通過(guò)連續(xù)壓鍛層狀金屬片制造螺母的方法以及所得的螺母的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺母及其制造方法，這種類(lèi)型的螺母在附接應(yīng)用對(duì)象中使用，該螺母具有凸緣、連接圓頂和突出主體，該突出主體具有內(nèi)螺紋以及用于通過(guò)工具擰緊的六邊形外表面，該螺母具有材料坯料均勻且厚度減小的特殊特征，同時(shí)提高了零件的機(jī)械特性。
【背景技術(shù)】
[0002]已知與本發(fā)明的螺母類(lèi)似的螺母，這些螺母結(jié)合墊圈或支撐底座，從支撐底座顯露出具有六邊形外部和螺紋內(nèi)圓柱體的部分，也就是說(shuō)，螺母將放大的支撐表面或墊圈、六邊形外部部分結(jié)合成單個(gè)整體，該六邊形外部部分用于通過(guò)工具和適當(dāng)?shù)墓懿僮鳎龉ぞ呋蚬艽┻^(guò)其螺紋內(nèi)部使得能夠插入螺紋從而緊固應(yīng)用的組件。這就是例如在歐洲專(zhuān)利EP2379896 或 DE4105541 中的情形。
[0003]美國(guó)專(zhuān)利4281699中提供了一種類(lèi)似的螺母，其中在該零件的相同部分上具有外部六邊形部分和內(nèi)部螺紋部分。這種類(lèi)型的構(gòu)造使其能夠減小零件的總重量，但是作為交換取它具有相當(dāng)大的重量。實(shí)際上需要提供材料來(lái)形成外部六邊形以及通常在已經(jīng)形成的零件上攻螺孔的螺紋內(nèi)部。
[0004]通過(guò)接合被結(jié)合在一起的各種零件結(jié)合或者從單件材料中可以制造這種類(lèi)型的螺母。在后一種情況中，它們是由不同厚度和不同屬性的線材或管制成的，例如，鋼、不銹鋼、硬化鎳、鍍鋅鐵或其他含鐵材料。它們可以用碳、硼、熱處理等進(jìn)行處理以使它們具有合適的硬度和強(qiáng)度。
[0005]一般而言，線材或管是在與用于制造螺釘和螺栓的工藝相似的工藝中冷成型，以便形成它們的外部形狀和內(nèi)部形狀。按照所要求的制造的螺母的大小來(lái)選擇起始管或線材的厚度。在冷成型和后續(xù)攻螺孔的工藝中發(fā)生材料損失，并且一般而言，可以說(shuō)這樣沒(méi)有優(yōu)化所得的零件的重量。
[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種具有優(yōu)化重量的螺母以最大限度地減少在其制造工藝中發(fā)生的材料損失，并且另一個(gè)想要的目的在于，零件應(yīng)當(dāng)更輕并且結(jié)合更少的材料。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，盡管更輕，但是螺母與現(xiàn)有技術(shù)中所要求的類(lèi)似螺母相比將具有相同的或提尚的機(jī)械特性。
[0008]在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的過(guò)程中將更加明白本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明描述了一種由變形的層狀表面形成的螺母，所述螺母具有扁平的支撐底座，所述支撐底座在無(wú)不連續(xù)的情況下形成圓頂類(lèi)型的大致半球形部分，在所述半球形部分上方上形成外部是六邊形并且的在其內(nèi)部具有螺紋圓柱體的形狀。
[0010]這種螺母除六邊形部分之外在其整個(gè)表面上具有均勻的厚度，在制造該零件時(shí)材料在六邊形部分處發(fā)生連續(xù)蠕變以形成內(nèi)部圓柱體螺紋，同時(shí)外部保持六邊形。
[0011]這種零件以及生產(chǎn)零件的方法并不是以金屬管或線材開(kāi)始，而是以均勻厚度的扁平帶開(kāi)始。墊圈和圓頂?shù)牟糠质窃跊](méi)有更加復(fù)雜的情況下按照外部六邊形的原樣通過(guò)使所述原始片材變形來(lái)生產(chǎn)的。
[0012]在制造零件的時(shí)刻，除內(nèi)部螺紋圓柱體之外，所有的最終形狀都存在。在其位置，該零件具有六邊形內(nèi)部并且在其整個(gè)表面區(qū)域上具有均勻的厚度。在此過(guò)程中不會(huì)發(fā)生材料損失。
[0013]按照本發(fā)明要求保護(hù)的制造螺母的方法然后執(zhí)行連續(xù)壓鍛工藝，其中螺母的六邊形的內(nèi)部的材料連續(xù)掠過(guò)或側(cè)向地移位以形成本發(fā)明的典型的圓柱形螺紋形狀。
[0014]所得的零件可以經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚硪允蛊渚哂懈叩挠捕群蛷?qiáng)度，例如經(jīng)過(guò)碳、硼、熱處理等。
[0015]這樣在不損失材料的情況下制造出具有均勻厚度的輕質(zhì)零件。螺紋部分具有與外部六邊形面和螺紋內(nèi)部圓柱體的位置有關(guān)的不同厚度。
