專(zhuān)利名稱(chēng)：鉚釘螺母的制造工藝和通過(guò)此工藝獲得的鉚釘螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括有至少下面各相繼步驟的鉚釘螺母的制造過(guò)程毛坯金屬鑄件通過(guò)冷鐓鍛被切割并且被變形以形成至少包括有凹進(jìn)部分的毛坯件，通過(guò)冷鐓鍛形成與凹進(jìn)部分相鄰的孔，在孔中在孔中內(nèi)螺紋。
本發(fā)明還涉及通過(guò)此制造過(guò)程獲得的鉚釘螺母。
背景技術(shù)：
鉚釘螺母包括有足夠塑性和韌性的凹進(jìn)部分以便在螺母被安裝在一緊固元件時(shí)被對(duì)稱(chēng)變形和一有足夠強(qiáng)度的攻絲區(qū)以便能承受螺釘所施加的負(fù)載而沒(méi)有被變形，螺釘被旋入到螺母的錐形區(qū)中以將一元件固定在緊固元件上。
眾所周知通過(guò)退火進(jìn)行熱處理以使凹進(jìn)部分比鉚釘螺母的其它部分更有塑性和韌性。因此文獻(xiàn)WO 02/38329公示了一種制造鉚釘螺母的工藝，其在螺母適合的部分上執(zhí)行局部退火以改善它在配裝過(guò)程中的變形。此文獻(xiàn)也提及了通過(guò)連續(xù)冷成形獲得鉚釘螺母形狀和在形成內(nèi)螺紋之前執(zhí)行退火的可能性(圖1)。在退火后進(jìn)行內(nèi)螺紋加工操作可使螺紋區(qū)通過(guò)冷加工作用局部地硬化?？墒沁@些鉚釘螺母的螺紋對(duì)于例如車(chē)輛結(jié)構(gòu)中或汽車(chē)中的安全元件等應(yīng)用場(chǎng)合不具有足夠的耐用性。它們實(shí)際上與ISO898-1標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的某類(lèi)螺釘不兼容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是實(shí)現(xiàn)一種包括能夠在保持塑性和韌性凹進(jìn)部分的同時(shí)承受高載荷而不變會(huì)變形的攻絲區(qū)的鉚釘螺母。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)毛坯在凹進(jìn)部分的形成和孔的形成之間經(jīng)歷退火熱處理而達(dá)到的。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)展，毛坯通過(guò)沖壓然后擠壓而成形的。
根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，孔是通過(guò)擠壓形成的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，內(nèi)螺紋是通過(guò)擠壓材料進(jìn)行攻絲形成的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)上述制造工藝獲得一包括有攻絲區(qū)和凹進(jìn)部分的鉚釘螺母，凹進(jìn)部分的維氏硬度與攻絲區(qū)的維氏硬度的比值基本上介于0.4與0.7之間。


通過(guò)對(duì)本發(fā)明一特定實(shí)施例所作的非限制性的描述以及附圖中所示出的，本發(fā)明其它的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)會(huì)變得更顯而易見(jiàn)。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鉚釘螺母的制造工藝的示意性圖示；圖2是根據(jù)本發(fā)明的鉚釘螺母的制造工藝的示意性圖示；圖3至圖6示出了根據(jù)圖2的制造工藝的不同步驟的截面圖；圖7示出經(jīng)由本發(fā)明的制造工藝所獲得的鉚釘螺母的局部截面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的鉚釘螺母固定在一緊固元件上時(shí)的局部截面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，鉚釘螺母的制造工藝，優(yōu)選地是對(duì)于埋頭鉚釘螺母(countersunk clinch nut)，包括通過(guò)冷鐓鍛在毛坯金屬鑄件1中，例如一圓形線材，形成一凹進(jìn)部分3，冷鐓鍛以獲得一毛坯件或一半成品坯料。然后毛壞件冷鐓鍛經(jīng)過(guò)退火熱處理，繼之以冷鐓鍛操作以形成一可具有內(nèi)部螺紋10的孔8。優(yōu)選地，通過(guò)從毛壞件的孔8鐓鍛材料(upsetting materia1)經(jīng)由攻絲獲得內(nèi)部螺紋10。在如圖2所示的制造工藝中，冷鐓鍛操作是不連續(xù)的，在孔形成之前以及在凹進(jìn)部分形成之后進(jìn)行退火，而圖1中所代表的制造工藝在于在同一連續(xù)冷鐓鍛操作中獲得凹進(jìn)部分和孔。
