TWI552815B - Screw thread forming method - Google Patents

Description

螺絲的螺牙成型方法

本發明是有關於一種工件之製造方法，特別是指一種螺絲的螺牙成型方法。

參閱圖1與圖2，現有螺絲的製造方法，是將一以鈦或鈦合金材質製成的母材10鍛造成出一螺頭11，及一連接於該螺頭11上的螺桿12，再藉由一牙板機(圖未示)將該螺桿12搓牙壓出一所需的螺牙13，而獲得一螺絲14。但該螺桿12在搓牙的過程中，該牙板機是直接快速強力地搓壓該螺桿12，且在搓壓過程中會因快速摩擦使該螺桿12持續升溫，進而使得成型出的該螺牙13上有細微的裂痕等表面瑕疵，嚴重時可能導致變形。該螺牙13的細微裂痕對於飛機、其它航空工具或是潛水艇等高精密產品，在空中或水中高壓的環境下可能會導致該螺絲14鬆脫或破裂，有安全上的疑慮。

因此，本發明之目的，即在提供一種提高生產良率的螺絲的螺牙成型方法。

於是，本發明螺絲的螺牙成型方法，包含一備置步驟、一表面加工步驟、一浸泡步驟，及一搓牙步驟。

該備置步驟中，準備一已鍛造出雛型的初胚，及一用以將該初胚搓牙出一所需螺牙的牙板機具。該初胚包括一螺頭，及一由該螺頭往遠離該螺頭之方向延伸之螺桿，該初胚的材質是由鈦及鈦合金中擇一。

該表面加工步驟中，利用車削方式將該初胚之螺桿車削出所需的桿徑以及表面粗度處理。

該浸泡步驟中，將車削後的該初胚浸泡於油性液體中且浸泡時間介於30到60分鐘，其油性液體的溫度介於攝氏25到350度。

該搓牙步驟中，將浸泡後且具有一第一溫度的該初胚送入該牙板機具之一搓牙板進行搓牙，且該初胚在搓牙過程中具有一第二溫度，並控制該第二溫度與該第一溫度的溫差不大於攝氏100度，最後成型出該螺牙而獲得一螺絲。

本發明之功效在於：藉由該浸泡步驟將該初胚浸泡於油性液體中，使得該初胚表面具有潤滑的效果，便於該搓牙步驟中，該搓牙板將該螺桿搓牙成型出該螺紋，並且避免牙板沾黏於該初胚上。同時於該搓牙步驟中控制該初胚在搓牙過程中上升的溫度，進而改善該螺牙的細微裂痕，提高生產良率。

2‧‧‧備置步驟

21‧‧‧初胚

211‧‧‧螺頭

212‧‧‧螺桿

22‧‧‧螺牙

23‧‧‧螺絲

3‧‧‧表面加工步驟

4‧‧‧浸泡步驟

5‧‧‧搓牙步驟

6‧‧‧冷卻步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明現有之一螺絲的製造方法； 圖2是一金相圖，輔助說明圖1；圖3是一流程圖，說明本發明螺絲之螺牙成型方法的較佳實施例；圖4是一示意圖，輔助說明圖3；及圖5是一金相圖，輔助說明圖4。

參閱圖3，本發明螺絲的螺牙成型方法之較佳實施例，包含一備置步驟2、一表面加工步驟3、一浸泡步驟4、一搓牙步驟5，及一冷卻步驟6。

參閱圖3與圖4，於該備置步驟2中，準備一已鍛造出雛型的初胚21，及一用以將該初胚21搓牙出一所需螺牙22的牙板機具(圖未示)。要說明的是，該牙板機具之結構及使用方式為本領域中具有通常知識者所能理解，不再另外繪示，且以於下的說明中亦不再詳述其細部結構。該初胚21包括一螺頭211，及一由該螺頭211往遠離該螺頭211之方向延伸之螺桿212。該初胚21的材質是由鈦及鈦合金中擇一。於本較佳實施例中，該初胚21為鈦合金材質，其材質硬度高且常用於製作剛性高的工件，其材質比例可選用例如：Ti-6Al-4V、Ti-3Al-2.5V、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo或Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo等，依實際製造需求選用不同材料比例的鈦合金。

接著，於該表面加工步驟3中，利用車削方式將該初胚21之螺桿212車削出所需的桿徑以及表面粗度處 理，並使該螺桿212的表面粗度範圍介於0.8到2μm之間，但不以此為限，於生產時可依不同產品需求而控制表面粗度值。

