專利名稱：一種前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種螺栓套筒，尤其涉及一種前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒。
背景技術(shù)：
用膨脹螺栓作為混凝土基材或墻壁上的連接構(gòu)件是人們常用的方法。普通膨脹螺栓一般包括螺栓、套筒、平墊圈、彈簧墊圈和螺母。螺栓頭部為圓錐狀，圓錐底部直徑與套筒外徑相當(dāng)，圓錐頂部以及螺栓直桿段的直徑略小于套筒內(nèi)徑。套筒前端具有膨脹片，該膨脹片由若干個周向排列的膨脹片構(gòu)成。將膨脹螺栓安裝到混凝土中時，需要先打孔，然后將螺栓連同套筒一起插入孔中。當(dāng)擰緊螺母的時候，螺母推動套筒壓迫螺栓圓錐頭，套筒前端的膨脹片在螺栓圓錐頭的作用下徑向擴張，對安裝孔壁形成擠壓，通過套筒與孔壁間產(chǎn)生的摩擦力，將螺栓固定在安裝孔內(nèi)。由于膨脹螺栓擴張時要擠壓孔壁，這樣不僅容易對孔周圍 的混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞，而且螺栓的錨固力也很難把握。另外，在負(fù)載振動較大的場合，長時間的振動會造成膨脹螺栓松動，甚至脫落。針對這種情況，人們對膨脹螺栓安裝形式進(jìn)行了改進(jìn)。即先用沖擊鉆等工具在例如混凝土基體上鉆出圓柱形孔，再利用專用的擴孔鉆頭對圓柱孔底部進(jìn)行擴孔，這樣當(dāng)螺栓套筒膨脹片擴張時，就不會擠壓孔壁，也就不容易破壞孔壁材料，螺栓就通過該擴孔對套筒膨脹片的約束而固定在混凝土基材上。但這樣安裝也存在一定的缺陷，因為這樣擴出的孔很難與螺栓套筒擴張后的形狀良好吻合，會給套筒膨脹片及孔底部混凝土的受力造成不利影響，而且螺栓容易在安裝孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)松動，不能很好地保證被固定物的穩(wěn)固。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種安裝時能直接對安裝孔底部進(jìn)行擴孔的、前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒，當(dāng)安裝螺栓時，這種螺栓套筒在例如沖擊鉆的鉆孔工具旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下，其前端擴張頭一邊徑向擴張，一邊通過其切削結(jié)構(gòu)沿螺栓頭圓錐面斜向下環(huán)形切削安裝孔周圍的材料，從而在安裝孔底部擴出一個與擴張后的擴張頭形狀和尺寸完美配合的錐形孔，從而將螺栓堅實地固定在安裝孔內(nèi)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒，包括直筒段，直筒段一端連接有擴張頭，另一端具有與安裝工具相接的卡接結(jié)構(gòu)；所述擴張頭由若干個周向排列的擴張片構(gòu)成，擴張頭的外表面具有自前端沿軸向外徑逐漸縮小的錐形段，擴張頭中各擴張片的前端面上覆蓋有由切削層構(gòu)成的切削結(jié)構(gòu)，同時，擴張頭錐形段外表面上設(shè)置有由切削層或由若干個周向均布的硬質(zhì)合金塊構(gòu)成的切削結(jié)構(gòu)。當(dāng)擴張頭錐形段外表面上的切削結(jié)構(gòu)由切削層構(gòu)成時，該切削層應(yīng)與擴張片前端面上的切削層相接，并沿擴張片外表面向擴張頭根部方向延伸覆蓋部分?jǐn)U張片外表面，同時，擴張片外表面上的切削層周向覆蓋全部或部分?jǐn)U張片外表面。