TW201501833A - 沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法 - Google Patents

Abstract

一種沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，發明步驟至少包含螺頭成型、切削刃成型與螺牙成型步驟，由於自攻螺絲一般使用於建築板材結合用螺絲，因此須要有較佳的強度與硬度，並且須要長期抗鏽蝕，為此使用不銹鋼材之沃斯田鐵系為主要材料，在全程使用冷軋製造技術，為加強其軔性強度與硬度，以及為避免其鋼材變性，為此應用多道漸次成型的加工方法，因此，本發明可以有效提升自攻螺絲的切削刃硬度，而本發明牙型加工步驟讓產品牙型精準度提昇，且讓牙型軔性加強，有效降低模具的損耗率；故本發明確實是一種鑽攻性高的自攻螺絲加工方法。

Description

沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法

本發明係提供一種沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，其能有效提高自攻螺絲的硬度與軔性強度。

如專利號：第I320342號「沃斯鐵300系列為材料之加工扣件超高強度冷锻工法」，其為：一種沃斯田鐵300系列為材料之扣件超高強度冷鍛工法，其依序包含有：「一備料步驟，其先行備具有一沃斯田鐵300系列之胚料，且該胚料先行經過冷鍛作業，以使該胚料外徑縮小15%以上且形成一桿體，且成型後之該桿體外徑等同於欲加工時所需之外徑，此時該桿體承受強度至少增加原胚料數值之1/2以上；一頭部成型步驟，將前述該桿體經成型作業後，而形成出一較大外徑之頭部；一尾部成型步驟，其將該桿體相反該頭部之一端予以衝壓作業而形成有一鑽鎖部；及一牙紋成型步驟，針對該桿體之頭部與鑽鎖部間之區段進行滾軋，以成型出複數牙紋，即完成該扣件製造。」。

按，由於自攻螺絲乃是主要用於建築板材之結合用專業螺絲，傳統建材以木材居多，近年又有使用塑料板材、鐵板材等，由於現代對建築物的強度要求越來越高，因此現在多使用鋼板材為建築板材，而且對板材厚度與硬度要求也相對升級，有鑑於傳統工法的自攻螺絲之強度與硬度，已經無法達到現代建築工法的要求，因此而有上述的超高強度冷锻工法產生，然而上述的加工法仍然是無法達成技術產業的最大極限要求，由此在相關產業中都在積極研發可以有效改善自攻螺絲強度與硬度的技術發明；特別是在加工成本的部份，其造成最大損耗的是加工過程中使用的模具，故將生產技術中模具損耗率降低，並能製造出高強度與高硬度的自攻螺絲，乃為本發明者主要改進的目的。

值得一提的是，上述加工製作方法的加工過程在成型步驟上過於簡易，換句話說，在每一道成型步驟都為一次冷加工成型，如上述： 「一頭部成型步驟，將前述該桿體經成型作業後，而形成出一較大外徑之頭部；一尾部成型步驟，其將該桿體相反該頭部之一端予以衝壓作業而形成有一鑽鎖部；及一牙紋成型步驟，針對該桿體之頭部與鑽鎖部間之區段進行滾軋，以成型出複數牙紋，即完成該扣件製造。」，因此，使用這種一次成型的方法會使得加工模具損耗率提高，而且所製成的自攻螺斯強度與硬度也仍然不足以達到現代建築界的要求。

本發明將每一部位的加工步驟增加，正確的說法就是每一部位的成型步驟為一次以上，由於世界上使用量最多的不銹鋼是SUS304，也就是沃斯田鐵300系列，其成型加工方式以冷鍛加工法為主，本發明利用閉模鍛造與開模鍛造，加工成型中使用多付模具來成型自攻螺絲，由於在常溫下金屬以高壓成型使其產生滑動，因此須要有退火的程序，本發明為減少退火的程序，在自攻螺絲每個部份構件的成型乃將其分次漸次的加壓成型，其加工步驟為：第一步驟為粗胚進料，使用閉模鍛造進入第二步驟為第一次沖壓為橢圓柱形的第一型螺頭與初型桿身，第三步驟為再進行第二次沖壓為六角柱形的第二型螺頭，第四步驟為繼續進行第三次沖壓為完成型六角螺頭，第五步驟以公母模具進行合模擠壓出粗型切削刃，第六步驟為再擠壓為完成型切削刃，進入第七步驟以輥壓成型出粗型螺牙，第八步驟再次輥壓出精細螺牙，即為加工完成之初階成品；以上的初階成品在經由必要的防鏽與洗白過程後，即為自攻螺絲的完成品。

