CN1532009A - 铆钉螺母的制造工艺和通过此工艺获得的铆钉螺母 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铆钉螺母的制造工艺，此工艺包括通过冷镦锻在毛坯锻件(1)中形成的凹进部分(3)获得一毛坯件。毛坯件在冷镦锻操作后经历退火热处理使孔(8)的形成包括有内螺纹(10)。内螺纹(10)优选地是从螺母的孔8经由镦锻攻丝而获得的。

Description

铆钉螺母的制造工艺和 通过此工艺获得的铆钉螺母
技术领域
本发明涉及包括有至少下面各相继步骤的铆钉螺母的制造过程：
毛坯金属铸件通过冷镦锻被切割并且被变形以形成至少包括有凹进部分的毛坯件，
通过冷镦锻形成与凹进部分相邻的孔，
在孔中在孔中内螺纹。
本发明还涉及通过此制造过程获得的铆钉螺母。
背景技术
铆钉螺母包括有足够塑性和韧性的凹进部分以便在螺母被安装在一紧固元件时被对称变形和一有足够强度的攻丝区以便能承受螺钉所施加的负载而没有被变形，螺钉被旋入到螺母的锥形区中以将一元件固定在紧固元件上。
众所周知通过退火进行热处理以使凹进部分比铆钉螺母的其它部分更有塑性和韧性。因此文献WO 02/38329公示了一种制造铆钉螺母的工艺，其在螺母适合的部分上执行局部退火以改善它在配装过程中的变形。此文献也提及了通过连续冷成形获得铆钉螺母形状和在形成内螺纹之前执行退火的可能性(图1)。在退火后进行内螺纹加工操作可使螺纹区通过冷加工作用局部地硬化。可是这些铆钉螺母的螺纹对于例如车辆结构中或汽车中的安全元件等应用场合不具有足够的耐用性。它们实际上与ISO898-1标准中所涉及的某类螺钉不兼容。
发明内容
本发明的目的就是实现一种包括能够在保持塑性和韧性凹进部分的同时承受高载荷而不变会变形的攻丝区的铆钉螺母。
根据本发明，这一目的的实现是通过毛坯在凹进部分的形成和孔的形成之间经历退火热处理而达到的。
根据本发明的发展，毛坯通过冲压然后挤压而成形的。
根据一优选实施例，孔是通过挤压形成的。
根据本发明的另一特征，内螺纹是通过挤压材料进行攻丝形成的。
本发明的一个目的是通过上述制造工艺获得一包括有攻丝区和凹进部分的铆钉螺母，凹进部分的维氏硬度与攻丝区的维氏硬度的比值基本上介于0.4与0.7之间。
附图说明
通过对本发明一特定实施例所作的非限制性的描述以及附图中所示出的，本发明其它的优势和特点会变得更显而易见。
图1是根据现有技术的铆钉螺母的制造工艺的示意性图示；
图2是根据本发明的铆钉螺母的制造工艺的示意性图示；
图3至图6示出了根据图2的制造工艺的不同步骤的截面图；
图7示出经由本发明的制造工艺所获得的铆钉螺母的局部截面图；
图8是根据本发明的铆钉螺母固定在一紧固元件上时的局部截面图。
具体实施方式
如图2所示，铆钉螺母的制造工艺，优选地是对于埋头铆钉螺母(countersunk clinch nut)，包括通过冷镦锻在毛坯金属铸件1中，例如一圆形线材，形成一凹进部分3，冷镦锻以获得一毛坯件或一半成品坯料。然后毛坏件冷镦锻经过退火热处理，继之以冷镦锻操作以形成一可具有内部螺纹10的孔8。优选地，通过从毛坏件的孔8镦锻材料(upsetting materia1)经由攻丝获得内部螺纹10。在如图2所示的制造工艺中，冷镦锻操作是不连续的，在孔形成之前以及在凹进部分形成之后进行退火，而图1中所代表的制造工艺在于在同一连续冷镦锻操作中获得凹进部分和孔。
根据图3至图6中所示的一优选实施例，毛坯铸件1为具有对称轴A1的圆柱形(图3)，并且它优选地由钢，不锈钢，铝或黄铜制成。在冷镦锻机床上通过冷镦锻，在几个相继步骤中加工及变形毛坯铸件1以使之形成凹进部分3。冷镦锻就是一种操作可使毛坏铸件冷变形或“半热”变形，不象热变形，毛坏件被加热以经历一中间粘滞状态(在金属熔点之前所处的状态)以使其具有更好的延展性而使之形变。不锈钢毛坏铸件从而经历一半热镦锻操作。
出于举例的目的，在冷镦锻操作过程中，一冲压步骤紧接着一挤压步骤能使一毛坏件2在其上部具有一凹进部分3和在毛坯件2上部末端开口向外的腔体4(图4)。通过变形毛坯铸件，一向外凸出的圆周边缘形成在毛坯件2的顶端。这个圆周边缘然后被调整以形成铆钉螺母的头部5。在图4中，铆钉螺母的头部5在形成凹进部分3的冷镦锻操作过程中形成。头部5的形状可以被压平，变细，碾磨，被减少或任何其它形状。
作为冷镦锻的结果是通过冷加工作用硬化凹进部分3，毛坯2经过退火热处理能使凹进部分变得有塑性和韧性。在铆钉螺母被使用时，凹进部分3在经由装配工具所施加的轴向力的作用下可以被对称地变形。凹进部分3被变形成为一卷边6，此卷边可以保持铆钉螺母的头部5紧靠着可由金属或塑料材料所构成的紧固元件7(图8)。例如，在温度大约为800℃的炉中对钢铆钉螺母进行退火热处理。
一旦毛坯件2被冷却，它可以被放回到可能是一冷镦锻机床的精加工机床上，以便通过冷镦锻形成邻接凹进部分3并且在毛坯件2的底部同轴心延伸腔体4的孔8。通过冷加工作用有局部硬化孔8的作用。孔8和凹进部分3形成铆钉螺母的柄。孔8优选地通过挤压然后通过钻削螺母柄的底部而获得(如图6)以便形成一开口的柄。在图5和图6中，柄的自由端包括有与螺母的对称轴A1呈约15度的一锥形斜面9。柄可以是闭塞的并且在这种情况下不进行钻削操作。
通过从铆钉螺母的孔8镦粗材料进行攻丝，内部螺纹10被形成。内部螺纹10的形成能使孔8通过冷加工作用被局部硬化，而保留凹进部分3的塑性和韧性。然后所形成的铆钉螺母(图7)可以进行表面处理，优选地是防腐处理。
通过这种工艺获得的一铆钉螺母包括一由孔8和内部螺纹10形成的攻丝区，具有比凹进部分3的硬度大很多的硬度。螺母凹进部分3的维式硬度与攻丝区的维式硬度的比值从而基本上介于0.4至0.75之间。攻丝区的硬度是凹进部分3的硬度1.33至2.5倍，此比值根据所获得螺母的组成和类型变化。
出于比较的目的，对符合IS0898-2标准的由标准钢制成的、根据图1中所示的工艺和根据本发明的工艺(图2)制成的M6型螺母进行硬度测试。在根据现有技术所制造的螺母的情况下，凹进部分3的维式硬度与攻丝区的维式硬度的平均比值大致是0.8，而根据本发明制成的螺母该平均比值大致是0.55。同样地，对M6类型的铝制螺母而言，根据现有技术工艺的硬度比值是0.95而根据本发明的工艺是0.72。
对根据现有技术和图2所述的本发明的工艺制造的M8和M10型钢制螺母也进行了硬度测试。对于M8类型的螺母而言，对于现有技术工艺，凹进部分3的硬度与攻丝区的硬度的平均比值是0.8，而对于根据本发明的工艺来说是0.5。对于M10类型的螺母而言，对于现有技术工艺，凹进部分3的硬度与攻丝区的硬度的平均比值是0.72，而对根据本发明的工艺来说是0.53。对于M12类型的螺母而言，对于现有技术工艺，凹进部分3的硬度与攻丝区的硬度的平均比值是0.97，而对根据本发明的工艺来说是0.59。对于不同类型的螺母来说，根据本发明获得的铆钉螺母的攻丝区与螺母凹进部分相比在硬度上的增加比根据现有技术所获得的铆钉螺母的要大。
因此通过上述工艺所获得的铆钉螺母可以与高质量的螺钉一起使用。通过这种工艺获得的钢制铆钉螺母至少可与依据ISO 898-1标准的10.9螺钉相兼容，而根据现有技术的工艺获得的钢制铆钉螺母只可与8.8螺钉相兼容。同样地，根据本发明的工艺所获得的铝质和铜质的螺钉至少分别可与根据ISO 898-1标准的6.8和8.8螺钉相兼容，而根据现有技术的工艺所获得的铝质和铜质的螺钉与低等级的螺钉相兼容，特别是与4.8和6.8螺钉相兼容。
本发明并不受上述实施例的限制。作为例子，铆钉螺母的头部5可以在孔8形成的过程中形成，而不是在凹进部分3形成的过程中形成。铆钉螺母的柄可以是任何类型，特别是圆柱形的、平滑的或有凸边的或是多边形的截面。