根據(jù)圖3至圖6中所示的一優(yōu)選實(shí)施例，毛坯鑄件1為具有對(duì)稱(chēng)軸A1的圓柱形(圖3)，并且它優(yōu)選地由鋼，不銹鋼，鋁或黃銅制成。在冷鐓鍛機(jī)床上通過(guò)冷鐓鍛，在幾個(gè)相繼步驟中加工及變形毛坯鑄件1以使之形成凹進(jìn)部分3。冷鐓鍛就是一種操作可使毛壞鑄件冷變形或“半熱”變形，不象熱變形，毛壞件被加熱以經(jīng)歷一中間粘滯狀態(tài)(在金屬熔點(diǎn)之前所處的狀態(tài))以使其具有更好的延展性而使之形變。不銹鋼毛壞鑄件從而經(jīng)歷一半熱鐓鍛操作。
出于舉例的目的，在冷鐓鍛操作過(guò)程中，一沖壓步驟緊接著一擠壓步驟能使一毛壞件2在其上部具有一凹進(jìn)部分3和在毛坯件2上部末端開(kāi)口向外的腔體4(圖4)。通過(guò)變形毛坯鑄件，一向外凸出的圓周邊緣形成在毛坯件2的頂端。這個(gè)圓周邊緣然后被調(diào)整以形成鉚釘螺母的頭部5。在圖4中，鉚釘螺母的頭部5在形成凹進(jìn)部分3的冷鐓鍛操作過(guò)程中形成。頭部5的形狀可以被壓平，變細(xì)，碾磨，被減少或任何其它形狀。
作為冷鐓鍛的結(jié)果是通過(guò)冷加工作用硬化凹進(jìn)部分3，毛坯2經(jīng)過(guò)退火熱處理能使凹進(jìn)部分變得有塑性和韌性。在鉚釘螺母被使用時(shí)，凹進(jìn)部分3在經(jīng)由裝配工具所施加的軸向力的作用下可以被對(duì)稱(chēng)地變形。凹進(jìn)部分3被變形成為一卷邊6，此卷邊可以保持鉚釘螺母的頭部5緊靠著可由金屬或塑料材料所構(gòu)成的緊固元件7(圖8)。例如，在溫度大約為800℃的爐中對(duì)鋼鉚釘螺母進(jìn)行退火熱處理。
一旦毛坯件2被冷卻，它可以被放回到可能是一冷鐓鍛機(jī)床的精加工機(jī)床上，以便通過(guò)冷鐓鍛形成鄰接凹進(jìn)部分3并且在毛坯件2的底部同軸心延伸腔體4的孔8。通過(guò)冷加工作用有局部硬化孔8的作用。孔8和凹進(jìn)部分3形成鉚釘螺母的柄。孔8優(yōu)選地通過(guò)擠壓然后通過(guò)鉆削螺母柄的底部而獲得(如圖6)以便形成一開(kāi)口的柄。在圖5和圖6中，柄的自由端包括有與螺母的對(duì)稱(chēng)軸A1呈約15度的一錐形斜面9。柄可以是閉塞的并且在這種情況下不進(jìn)行鉆削操作。
通過(guò)從鉚釘螺母的孔8鐓粗材料進(jìn)行攻絲，內(nèi)部螺紋10被形成。內(nèi)部螺紋10的形成能使孔8通過(guò)冷加工作用被局部硬化，而保留凹進(jìn)部分3的塑性和韌性。然后所形成的鉚釘螺母(圖7)可以進(jìn)行表面處理，優(yōu)選地是防腐處理。
通過(guò)這種工藝獲得的一鉚釘螺母包括一由孔8和內(nèi)部螺紋10形成的攻絲區(qū)，具有比凹進(jìn)部分3的硬度大很多的硬度。螺母凹進(jìn)部分3的維式硬度與攻絲區(qū)的維式硬度的比值從而基本上介于0.4至0.75之間。攻絲區(qū)的硬度是凹進(jìn)部分3的硬度1.33至2.5倍，此比值根據(jù)所獲得螺母的組成和類(lèi)型變化。
出于比較的目的，對(duì)符合IS0898-2標(biāo)準(zhǔn)的由標(biāo)準(zhǔn)鋼制成的、根據(jù)圖1中所示的工藝和根據(jù)本發(fā)明的工藝(圖2)制成的M6型螺母進(jìn)行硬度測(cè)試。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所制造的螺母的情況下，凹進(jìn)部分3的維式硬度與攻絲區(qū)的維式硬度的平均比值大致是0.8，而根據(jù)本發(fā)明制成的螺母該平均比值大致是0.55。同樣地，對(duì)M6類(lèi)型的鋁制螺母而言，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)工藝的硬度比值是0.95而根據(jù)本發(fā)明的工藝是0.72。
對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和圖2所述的本發(fā)明的工藝制造的M8和M10型鋼制螺母也進(jìn)行了硬度測(cè)試。對(duì)于M8類(lèi)型的螺母而言，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)工藝，凹進(jìn)部分3的硬度與攻絲區(qū)的硬度的平均比值是0.8，而對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的工藝來(lái)說(shuō)是0.5。對(duì)于M10類(lèi)型的螺母而言，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)工藝，凹進(jìn)部分3的硬度與攻絲區(qū)的硬度的平均比值是0.72，而對(duì)根據(jù)本發(fā)明的工藝來(lái)說(shuō)是0.53。對(duì)于M12類(lèi)型的螺母而言，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)工藝，凹進(jìn)部分3的硬度與攻絲區(qū)的硬度的平均比值是0.97，而對(duì)根據(jù)本發(fā)明的工藝來(lái)說(shuō)是0.59。對(duì)于不同類(lèi)型的螺母來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明獲得的鉚釘螺母的攻絲區(qū)與螺母凹進(jìn)部分相比在硬度上的增加比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所獲得的鉚釘螺母的要大。
