组装螺母的制造方法

专利名称：组装螺母的制造方法
技术领域：
本发明涉及通过对金属板进行拉拔来制造夹紧螺母(clamping皿t)的方法。
背景技术：
用于组装电子产品(例如PDP(等离子显示板)或LCD(液晶显示器))的常规夹紧螺母50具有如图11所示的截面形状。夹紧螺母50用于将电子部件或电子基底安装到金属基底上或者壳体中。 夹紧螺母50包括圆柱形螺母体51、位于螺母体51基部的法兰部分51，以及贯穿夹紧螺母50形成的螺纹53。槽54形成在螺母体51和法兰部分52之间。夹紧螺母50被插入到形成于金属基底或者壳体中的安装孔中，随后槽54与安装孔的周缘相啮合。这样，就将夹紧螺母50安装到基底上或者壳体中。如专利文档1或者专利文档2中所公开的，这样的夹紧螺母50是通过切割或者热锻(hot forging)来制造的。 如果夹紧螺母50是通过切割制造的，则存在这样的问题，即需要很长的处理时间及大量的劳力。此外，考虑到平滑切割，采用了具有良好可加工性的磷青铜作为这种夹紧螺母的材料。然而，存在这样的问题，即磷青铜是一种昂贵的材料，并且由于槽54是通过切割来形成的而导致该材料的损耗。如果这样的夹紧螺母50是通过热锻制造的，则夹紧螺母50将具有较差的表面特性和状态。另外，因为锻造是在高温环境中进行的，所以存在工作环境非常恶劣的问题。 出于上述原因，如专利文档3中所公开的，提供了一种压铆螺母(clinching nut)及其制造方法。压铆螺母是这样制造的通过对金属板进行拉拔来形成法兰部分以及起自该法兰部分的中空圆柱形部分，对中空圆柱形部分的底部进行穿孔，并且贯穿中空圆柱形部分的内表面形成螺纹。 然而，如果使用压铆螺母将电子部件或电子基底安装到金属基底上或壳体中，则发生以下问题 i)因为用于形成螺纹的部分没有足够的厚度，所以在实践中难以形成螺纹。此外，因为该部分强度较弱，所以当使用压铆螺母来安装电子部件或电子基底时，该部分可能会变形。 ii)因为在安装电子部件或电子基底时压铆螺母与电子部件或电子基底之间的接
触面积(参见专利文档3的图2-4)不足，所以电子部件或电子基底在安装后不稳固，而且
表面压力会增加到使所述电子部件或电子基底可能由于集中应力而折断的程度。 因此，希望提供一种制造夹紧螺母的方法，该方法能够以低成本进行而不会导致
材料的损耗，其中所述夹紧螺母允许电子部件或电子基底被稳固地安装。 [专利文档1]:日本未审专利公报No. 2002-227817 [专利文档2]:日本未审专利公报No. 2000-326047 [专利文档3]:日本未审专利公报No. 2006-297455
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技术问题 本发明要提供一种制造夹紧螺母的方法，该方法能够以低成本进行而不会导致材
料的损耗。 技术方案 为了解决上述问题，提供了一种制造夹紧螺母的方法，该方法包括以下步骤对金属板进行拉拔，由此形成具有法兰部分、外中空圆柱形部分和闭合端的中空圆柱形半成品；对所述中空圆柱形半成品的所述闭合端进行反向拉拔，由此形成具有闭合端的内中空圆柱形部分，所述中空圆柱形部分从所述闭合端向内突出；以及执行用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的处理，由此形成紧固部分，同时对所述内中空圆柱形部分的所述闭合端进行穿孔。 此外，通过开槽，在所述外中空圆柱形部分的与所述闭合端相对的开口端的邻近区域形成一个或更多个从所述外中空圆柱形部分的外周向外突出的突起(projection)，并且在所述突起与所述法兰部分之间形成一个或更多个紧固孔，使得所述外中空圆柱形部分的内部与外部彼此连通。 此外，通过攻丝(t即ping)贯穿所述紧固部分而形成螺纹。 