再來，於該浸泡步驟4中，將車削後的該初胚21放入如：食用油或石油等油性液體中浸泡30到60分鐘，且油性液體的溫度介於攝氏25到350度。於本較佳實施例中，使用的油性液體種類、浸泡溫度與時間不以所揭露者為限，可依生產與製造需求而定。

完成該浸泡步驟4後，取出該初胚21並執行該搓牙步驟5。於該搓牙步驟5中，將浸泡後且具有一第一溫度的該初胚21送入該牙板機具之一搓牙板(圖未示)進行搓牙製程，且該初胚21在搓牙過程中具有一第二溫度，並利用該牙板機具之控制單元控制該第二溫度與該第一溫度的溫差不大於攝氏100度。當該搓牙板將該螺桿212搓牙壓出所需成型的該螺牙22後，即成型出一螺絲23。最後於該冷卻步驟6中，將該螺絲23置放於室溫中自然冷卻即可。

要特別說明的是，於該搓牙步驟5中，是利用該牙板機具之溫度感測器偵測該初胚21在搓牙過程中的第二溫度並傳送至該控制單元，該牙板機具之控制單元於該初胚21在搓牙過程中噴灑油性液體，將該初胚21進行初步降溫，且油性液體具有潤滑的效果。當如果搓牙速度過快，而使該第二溫度仍然持續上升，該控制單元會調降該搓牙板的搓牙速度，而進一步地有效調降並控制該初胚21的第二溫度，避免該搓牙板持續快速搓牙導致該第二溫度 急遽上升。

藉由該浸泡步驟4將該初胚21浸泡於油性液體中，使得該初胚21表面被油性液體包覆，方便於後續該搓牙板搓牙成型出該螺牙22且避免牙板沾黏。再者，於該搓牙步驟5中，透過於該初胚21在搓牙過程中噴灑常溫的油性液體並配合調降該搓牙板的搓牙速度，有效控制該初胚21在搓牙過程中的該第二溫度，而成形出如圖5所示之該螺牙22，避免過度升高，導致該螺牙22成形出如：細微裂痕等表面瑕疵。

綜上所述，本發明螺絲的螺牙成型方法，透過該浸泡步驟4，而避免該螺桿212於後續該搓牙步驟5中造成牙板沾黏之現象，而且利於搓牙成型出該螺牙22。再者，該搓牙步驟5中控制該第二溫度與該第一溫度之溫差，進而改善該螺牙22產生細微裂痕，提高產品良率與使用性，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧備置步驟

3‧‧‧表面加工步驟

4‧‧‧浸泡步驟

5‧‧‧搓牙步驟

6‧‧‧冷卻步驟

Claims (5)

1. 一種螺絲的螺牙成型方法，包含：一備置步驟，準備一已鍛造出雛形的初胚，及一用以將該初胚搓牙出一所需螺牙的牙板機具，該初胚包括一螺頭，及一由該螺頭往遠離該螺頭之方向延伸之螺桿，該初胚的材質是由純鈦及鈦合金中擇一；一表面加工步驟，利用車削方式將該初胚之螺桿車削出所需的桿徑以及表面粗度處理；一浸泡步驟，將車削後的該初胚浸泡於油性液體中且浸泡時間介於30到60分鐘，其油性液體的溫度介於攝氏25到350度；及一搓牙步驟，將浸泡後且具有一第一溫度的該初胚送入該牙板機具之一搓牙板進行搓牙，且該初胚在搓牙過程中具有一第二溫度，並利用該牙板機具之一控制單元調降該搓牙板的搓牙速度，控制該初胚在搓牙過程中的該第二溫度與該第一溫度的溫差不大於攝氏100度，最後成形出該螺牙而獲得一螺絲。
2. 如請求項1所述螺絲的螺牙成型方法，其中，於該搓牙步驟中，利用該初胚在搓牙的過程中噴灑油性液體而控制該初胚在搓牙過程中的溫度。
3. 如請求項1或2所述螺絲的螺牙成型方法，其中，於該表面加工步驟中，該初胚車削後的表面粗度範圍介於0.8到2微米之間。
4. 如請求項1或2所述螺絲的螺牙成型方法，還包含一 接續於該搓牙步驟的冷卻步驟，於該冷卻步驟中，將該螺絲置放於室溫中自然冷卻。
5. 如請求項1或2所述螺絲的螺牙戊型方法，其中，該鈦合金材料的組成是由Ti-6Al-4V、Ti-3Al-2.5V、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo中擇一。