得到短暫的應力休息，繼續進入第三區段，開始第二次軋壓螺牙角度縮小成型，最後螺絲螺牙成型完成。