Claims (11)

1、一种铆钉螺母的制造工艺，包括至少下列的相继步骤：
毛坯金属铸件(1)通过冷镦锻予以加工和变形以形成至少包括有凹进部分(3)的毛坯件(2)，
通过冷镦锻形成一与凹进部分(3)相邻的孔(8)，
在孔(8)中形成内螺纹(10)，
其特征在于，毛坯件(2)在形成凹进部分(3)和形成孔(8)之间经受退火热处理。
2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，毛坯件(2)通过冲压再通过挤压而获得。
3、根据权利要求1和2所述的工艺，其特征在于，孔(8)通过挤压而形成。
4、根据权利要求3所述的工艺，其特征在于，对孔(8)的底部进行钻削。
5、根据权利要求1至4中任何一项所述的工艺，其特征在于，内螺纹(10)是通过材料镦锻攻丝而形成。
6、根据权利要求1至5中任何一项所述的工艺，其特征在于，铆钉螺母的头部(5)在毛坯件(2)的形成过程中形成。
7、根据权利要求1至5中任何一项所述的工艺，其特征在于，铆钉螺母的头部(5)在孔(8)的形成过程中形成。
8、根据权利要求1至7中任何一项所述的工艺，其特征在于，表面处理是在内螺纹(10)形成之后进行的。
9、根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，表面处理是一种防腐处理。
10、一种根据权利要求1至9中任何一项的制造工艺获得的铆钉螺母，其特征在于，它包括一凹进部分(3)和一攻丝区，凹进部分的维式硬度与攻丝区的维式硬度的比值基本上介于0.4与0.75之间。
11、根据权利要求10所述的铆钉螺母，其特征在于，制造铆钉螺的材料选自钢、不锈钢、铝或黄铜。
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