A1‧‧‧粗胚

A2‧‧‧第一初型

A3‧‧‧第二初型

A4‧‧‧第三初型

A5‧‧‧第四初型

A6‧‧‧自攻螺絲粗體

A7‧‧‧自攻螺絲體

A8‧‧‧自攻螺絲

22‧‧‧初型桿身

221‧‧‧完型桿身

23‧‧‧第一型螺頭

231‧‧‧第二型螺頭

232‧‧‧六角螺頭

24‧‧‧粗型切削刃

241‧‧‧完成型切削刃

24’‧‧‧肉邊

25‧‧‧粗型螺牙

251‧‧‧精細螺牙

第一圖系本發明自攻螺絲的漸次成型示意圖。

第1-1圖系本發明粗型螺牙放大圖。

第1-2圖系本發明精細螺牙放大圖。

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後，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。

有關本案發明為達成上述目的，所採用之高度技術思想與手段，茲列舉一較佳可實施例並配合圖式詳細說明如後，相信本案發明之目的、特徵及其他優點，當可由之得一深入而具體之瞭解。

本發明係一種沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，乃利用多模且漸次成型之加工方法為其特徵，敬請配合參閱第一圖所示的步驟圖；其包括有以下關鍵步驟：a.第一步驟為粗胚A1輸入沖壓機具中；b.第二步驟將粗胚A1由沖壓機具的夾具夾持住，將粗胚A1的一端往一預置的第一開模模具中進行第一次沖壓，使其成為第一型螺頭23與初型桿身22，所成型之第一型螺頭23形狀為橢圓柱狀，此時成型為第一初型A2，再送至第二道開模模具加壓；c.第三步驟將第一初型A2以夾具夾持住初型桿身22，將第一型螺頭23往預置的第二開模模具中進行第二次沖壓，使其沖壓為第二型螺頭231，該第二型螺頭231的形狀為六角柱狀，該初型桿身22則維持不變，此時為第二初型A3，繼續轉至第三道開模模具沖壓；d.第四步驟將第二初型A3以夾具夾持住初型桿身22，再將第二型螺頭231往預置的第三開模模具中進行第三次沖壓，使其沖壓為完成型的六角螺頭232，此時為第三初型A4，繼續轉至第一道合模模具擠壓；e.第五步驟將第三初型A4置入第一道合模模具擠壓出粗型切削刃24，該初型桿身22維持不變，該粗型切削刃24具有刃部與肉邊 24’，此時為第四初型A5，繼續轉至第二道合模模具加壓；f.第六步驟將第四初型A5，置入第二道合模模具並同時去切除肉邊24’成型為完成型切削刃241，此時為為自攻螺絲粗體A6，繼續送至對稱的雙開模模具；g.第七步驟將自攻螺絲粗體A6輸入對稱的第一雙開模模具，以輥壓移動法進行粗體攻牙使粗型螺牙25成型，且初型桿身22也同時縮小直徑成為完型桿身221，此時為自攻螺絲體A7；h.第八步驟將自攻螺絲體A7再次輸入第二雙開模模具，以輥壓移動法對自攻螺絲體A7之粗型螺牙25進行第二次輾壓攻牙，再次輾壓後粗型螺牙25即成為精細螺牙251，此時即為完成型之自攻螺絲A8；i.最後將自攻螺絲A8進行防銹處理與洗白過程，即為自攻螺絲完成品。

藉由上述之方法步驟特徵，與其步驟順序位置之巧妙安排，再配合下述各構件間之交互動作原理，乃能達成本發明前揭之基本目的。

特別說明的是，上述之開模模具是指單一開放放形模具，換句話說，模具並無公模與母模，而是為一開放式的開口模具，其適用於沖壓成型製法，加工方法為將加工物以機械臂夾具夾持住一端，再由機械臂夾具將加工物往預設的開模模具端進行沖撞，藉此將加工物的一端成型的方法；而所述的合模模具是指具有公模與母模，將加工物要成型的一端置入母模成型凹槽中，在以高壓機具將公模與母模緊密結合，藉由擠壓將加工物成型；又，所述的雙開模模具是指兩對稱公、母模型的模具，以對稱置放於成型機具中，對稱的公、母模具是呈現不閉合的狀態，母模與公模相對面向的模槽是以平行對稱置放，且母模與公模相對面模槽是有一開放路徑的保留距離，成型時將被加工物輸入母模與公模的開放路徑之間，此時母模是呈不動的固定狀態，而公模卻是會以縱向平行往前移位，藉此行徑作動模式將被加工物以輥壓的方式，輾壓出精細螺牙251的形狀。

值得一提的是，本發明步驟實施如第一圖所示：第二步驟 到時第四步驟的螺頭成型可看出，該第一型螺頭23至完成型之六角螺頭232的狀態是漸次加壓成型，藉由這個步驟可以降低第一型螺頭23加壓成型所產生的溫度，並且同時達到使六角螺頭232的硬度增加的冷鍛程序特徵；以及同上所述，在第五步驟到第六步驟的粗型切削刃24至完成型切削刃241之過程也是使用漸次成型的方法，將初型桿身22的端部先進行加壓出粗型切削刃24，這時粗型切削刃24經加壓後是具有肉邊24’，因此，在第七步驟中再次的加壓粗型切削刃24並同時去除肉邊24’，以形成了完成型切削刃241，如此一來該完成型切削刃241具有較高的軔性與強度，並且也將其刃部形狀更精準且鋒利的製造出來，不須要再進行另外切削加工；再來，在第七步驟到第八步驟攻牙成型步驟，於第六步驟所成型的粗型螺牙25其為角度較大的粗牙，如第1-1圖之螺牙放大圖所示，由圖面可看到粗型螺牙25的牙鋒為平形，而在進入第八步驟進行再次的輾壓粗型螺牙25後，如第1-2圖之螺牙放大圖所示，由圖面可以看出精細螺牙251的角度變小且牙鋒也已成為銳利的尖角狀。