為了使所述擴張頭在擴張時不致造成與直筒段連接處因彎曲疲勞而損壞甚至折斷，也為了減小擴張頭擴張時的彎曲阻力，擴張頭外徑自前端面沿軸向逐漸縮小，但直徑縮小的程度不能使擴張頭根部的壁厚太薄，以保證擴張頭在旋轉(zhuǎn)切削過程中有足夠的強度，而且，擴張頭根部最好設(shè)置與其上的錐形段相接的圓柱段，這樣可更有利于降低擴張頭擴張時的彎曲阻力，同時，該圓柱段還可參與容置切削時產(chǎn)生的粉屑。圓柱段的長度則可根據(jù)螺栓套筒的規(guī)格來確定。為了保證擴張頭前端切削結(jié)構(gòu)切削面的連續(xù)性，相鄰擴張片之間的縱向縫隙應(yīng)盡可能小。當(dāng)安裝采用本實用新型螺栓套筒的螺栓時，可用例如沖擊鉆或手電鉆等安裝工具，裝卡一個專用的、頭部有至少兩個開口的、類似聯(lián)軸器的過渡連接裝置，與該螺栓套筒直筒段一端的卡接結(jié)構(gòu)相卡合，從而驅(qū)動螺栓套筒旋轉(zhuǎn)，同時向螺栓套筒施加軸向壓力，使套筒像鉆頭鉆孔一樣不斷深入安裝孔內(nèi)，實現(xiàn)螺栓的安裝固定。為此，本實用新型的螺栓套筒直筒段一端的卡接結(jié)構(gòu)可以具有至少兩個沿圓周均勻分布的軸向開口，其形狀和尺寸與安裝工具上的過渡連接裝置的開口相匹配。所述軸向開口的形狀可以是矩形、V字形、U字形、鋸齒形或倒凸形，以及其他適當(dāng)?shù)男螤?。除了開口形式的卡接結(jié)構(gòu)之外，螺栓套筒直筒 段一端還可采用如多邊形外形等多種已知型式的卡接結(jié)構(gòu)。切削結(jié)構(gòu)的作用是在緊固螺栓套筒的過程中，用于切削孔壁，從而在安裝孔底部形成與擴張后的擴張頭適配的孔。由于混凝土內(nèi)存在鋼筋、石頭以及凝結(jié)的水泥塊等堅硬、致密的物體，需要切削結(jié)構(gòu)有足夠強的切削能力，因此本實用新型的切削結(jié)構(gòu)采用表面有金剛石顆粒層的結(jié)構(gòu)，該切削層也可以采用其他適宜切削的硬質(zhì)材料顆粒層。這種金剛石顆粒層可通過例如釬焊或等離子噴涂或粘接工藝形成。在螺栓套筒擴張頭前端面及其緊鄰的外表面上形成的這種切削層的厚度及寬度，以及金剛石顆粒的粒度和密集度可根據(jù)螺栓的具體應(yīng)用場合來確定。擴張頭外表面上切削層的沿軸向延伸的寬度優(yōu)選為直筒段壁厚的1-3 倍。當(dāng)緊固螺栓時，其擴張頭會一邊擴張一邊旋轉(zhuǎn)切削孔壁，此時擴張頭前端面與內(nèi)圓周面間的直角形夾角會損傷螺栓的圓錐表面，甚至在錐面上切出溝槽，給螺栓的強度造成損害，因此本實用新型將該夾角進(jìn)行了倒角加工，優(yōu)選加工成圓弧倒角。加工倒角后，套筒就能沿圓錐面平順地滑動，避免卡住，也避免了損傷螺栓錐面。如上所述完成的本實用新型螺栓套筒，由于前端切削結(jié)構(gòu)上有均勻敷設(shè)且近乎連續(xù)分布的切削層，使得在孔壁上形成的切削面平整、連續(xù)，因此能方便地切削例如混凝土中的鋼筋和石子，還不會對孔壁的其他材料產(chǎn)生破壞。而且，也是由于切削層均勻、連續(xù)，使得切削時套筒受力分布均勻，切削層磨損均勻，不致造成緊固時擴張頭局部斷裂、卡死。另夕卜，同樣由于切削均勻，使得擴張頭外表面能與孔壁均勻、緊密地接觸，使得螺栓在安裝固定后能承受各個方向的較大的載荷，而且即使承載長時間強振動的重載荷，也不會旋轉(zhuǎn)、松動、脫落。本實用新型還有一個優(yōu)點是，由于采用本實用新型套筒的螺栓的緊固不是象普通膨脹螺栓那樣通過擰緊螺母來實現(xiàn)，而是通過沖擊鉆旋轉(zhuǎn)套筒來實現(xiàn)，因此并不需要螺栓上有螺紋、墊圈和螺母，所以這種套筒還可用作例如鉚釘或鉚栓的套筒，適合更多的應(yīng)用場
