專利名稱：帶有使工件上的孔對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)的固定件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及到一種固定件，尤其是包括一個(gè)螺栓和一個(gè)相配螺母的由兩個(gè)螺紋件組成的固定件，其中，螺栓帶有一個(gè)錐形部分，該固定件可用來使帶有配合孔的且配合孔成偏置或部分不一致的兩個(gè)工件對準(zhǔn)。
在將兩個(gè)工件固定在一起時(shí)，經(jīng)常會遇到配合孔偏置或部分不一致。在許多情況下，要使用一個(gè)專用的定位銷或其它形式的定位裝置先使兩個(gè)孔對準(zhǔn)然后再插入螺栓或銷子。然而，為完成該對準(zhǔn)工序就需要花費(fèi)一定的時(shí)間。此外，在某些場合下，要在有限的間隙處使用固定件，而這些地方不能方便地使用這種對準(zhǔn)裝置。在工件為相對薄的量具板的情況下，情況更是如此。而且，在某些使用薄的量具板的場合下，配合孔通常在局部固定的位置上不易被對準(zhǔn)。本發(fā)明要提供一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特并能解決上述問題的固定件。
本發(fā)明利用一個(gè)具有一延伸足夠長度的無螺紋的錐形部分的螺栓或銷，該錐形部分通常要延伸進(jìn)入并最后穿過工件的配合孔。所述錐形部分被連接到小直徑的螺紋部分，該螺紋部分的尺寸應(yīng)保證穿過未對準(zhǔn)的孔時(shí)通常不會有干擾。然后把相配的螺母安在螺紋端擰在螺栓或銷上，同時(shí)把錐形部分拉過未對準(zhǔn)的孔，由此，它們自動對準(zhǔn)，與此同時(shí)，有助于使相同工件上其它未對準(zhǔn)的孔對準(zhǔn)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的固定件，它有使偏置或部分不一致的相配合的兩個(gè)工件的孔對準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的其它目的，特征和優(yōu)點(diǎn)通過后面的描述和權(quán)利要求書，并占附圖相結(jié)合，將會更加清楚。


圖1是表示本發(fā)明的螺栓和與之相配的螺母的優(yōu)選的形式的平面圖，其中螺母只示出部分截面;
圖2是圖1中的圓圈A所示的一部分螺栓的局部放大圖;
圖3A-3D是表示圖1中固定件的安裝順序的一系列平面圖;該固定件用來確保具有未對準(zhǔn)配合孔的一對工件對準(zhǔn);
圖4是表示了用圖1的固定件在結(jié)構(gòu)緊奏或空間有限的場合固定兩個(gè)工件。
現(xiàn)在參照圖1，圖中表示了一由兩個(gè)部件形成的固定件10，該固定件10包括一螺栓件12和一螺母件14。螺栓件12包括一個(gè)一端有一大頭18的無螺紋部分16。該大頭18是一個(gè)普通的拱頂形并有一系列的平面20，以便于用一個(gè)普通的安裝工具來擰緊。具體地，這些平面20可以是一個(gè)傳統(tǒng)的六角形結(jié)構(gòu)。與大頭相對的無螺紋部分16的另一端終于一個(gè)直徑較小的螺紋段22。從該螺紋段22延伸出一光滑的、錐形的對準(zhǔn)部分24，該錐形對準(zhǔn)部分24終止于一個(gè)光滑的直段26上。
一個(gè)扁平的接合板形部分28緊位于大頭18和下段26之間。板形部分28有較大的直徑，且適合于提供一個(gè)通常光滑、平坦和均勻的接合表面，該接合面靠著待連接的相關(guān)工件的被接合表面。錐形部分24還有一個(gè)預(yù)定的錐度角“a”，這是為便于進(jìn)入和對準(zhǔn)未對準(zhǔn)的工件孔。在直段26和件28之間設(shè)置有一個(gè)錐形角筋板30，以便于減少應(yīng)力集中和有助于在相關(guān)的工件孔處使螺栓部件12最終入位。如圖2中所見，最好，該錐形角板制成錐形并以一個(gè)夾角“b”延伸。