[0016]由于形成零件的材料以及經(jīng)過(guò)的任何硬化處理，然而，零件與現(xiàn)有技術(shù)的零件一樣結(jié)實(shí)或者更結(jié)實(shí)，輕大約60 %，并且以此方式實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的所有旨在目的。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本文附上僅僅作為舉例說(shuō)明而不是限制的附圖，以更好地理解本發(fā)明。
[0018]圖1示出了與本發(fā)明要求保護(hù)的類(lèi)似但是在現(xiàn)有技術(shù)中所述的螺母的立體圖?？梢郧宄乜吹铰菽傅谋谠谄淞呅尾糠值暮穸?，這對(duì)于形成外部六邊形部分和內(nèi)部螺紋而S是必需的。
[0019]圖2示出了按照本發(fā)明要求保護(hù)的方式制造的螺母的立體圖，其中將注意到它相當(dāng)大的厚度。
[0020]圖3是從以上附圖中的螺母上方觀察的視圖。
[0021]圖4是前述附圖中本發(fā)明要求保護(hù)的螺母的內(nèi)部螺紋圓柱體的形成階段，特別是制備螺母的螺紋內(nèi)部圓柱體的形成階段的概略細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明包括一種用于制造螺母的方法以及所得的螺母，這種類(lèi)型的螺母結(jié)合支撐底座和外部六邊形輪廓以便應(yīng)用工具，螺母通過(guò)壓鍛由均勻厚度的平片形成并且具有沒(méi)有任何不連續(xù)性的在支撐墊圈3中結(jié)束的突出部I。
[0023]該突出部I的外部為六邊形形狀，也就是說(shuō)，它具有六個(gè)面4，同時(shí)在突出部?jī)?nèi)具有螺紋內(nèi)部5。整個(gè)零件具有均勻的厚度，特別是具有所形成的層狀片材或帶，不同之處在于該突出部1，其中連續(xù)壓鍛工藝形成內(nèi)部螺紋部分5，并且將內(nèi)六邊形和外六邊形管轉(zhuǎn)換成具有圓柱形內(nèi)部的另一種內(nèi)六邊形管和外六邊形管，從而使材料以這樣一種方式位移，使得突出部I的厚度維持與每個(gè)面4上的特定點(diǎn)的位置關(guān)系。
[0024]例如，所述突出部的壁在各個(gè)面4之間的角處具有更大的厚度7’，而在各個(gè)面之間的中間距離處具有更小的厚度7。
[0025]本申請(qǐng)的結(jié)果是一種比已知技術(shù)的螺母重量減少更多的螺母，這種螺母更好地使用材料，尤其是相對(duì)于從鋼管或鋼線材或其他含鐵材料的管或線材冷變形或冷軋的常規(guī)技術(shù)，在常規(guī)技術(shù)中存在材料損失以及材料的不良利用。
[0026]然而，為了利用通過(guò)從層狀金屬片連續(xù)壓鍛從而替代本領(lǐng)域中常規(guī)的起始金屬管的本發(fā)明的制造特征的方法，需要執(zhí)行旨在使螺母的螺紋或突出部I成型的困難工藝。該工藝極為困難，因?yàn)樗鼜谋瘸Ｒ?guī)技術(shù)薄很多的表面或材料開(kāi)始。事實(shí)上，正如已知技術(shù)所做的在圓柱形管內(nèi)部簡(jiǎn)單地攻螺孔，與此不同的是，需要繼續(xù)進(jìn)行將會(huì)產(chǎn)生螺紋部分的連續(xù)壓鍛，從而使材料從一個(gè)區(qū)域側(cè)向地移位至另一個(gè)區(qū)域，將六邊形內(nèi)部轉(zhuǎn)換成可以是或不是圓柱形的結(jié)合所述螺紋5的另一六邊形內(nèi)部。
[0027]圖6圖示了材料從區(qū)域7到區(qū)域7’的這種側(cè)向移位，從而形成圓柱體并且形成螺母的內(nèi)部螺紋5。
[0028]在所有實(shí)施例中，在以本發(fā)明要求保護(hù)的方式制造的不同尺寸的螺母中，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所獲得的材料減少大約是60%。重量和材料的這種顯著減少在大批量制造零件中代表著可觀的節(jié)約。
[0029]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，存在圓頂2，或者大致半球體結(jié)合部，從而提供在所述支撐墊圈3與具有螺紋內(nèi)部5的所述突出部I之間具有更大彈性?xún)?chǔ)備的螺母。
[0030]此外，對(duì)于所使用的材料、制造工藝，本發(fā)明要求保護(hù)的螺母優(yōu)選地使用被設(shè)計(jì)成提供更高硬度的熱處理碳鋼。事實(shí)上，與標(biāo)準(zhǔn)鋼380MPa的屈服強(qiáng)度相比，零件的屈服強(qiáng)度Rp 0.2%具有大約1200MPa的量級(jí)。與標(biāo)準(zhǔn)鋼470MPa的抗拉強(qiáng)度Rm相比，該零件的抗拉強(qiáng)度約為1400MPa。所獲得的零件不僅更輕，而且更結(jié)實(shí)并且在機(jī)械方面更高效。它對(duì)于更小的厚度來(lái)說(shuō)具有更高的強(qiáng)度。
[0031]鐘形，也就是說(shuō)，正如從下方所看到的，允許穿過(guò)其重心而插入到螺母的開(kāi)口 6的突出部I的螺紋部分中的螺釘或螺栓便利地對(duì)準(zhǔn)。在這方面，因?yàn)閼?yīng)用的螺栓的這種預(yù)備對(duì)齊，本發(fā)明要求保護(hù)的螺母使得安裝更容易。