此外，由於本發明所採用的加工方法由第一步驟到第四步 驟開模模具成型是使用了沖壓模鍛技術，而在第五步驟到第六步驟使用了合模模鍛技術，繼續到第七步驟至第八步驟過程的開模模具成型則是使用了輥鍛技術，藉由多個模具且漸次的壓縮成型，可以避免金屬因連續的滑動變形而產稱高熱，也因此可以減少冷鍛的退火程序，並同時將沃斯田鐵300系列的金屬晶粒流向最佳化，且加工後金屬強度增加，使材質均勻化以及表面品質佳，因此，本發明加工方法所製造的自攻螺絲具有鑽攻力高與高應力的特性。

綜上所述，本案發明加工方法可以有效降低模具的損耗 率，這是因為模具在加壓金屬材的過程中，以較低的壓縮比例來壓縮金屬材料，所以模具就不會承受金屬材料因被壓縮所反饋的壓力，而本發明加工步驟雖然增加，但卻降低冷鍛過中讓金屬過熱而須要退火的程序，相對的也是減少了加工程序，卻由多模且是漸次的模鍛成型，使產品之刃部與牙型精準度提昇；所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑， 除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

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。

A1‧‧‧粗胚

A2‧‧‧第一初型

A3‧‧‧第二初型

A4‧‧‧第三初型

A5‧‧‧第四初型

A6‧‧‧自攻螺絲粗體

A7‧‧‧自攻螺絲體

A8‧‧‧自攻螺絲

22‧‧‧初型桿身

221‧‧‧完型桿身

23‧‧‧第一型螺頭

231‧‧‧第二型螺頭

232‧‧‧六角螺頭

24‧‧‧粗型切削刃

241‧‧‧完成型切削刃

24’‧‧‧肉邊

25‧‧‧粗型螺牙

251‧‧‧精細螺牙

Claims (3)

1. 一種沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，使用不銹鋼材之沃斯田鐵系為主要材料，在全程使用冷軋製造技術，應用多道漸次成型的加工方法，步驟為：a.第一步驟為粗胚輸入沖壓機具中；b.第二步驟將粗胚由沖壓機具的夾具夾持住，將粗胚的一端往一預置的第一開模模具中進行第一次沖壓，使其成為第一型螺頭與初型桿身，所成型之第一型螺頭形狀為橢圓柱狀，此時成型為第一初型，再送至第二道開模模具加壓；c.第三步驟將第一初型以夾具夾持住初型桿身，將第一型螺頭往預置的第二開模模具中進行第二次沖壓，使其沖壓為第二型螺頭，該第二型螺頭的形狀為六角柱狀，該初型桿身則維持不變，此時為第二初型，繼續轉至第三道開模模具沖壓；d.第四步驟將第二初型以夾具夾持住初型桿身，再將第二型螺頭往預置的第三開模模具中進行第三次沖壓，使其沖壓為完成型的六角螺頭，此時為第三初型，繼續轉至第一道合模模具擠壓；e.第五步驟將第三初型置入第一道合模模具擠壓出粗型切削刃，該初型桿身維持不變，該粗型切削刃具有刃部與肉邊，此時為第四初型，繼續轉至第二道合模模具加壓；f.第六步驟將第四初型，置入第二道合模模具並同時去切除肉邊成型為完成型切削刃，此時為為自攻螺絲粗體，繼續送至對稱的雙開模模具；g.第七步驟將自攻螺絲粗體輸入對稱的第一雙開模模具，以輥壓移動法進行粗體攻牙使粗型螺牙成型，且相對的初型桿身縮小直徑成為完型桿身，此時為自攻螺絲體； h.第八步驟將自攻螺絲體再次輸入第二雙開模模具，以輥壓移動法對自攻螺絲體之粗型螺牙進行二次輾壓攻牙，再次輾壓後粗型螺牙成為精細螺牙，此時即為完成型之自攻螺絲。
2. 如申請專利範圍第1項所述之沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，其中，該自攻螺絲初階完成品在進行洗白與拋光後即為自攻螺絲完成品。
3. 如申請專利範圍第1項所述之沃斯田鐵系自攻螺絲的加工方法，其中，第二步驟到第四步驟使用開模模具沖壓成型；以及第五步驟到第六步驟使用了合模模具擠壓成型；而第七步驟到第八步驟使用對稱雙模具輥壓成型。