螺母部件14通常是管形的，且包括一個(gè)通孔32，該通孔32的外端有一個(gè)小直徑的螺紋部分34，內(nèi)端有一個(gè)擴(kuò)孔36。一個(gè)錐形孔部分38連接螺紋部分34和擴(kuò)孔36。螺母14外表面在外端有一系列的平面40，以便于用一個(gè)合適的安裝工具相配合。眾平面40可以是典型的六角形結(jié)構(gòu)。從平面40延伸出一個(gè)直徑要大一些的通常光滑的環(huán)形部分42，該部分在一個(gè)擴(kuò)大的凸緣44處終止，該凸緣44用以與要被連接的工件表面相接合并提供一個(gè)均勻的負(fù)載分布。
該螺紋孔34的尺寸和形狀加工成恰好能與螺栓22的螺紋相嚙合。同時(shí)，螺母擴(kuò)孔36的直徑D要稍大于光滑的直段26的直徑D1，因此，能夠接受錐形部分24，如果需要，可與光滑直段26的負(fù)載部分保持一定的間隙。錐形孔38起到使螺紋孔34與螺紋段22對準(zhǔn)并初步嚙合的作用，基于這樣的考慮，擴(kuò)孔36的長度L要稍大于錐形部分24的長度L1。
現(xiàn)在參照圖3A-3D，這些圖表示了固定件10按順序固定一對工件46和48。工件46和48的配合孔50和52如圖3A所示，最初未對準(zhǔn)。在操作過程中，螺紋段22被插入到孔50和52內(nèi)。螺紋段22的長度L2要大于螺母部件14的整個(gè)長度L3。工件上的孔50和52的直徑要稍大于直段26的直徑D1，因此，要比螺紋段22的直徑D2大得多。
現(xiàn)在隨著螺紋段22的充分地插入，就可與螺母14螺紋嚙合直到板形部分28接觸到工件46的前表面，并且，該錐形部分24插入并基本上通過工件的孔50和52(見圖3B和3C)。由此，工件46和48被錐形面移動而使孔50和52充分地對準(zhǔn)來接收直段部分26。接下來，可以完全地?cái)Q緊螺母14并牢固地夾住工件46和48，完成安裝工作。在最后的擰緊階段，螺栓12的大頭18下方的錐形角筋板30用來消除與之對應(yīng)的孔52內(nèi)圓周表面上的毛刺和/或粗糙表面的影響，因此，在板件28和工件48之間可以形成一個(gè)相對光滑的表面與表面的接觸。
還希望為工件46和48提供支撐，防止它們之間的相對的橫向運(yùn)動，即沿垂直于固定件10的X軸方向。從而工件48和46的總厚度T一般來說不會明顯地大于直段26的長度L4。
如前所述，固定件10特別適用于空間相對較小的地方。圖4表示了一個(gè)典型的例子，其中，工件46和48分別是由弓形肋54和56確定的波紋形結(jié)構(gòu)的相合凸緣的形狀?？梢园l(fā)現(xiàn)間隔C1和C2較小，特別不適合使用對準(zhǔn)銷或其它對準(zhǔn)部件。這在通常考慮沿工件(法蘭)46和48的長度方向(垂直附圖4的平面)按所定間隔采用多個(gè)固定件10是特別重要的。這樣利用一個(gè)固定件10來對準(zhǔn)一對配合孔50和52有助于使工件(凸緣)46，48其它的工件孔對準(zhǔn)。如圖所示，較近的間隔C1，C2可以調(diào)整成正好稍大于螺栓12的整個(gè)長度L5。
本發(fā)明的固定件10的一個(gè)實(shí)施例的尺寸如下
由表可見，組裝好之后螺栓最終超出螺母部件14外端的突出量P大約是7.0mm(0.28英寸)。由于錐形段24在固定件10組裝好之后基本要伸過整個(gè)外工件46，仍希望它的長度保持最小。
為了能夠達(dá)到這個(gè)目的，要求錐形段24的錐角“a”盡可能大，由此，長度L1相對于工件46和48的總厚度將不會大于所要的長度。與此同時(shí)，角度“a”不能大到損壞工件孔50和52的程度或當(dāng)孔50和52未對準(zhǔn)時(shí)需要特別大的力才能使其穿過孔50和52的程度。在本結(jié)構(gòu)中，如上所述，最大的有效角度“a”通常大約為12.5°(或者一個(gè)25°的夾角)在使錐形段24的長度L1為最小，從而使螺栓突出量為最小的同時(shí)，螺母14的整個(gè)長度L3通過使擴(kuò)孔36的長度L等于或剛好略大于錐形段24的長度L1而變?yōu)樽钚　＿@當(dāng)然在長度L4通常是等于或小于工件46和48的總厚度T時(shí)更是如此。當(dāng)然，螺紋孔段34的長度應(yīng)保證有足夠的螺紋嚙合來承受固定聯(lián)接時(shí)的載荷。