[0032]本發(fā)明可以采用不同實(shí)施例的形式，尤其是由不同的材料形成并且一般而言經(jīng)歷所附權(quán)利要求書(shū)中包括的所有修改的具有不同零件大小和材料厚度的實(shí)施例。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解，在這種情況下，修飾和形狀的所有細(xì)節(jié)是可變的并且不改變本發(fā)明的本質(zhì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過(guò)連續(xù)壓鍛層狀金屬片制造螺母的方法以及所得的螺母，這種類(lèi)型的螺母結(jié)合支撐底座和外部六邊形輪廓以便應(yīng)用擰緊工具，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 從合適材料和厚度的層狀金屬片開(kāi)始，通過(guò)壓鍛生產(chǎn)具有支撐墊圈(3)和六邊形突出部(3)的零件，所述六邊形突出部具有均勻的厚度；并且 通過(guò)在所述六邊形突出部(I)的內(nèi)部連續(xù)壓鍛來(lái)制造螺紋內(nèi)部(5)，使材料從所述面(4)的中心區(qū)(7)側(cè)向地移位到邊緣的區(qū)域(7’)； 對(duì)所獲得的零件進(jìn)行熱處理，處理的目的是給零件提供更高的強(qiáng)度。2.根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的通過(guò)連續(xù)壓鍛層狀金屬片制造螺母的方法以及所得的螺母，其特征在于，所述壓鍛以圓頂(2)的方式在所述支撐墊圈(3)與所述突出部(I)之間產(chǎn)生大致半球形結(jié)合區(qū)。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的通過(guò)連續(xù)壓鍛層狀金屬片制造螺母的方法以及所得的螺母，其特征在于，碳鋼的所述處理導(dǎo)致所述零件具有大約1200MPa的屈服強(qiáng)度Rp0.2%以及大約1400MPa的抗拉強(qiáng)度Rm。4.一種螺母，這種類(lèi)型的螺母結(jié)合支撐底座以及用于應(yīng)用工具的外部六邊形輪廓，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法生產(chǎn)該螺母，其特征在于，所述螺母具有沒(méi)有任何不連續(xù)性的在支撐墊圈(3)中結(jié)束的突出部(I)，所述突出部(I)具有外部，所述外部形成具有六個(gè)面(4)的六邊形，同時(shí)在所述突出部?jī)?nèi)具有螺紋內(nèi)部(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺母，其特征在于，在所述支撐墊圈(3)與所述突出部(I)之間的結(jié)合處具有圓頂類(lèi)型(2)的大致半球形部分。6.根據(jù)權(quán)利要求4和5中任一項(xiàng)所述的螺母，其特征在于，所述螺母是由具有大約1200MPa的屈服強(qiáng)度Rp 0.2%以及大約1400MPa的抗拉強(qiáng)度Rm的強(qiáng)化材料，例如技術(shù)上被處理的碳鋼制成的。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺母，其特征在于，所述螺母具有均勻的厚度，特別是形成該螺母層狀片材或帶具有均勻的厚度，不同之處在于所述突出部(I)，其中連續(xù)壓鍛工藝形成所述內(nèi)部螺紋部分(5)，并且連續(xù)壓鍛工藝已經(jīng)建立所述突出部(I)的厚度與它相對(duì)于所述面(4)的中心的相對(duì)位置有關(guān)。
【專(zhuān)利摘要】一種通過(guò)連續(xù)壓鍛層狀金屬片制造螺母的方法以及所得的螺母，其中所述方法包括以下步驟：通過(guò)從合適厚度的材料的層狀金屬片開(kāi)始?jí)哄憗?lái)生產(chǎn)具有支撐墊圈(3)、圓頂(2)和六邊形突出部(3)的零件，所述零件厚度均勻；并且通過(guò)連續(xù)壓鍛所述六邊形突出部(1)的內(nèi)部來(lái)制造螺紋內(nèi)部圓柱體(5)，使材料從所述面(4)的中心區(qū)(7)側(cè)向地移位到邊緣的區(qū)域(7')；對(duì)所獲得的零件進(jìn)行熱處理，處理的目的是給零件提供更高的強(qiáng)度，尤其是大約1200MPa的屈服強(qiáng)度Rp 0.2％以及大約1400MPa的抗拉強(qiáng)度Rm。
【IPC分類(lèi)】F16B37/02, B21D53/24, B21K1/64
【公開(kāi)號(hào)】CN104981308
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480008315
【發(fā)明人】勞爾·奧爾特加·多納
【申請(qǐng)人】伊利諾斯工具制品有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年2月20日
【公告號(hào)】DE112014001046T5, WO2014133872A1