因此通過(guò)上述工藝所獲得的鉚釘螺母可以與高質(zhì)量的螺釘一起使用。通過(guò)這種工藝獲得的鋼制鉚釘螺母至少可與依據(jù)ISO 898-1標(biāo)準(zhǔn)的10.9螺釘相兼容，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工藝獲得的鋼制鉚釘螺母只可與8.8螺釘相兼容。同樣地，根據(jù)本發(fā)明的工藝所獲得的鋁質(zhì)和銅質(zhì)的螺釘至少分別可與根據(jù)ISO 898-1標(biāo)準(zhǔn)的6.8和8.8螺釘相兼容，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工藝所獲得的鋁質(zhì)和銅質(zhì)的螺釘與低等級(jí)的螺釘相兼容，特別是與4.8和6.8螺釘相兼容。
本發(fā)明并不受上述實(shí)施例的限制。作為例子，鉚釘螺母的頭部5可以在孔8形成的過(guò)程中形成，而不是在凹進(jìn)部分3形成的過(guò)程中形成。鉚釘螺母的柄可以是任何類(lèi)型，特別是圓柱形的、平滑的或有凸邊的或是多邊形的截面。
權(quán)利要求
1.一種鉚釘螺母的制造工藝，包括至少下列的相繼步驟毛坯金屬鑄件(1)通過(guò)冷鐓鍛予以加工和變形以形成至少包括有凹進(jìn)部分(3)的毛坯件(2)，通過(guò)冷鐓鍛形成一與凹進(jìn)部分(3)相鄰的孔(8)，在孔(8)中形成內(nèi)螺紋(10)，其特征在于，毛坯件(2)在形成凹進(jìn)部分(3)和形成孔(8)之間經(jīng)受退火熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，毛坯件(2)通過(guò)沖壓再通過(guò)擠壓而獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的工藝，其特征在于，孔(8)通過(guò)擠壓而形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于，對(duì)孔(8)的底部進(jìn)行鉆削。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，內(nèi)螺紋(10)是通過(guò)材料鐓鍛攻絲而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，鉚釘螺母的頭部(5)在毛坯件(2)的形成過(guò)程中形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，鉚釘螺母的頭部(5)在孔(8)的形成過(guò)程中形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，表面處理是在內(nèi)螺紋(10)形成之后進(jìn)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其特征在于，表面處理是一種防腐處理。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)的制造工藝獲得的鉚釘螺母，其特征在于，它包括一凹進(jìn)部分(3)和一攻絲區(qū)，凹進(jìn)部分的維式硬度與攻絲區(qū)的維式硬度的比值基本上介于0.4與0.75之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鉚釘螺母，其特征在于，制造鉚釘螺的材料選自鋼、不銹鋼、鋁或黃銅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉚釘螺母的制造工藝，此工藝包括通過(guò)冷鐓鍛在毛坯鍛件(1)中形成的凹進(jìn)部分(3)獲得一毛坯件。毛坯件在冷鐓鍛操作后經(jīng)歷退火熱處理使孔(8)的形成包括有內(nèi)螺紋(10)。內(nèi)螺紋(10)優(yōu)選地是從螺母的孔8經(jīng)由鐓鍛攻絲而獲得的。
文檔編號(hào)B21K1/00GK1532009SQ20041003173
公開(kāi)日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者帕特里克·布龍, 帕特里克 布龍 申請(qǐng)人:博爾霍夫·奧塔陸股份有限公司, 博爾霍夫 奧塔陸股份有限公司