所述反向拉拔优选被执行为用于以所述外中空圆柱形部分的内部不受约束的状态形成所述内中空圆柱形部分的无模拉拔(free-drawing)。 所述用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的工艺可以通过多阶段挤压拉拔来进行，所述多阶段挤压拉拔包括以下步骤以所述法兰部分向上设置的状态将所述半成品置于模(die)上，所述模包括接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔，以及从所述安放孔的底部突出并且外径小于所述内中空圆柱形部分的内径的引导凸起(protrusion);以及降低挤压拉拔冲头，使得所述挤压拉拔冲头的末端(tip end)穿入所述外中空圆柱形部分与所述内中空圆柱形部分之间，由此减小所述内中空圆柱形部分的外表面的表面积，其中所述内中空圆柱形部分的材料的与所减小的表面积相对应的体积转化为所述内中空圆柱形部分的厚度，由此增加了所述内中空圆柱形部分的厚度。 此外，所述用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的工艺是通过型锻(swaging)进行的，所述型锻步骤包括以下步骤以所述法兰部分向上设置的状态将所述半成品置于模上，所述模包括接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔，以及从所述安放孔的底部突出并且外径小于所述内中空圆柱形部分的内径的引导凸起；降低型锻冲头，所述型锻冲头被接
纳在中空圆柱形套管中，使得所述套管可相对于所述型锻冲头自由滑动，并且所述套管28的内径大于所述内中空圆柱形部分的外径；在所述套管插入在所述外中空圆柱形部分与所述内中空圆柱形部分之间的状态下使所述型锻冲头的末端与所述内中空圆柱形部分的所述闭合端接触；以及进一步降低所述型锻冲头，以便挤压所述内中空圆柱形部分，使得所述内中空圆柱形部分的材料通过塑性流动而填充由所述套管的内部与所述型锻冲头的外侧所形成的空间，由此增加了所述内中空圆柱形部分的厚度。 所述开槽包括以下步骤以所述法兰部分向上设置的状态将所述半成品置于开槽模上，所述开槽模具有接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔，以及一个或更多个形成在所述安放孔的入口区域的开槽缘，所述开槽缘以预定角度形成有径向凹陷；以及降低开槽冲
5头，所述开槽冲头具有对应于所述开槽模的形状。
有益效果 根据本发明，通过以下步骤来制造夹紧螺母对金属板进行拉拔，由此形成具有法 兰部分、外中空圆柱形部分和闭合端的中空圆柱形半成品；对所述中空圆柱形半成品的所 述闭合端进行反向拉拔，由此形成具有闭合端的内中空圆柱形部分，所述中空圆柱形部分 从所述闭合端向内突出；以及执行用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的工艺，由此形 成紧固部分，同时对所述内中空圆柱形部分的所述闭合端进行穿 L。结果，夹紧螺母的材料 不会损耗，并且未添加用于切割的步骤，由此能够显著降低制造成本。另外，根据本发明， 因为夹紧螺母可以由低廉的成巻钢板制成，所以能够节省材料成本。如果这样的夹紧螺母 是根据本发明制造的，则与这样的螺母是如现有技术中那样通过切割等步骤制造的情况相 比，能够使制造成本降低30 %到40%。 此外，根据本发明，能够以多工位压力机(transfer press)等自动且连续地制造 夹紧螺母。故此，夹紧螺母可以被高效地批量生产。此外，如果夹紧螺母是根据本发明制造 的，则夹紧螺母的表面特性和状况与如现有技术中那样通过锻造来制造的那些夹紧螺母相 比非常好，并且不必在低劣的环境中制造夹紧螺母。 如果夹紧螺母是根据本发明通过拉拔制造的，则与现有技术中通过切割等制造的 夹紧螺母相比，该夹紧螺母中非必要部分的体积变小。