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圖I為本實用新型螺栓套筒一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為圖I中A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作詳細(xì)說明。如圖I、圖2所示，本實用新型前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒包括直筒段2和擴張頭1，直筒段2另一端設(shè)置有由兩個開口 3構(gòu)成的卡接結(jié)構(gòu)。在本實施例中，開口 3的形狀是矩形，且沿圓周對稱布置。在實踐中，開口 3的形狀還可以是例如V字形、U字形、鋸齒形、倒凸形等形狀，只要與連接沖擊鉆和本實用新型螺栓套筒的連接裝置的對應(yīng)接口匹配即可；開口 3的數(shù)量也可以是兩個以上，其布置最好是沿周向均勻分布，這樣能使安裝時卡接方便，施工時受力均勻，其數(shù)量也取決于連接裝置對應(yīng)接口的數(shù)量。在本實施例中，擴張頭I上沿周向均勻分布了六條窄縫5，其長度不超過擴張頭I的長度，而寬度盡可能小。在實踐中，窄縫5的數(shù)量只要不少于兩個即可，也不宜太多，以4-8個為宜，但必須沿圓周方向均勻分布，從而將擴張頭均勻分割成同樣數(shù)量的瓦形·擴張片，使得安裝螺栓時擴張片均勻向外擴張，且受力均勻。擴張頭I的外表面帶有外徑自前端面開始沿軸向逐漸縮小的錐形段，錐形段縮小的程度視直筒段壁厚而定，以不明顯減弱擴張頭I根部(即外徑最小處)的強度為準(zhǔn)。錐形段經(jīng)圓柱段8與直筒段2相接。直筒段2向圓柱段8的過渡連接可以是直接以直角過渡，也可以倒角過渡，優(yōu)選以倒角過渡，本實施例中采用的是倒角4的過渡形式。在本實施例中，在擴張頭I前端具有切削結(jié)構(gòu)，該切削結(jié)構(gòu)由在擴張頭I前端面上以及與該端面相接的外圓周面上敷設(shè)的金剛石顆粒切削層6構(gòu)成。該切削層6可通過例如釬焊或等離子噴涂或粘接工藝形成，其厚度及寬度，以及金剛石顆粒的粒度和密集度可根據(jù)螺栓的不同應(yīng)用場合來確定。外圓周面上切削層6的寬度優(yōu)選為直筒段2壁厚的1-3倍，本實施例中約為I倍。在實踐中，該切削層6也可以采用其他適宜切削的硬質(zhì)材料顆粒形成。為了避免擴張頭I在旋轉(zhuǎn)擴張時，其前端面與內(nèi)圓周面間的夾角損傷螺栓的圓錐表面，本實施例將該夾角加工成圓弧倒角7。加工倒角后，套筒就能沿圓錐面平順地滑動，避免安裝時卡住，也避免了損傷螺栓頭的錐面。在實踐中，該倒角可以是通常的機械加工倒角，只要不形成尖銳夾角即可。上述實施例中擴張頭I外圓周面上的切削層6沿軸向延伸覆蓋部分?jǐn)U張頭I的外表面，并同時周向覆蓋整個外表面，實際使用中，在保證切削層6覆蓋整個擴張頭I前端面的情況下，切削層6可沿周向部分覆蓋擴張頭I的外圓周面。除了上述實施例中的結(jié)構(gòu)型式外，擴張頭I錐形段外表面上的切削結(jié)構(gòu)也可由通過鑲嵌或焊接固定的若干個間隔設(shè)置并周向均布的硬質(zhì)合金塊構(gòu)成。因這種結(jié)構(gòu)型式本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)文字說明即可實施，故不再通過附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細(xì)說明，但本實用新型并不限于上述實施方式。