由于上述的結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)孔之間明顯的偏置。若假定工件孔50和52的直徑D6(見圖3B)基本上等于直段部分26的直徑D1，則標(biāo)以D6尺寸的固定件10大約為20mm(0.79英寸)。允許直徑D2為16mm(0.63英寸)的螺紋段22通過的孔50和52的最大的總錯(cuò)位量大約為4mm或約為直徑D6的20%。從而可以發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)孔的未對準(zhǔn)量較大的情況下該固定件10可以自動地使未對準(zhǔn)的工件孔對準(zhǔn)。與此同時(shí)，通過把直徑D1減少到大致不超過其20%的量而達(dá)到直徑D2的情況下就能夠完成上述連接目的。
該螺栓部件12和螺母部件14可以由兩個(gè)螺紋固定件常用的材料制造，如包括合金鋼在內(nèi)的材料。
很顯然本發(fā)明公開的優(yōu)選的實(shí)施例經(jīng)過精確計(jì)算能很好地完成本發(fā)明的上述目的，不過，應(yīng)該明白在不脫離本發(fā)明的合適的范圍或本發(fā)明的構(gòu)思的情況下可以對本發(fā)明作改進(jìn)，修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有螺栓部件和螺母部件用以固定帶配合孔的工件的螺紋固定件，工件上的孔用于承插螺栓部件，而該固定件自動地使該未對準(zhǔn)的工件孔對準(zhǔn)，所述的固定件包括；一個(gè)螺栓部件，該螺栓部件有一個(gè)無螺紋段，該段的一端為大頭端，一個(gè)螺紋段，該段位于與上述的無螺紋段的大頭端相反的那一端，一個(gè)錐形段，該段從所述的螺紋段徑向向外漸擴(kuò)，在靠近上述大頭端的直徑較大的直段上終止。一個(gè)螺母部件，該部件有一個(gè)一端帶有螺紋的通孔，用以承插螺栓并與螺栓的螺紋段相嚙合，所述的通孔在所述的螺母部件上與所述的螺紋孔相對的那一端處有一個(gè)大直徑的擴(kuò)孔，該擴(kuò)孔的尺寸能夠接納上述的錐形段，并保持有間隙，當(dāng)要被固定的工件的孔未對準(zhǔn)時(shí)，所述的錐形段就緊貼工件孔的側(cè)壁，并在所述的螺母和所述的螺栓被擰緊而將兩工件固定在一起時(shí)自動地使孔對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定件，其特征在于上述的直段的軸向長度通常不小于工件的總厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定件，其特征在于上述的直段的軸向長度通常等于工件的總厚度。
4.一種具有螺栓部件和螺母部件用以固定帶配合孔之工件的螺紋固定件，工件上的孔用于承插螺栓部件，而該固定件自動地使該未對準(zhǔn)的工件孔對準(zhǔn)，所述的固定件包括;一個(gè)螺栓部件，該螺栓部件有一個(gè)無螺紋段，該段的一端為大頭端，一個(gè)螺紋段，該段位于與所述的無螺紋段的大頭端相反的那一端，一個(gè)錐形段，該段從所述的螺紋段徑向向外漸擴(kuò)，并在靠近大頭端的直徑較大的直段上終止，一個(gè)螺母部件，該部件有一端帶螺紋的通孔，用以承插螺栓并與螺栓的螺紋段相嚙合，所述的通孔在所述的螺母部件上與所述的螺紋孔相對的那一端處有一個(gè)大直徑的擴(kuò)孔，所說擴(kuò)孔的尺寸能夠接納上述的錐形段，并保持有間隙，當(dāng)要被固定的工件的孔未對準(zhǔn)時(shí)，所述的錐形段就緊貼工件孔的側(cè)壁并在所述的螺母和所述的螺栓擰緊將兩工件固定在一起時(shí)自動地使孔對準(zhǔn)，所述的錐形段的錐角是一個(gè)不大于約25°的預(yù)定夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定件，其特征在于所述的擴(kuò)孔的軸向長度通常多少要大于所述的錐形段的軸向長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固定件，其特征在于所述錐形段的預(yù)定夾角大約為25°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固定件，其特征在于所述的擴(kuò)孔的軸向長度通常多少要大于所述錐形段的軸向長度。