即使對本實用新型作出各種變化，只要在套筒擴張頭前端面上以及與前端面相接的外圓周面上設(shè)置切削層，而不論該切削層是否由金剛石顆粒構(gòu)成，也不論該切削層通過何種方法形成，都落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒，包括直筒段，直筒段一端連接有擴張頭，另一端具有與安裝工具相接的卡接結(jié)構(gòu)；擴張頭由若干個周向排列的擴張片構(gòu)成，擴張頭的外表面具有自前端沿軸向外徑逐漸縮小的錐形段；其特征在于，擴張頭中各擴張片的前端面上覆蓋有由切削層構(gòu)成的切削結(jié)構(gòu)，同時，擴張頭錐形段外表面上設(shè)置有由切削層或由若干個周向均布的硬質(zhì)合金塊構(gòu)成的切削結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述擴張頭錐形段外表面上的切削結(jié)構(gòu)由切削層構(gòu)成，該切削層與擴張片前端面上的切削層相接，并沿擴張片外表面向擴張頭根部方向延伸覆蓋部分?jǐn)U張片外表面，同時，擴張片外表面上的切削層周向覆蓋全部或部分?jǐn)U張片外表面。
3.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述直筒段一端的卡接結(jié)構(gòu)由具有至少兩個沿圓周均勻分布的軸向開口構(gòu)成，所述軸向開口的形狀和尺寸與安裝工具上的過渡連接裝置上的開口相匹配，軸向開口的形狀可以是矩形、V字形、U字形、鋸齒形或倒凸形。
4.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述擴張頭根部還設(shè)置與其上的錐形段相接的圓柱段。
5.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述切削層沿軸向延伸的寬度為所述直筒段壁厚的1_3倍。
6.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述擴張頭前端面與其內(nèi)圓周面之間設(shè)置有倒角。
7.如權(quán)利要求6所述的螺栓套筒，其特征在于，所述倒角為圓弧倒角。
8.如權(quán)利要求I所述的螺栓套筒，其特征在于，所述切削層是金剛石顆粒層。
9.如權(quán)利要求8所述的螺栓套筒，其特征在于，所述金剛石顆粒層通過釬焊或等離子體噴涂或粘接工藝形成。
專利摘要本實用新型公開一種前端具有切削結(jié)構(gòu)的螺栓套筒，包括直筒段，直筒段一端連接有擴張頭，另一端具有卡接結(jié)構(gòu)；擴張頭的外表面具有自前端沿軸向外徑逐漸縮小的錐形段；擴張頭中各擴張片的前端面及擴張頭錐形段外表面上設(shè)置切削結(jié)構(gòu)。當(dāng)用沖擊鉆借助專用的過渡連接裝置安裝采用本實用新型的螺栓時，不必事先對安裝孔底部擴孔，就能通過切削直接在孔壁上形成與擴張后的套筒擴張頭形狀完全配合的圓錐形空間。該切削結(jié)構(gòu)能切削混凝土中的鋼筋和石子。而且，由于擴張頭外表面能與孔壁均勻、緊密地接觸，使得螺栓固定后能承受較大載荷，而且即使承載長時間強振動的重載荷，也不會旋轉(zhuǎn)、松動、脫落。
文檔編號F16B19/08GK202707734SQ20122037245
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者劉平原 申請人:劉平原