8.一種具有螺栓部件和螺母部件的螺紋固定件，它可用來固定具有預(yù)定的總體厚度且?guī)в信浜峡椎墓ぜ?，工件上的孔用于承插螺栓部件，而該固定件自動地使未對?zhǔn)的這樣的工件孔對準(zhǔn)，所述的固定件包括;一個(gè)螺栓部件，該螺栓部件有一個(gè)無螺紋段，該段的一端為大頭端，一個(gè)螺紋段，該段位于與所述的無螺紋段的大頭端相反的那一端，一個(gè)錐形段，該段從所述的螺紋段徑向向外漸擴(kuò)，并在靠近上述大頭端的直徑較大的直段終結(jié)，一個(gè)螺母部件，該部件有一個(gè)一端帶有螺紋的通孔，用以承插螺栓并與螺栓的螺紋段相嚙合，所述的通孔在所述的螺母部件上與所述的螺紋孔相對的那一端處有一個(gè)大直徑的擴(kuò)孔，所說擴(kuò)孔的尺寸能夠接納上述的錐形段，并保持有間隙，當(dāng)要被固定的工件的孔未對準(zhǔn)時(shí)，所述的錐形段就緊貼工件孔的側(cè)壁，并在所述的螺母和所述的螺栓擰緊而將兩工件固定在一起時(shí)自動地使孔對準(zhǔn)，所述的錐形段的預(yù)選的錐角是一個(gè)不大于約25°的預(yù)定的夾角，并確定了第一預(yù)定的軸向長度，所述的直段具有一個(gè)通常不大于工件的預(yù)定的總厚度的第二預(yù)選的軸向長度，所述的擴(kuò)孔具有一個(gè)第三預(yù)選軸向長度，它通常要大于所述的錐形段的第一預(yù)選軸向長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固定件，其特征在于上述預(yù)選的錐形段的錐角約為25°。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固定件，其特征在于上述直段的第二預(yù)選的軸向長度基本上等于各工件之加的預(yù)定總厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固定件，其特征在于上述預(yù)選的錐形段的錐角約為25°，而上述直段的第二預(yù)選軸向長度基本上要等于各工件之加的預(yù)定的總厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固定件，其特征在于該固定件被用于小間隙的地方，但該間隙至少要稍大于所述的螺栓部件的總軸向長度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固定件，其特征在于該固定件被用于這樣的地方，即兩個(gè)件上的孔未對準(zhǔn)導(dǎo)致總的錯(cuò)位量約為工件孔直徑的20%。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的固定件，其特征在于該固定件可用于以下場合，即兩個(gè)工件上的孔未對準(zhǔn)引起的總錯(cuò)位量約為工件孔直徑的20%;螺紋段直徑的減少量不大于直段直徑的約20%。
全文摘要
固定工件用的螺紋固定件包括一個(gè)螺栓部件和一個(gè)螺母部件，螺栓部件具有一個(gè)錐形段，該錐形段適合于插入到未對準(zhǔn)的相配合的工件孔內(nèi)并在安裝該固定件時(shí)自動地使各相應(yīng)的工件孔對準(zhǔn)。
文檔編號F16B21/00GK1107211SQ94106599
公開日1995年8月23日 申請日期1994年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者M·平井 申請人:哈克國際有限公司