结果，有可能使夹紧螺母的重量与常 规夹紧螺母相比减少60 %到80 % 。 此外，根据本发明，有可能通过增加厚度的工艺来增加内中空圆柱形部分的厚度。 因此，能够贯穿厚度得到增加的内中空圆柱形部分而形成螺纹，并且紧固部分的强度可以 得到增强。另外，在安装电子部件或基底时，电子部件或基底与外中空圆柱形部分的底部 (开口端)接触，可以保障足够的接触面积，从而可以稳固地安装电子部件或基底。另外，由 于表面压力增加，故能够防止电子部件或基底的断裂。 此外，根据本发明，通过开槽，在外中空圆柱形部分的与闭合端相对的开口端的邻 近区域中形成了一个或更多个从外中空圆柱形部分的外周向外突出的突起，并且在这些突 起与法兰部分之间形成了一个或更多个紧固孔，使得外中空圆柱形部分的内部和外部彼此 连通。这样，如果夹紧螺母啮合在形成于待结合物体中的安装孔内，则这些突起插入到安装 孔中，由此向安装孔的圆周表面施加很大的压縮力，并且待结合物体的材料填充所述紧固 孔，能够刚性且固定地结合所述物体和夹紧螺母。 另外，如果螺纹是通过攻丝形成在内中空圆柱形部分中的，则常规的螺丝可以与 这种夹紧螺母相啮合，即使该螺丝不是自攻螺丝亦可。 另外，如果反向拉拔被执行为用于以所述外中空圆柱形部分的内部不受约束的状 态形成所述内中空圆柱形部分的无模拉拔，有能够在不减小其厚度的情况下形成内中空圆 柱形部分。 根据本发明的实施方式，用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的工艺可以通过 多阶段挤压拉拔来进行，所述多阶段挤压拉拔包括以下步骤以所述法兰部分向上设置的 状态将所述半成品置于模上，所述模包括接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔，以及从所 述安放孔的底部突出并且外径小于所述内中空圆柱形部分的内径的引导凸起；以及降低挤 压拉拔冲头，使得所述挤压拉拔冲头的末端穿入所述外中空圆柱形部分与所述内中空圆柱形部分之间，由此减小所述内中空圆柱形部分的外表面的表面积，其中所述内中空圆柱形 部分的材料的与所减小的表面积相对应的体积转化为所述内中空圆柱形部分的厚度，由此 增加了所述内中空圆柱形部分的厚度。这样，因为紧固部分的厚度增加，所以有可能以自攻 螺丝形成螺纹，并且紧固部分的强度可以增大。 此外，根据本发明的另一实施方式，用于增加所述内中空圆柱形部分的厚度的工 艺可以通过型锻来进行，所述型锻包括以下步骤以所述法兰部分向上设置的状态将所述 半成品置于模上，所述模包括接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔，以及从所述安放孔的 底部突出并且外径小于所述内中空圆柱形部分的内径的引导凸起；降低型锻冲头，所述型 锻冲头被接纳在中空圆柱形套管中，使得所述套管可相对于所述型锻冲头自由滑动，并且 所述套管的内径大于所述内中空圆柱形部分的外径；在所述套管插入在所述外中空圆柱形 部分与所述内中空圆柱形部分之间的状态下使所述型锻冲头的末端与所述内中空圆柱形 部分的所述闭合端相接触；以及进一步降低所述型锻冲头，以便挤压所述内中空圆柱形部 分，使得所述内中空圆柱形部分的材料通过塑性流动而填充由所述套管的内部与所述型锻 冲头的外侧所形成的空间，由此增加了所述内中空圆柱形部分的厚度。这样，因为紧固部分 的厚度增加，所以有可能以自攻螺丝来紧固物体或者形成螺纹，并且紧固部分的强度可以 增加。 最后，根据本发明的另一实施方式，所述开槽可以包括以下步骤以所述法兰部分 向上设置的状态将所述半成品置于开槽模上，所述开槽模具有接纳所述外中空圆柱形部分 的安放孔，以及一个或更多个形成在所述安放孔的入口区域的开槽缘，所述开槽缘以预定 角度形成有径向凹陷；以及降低开槽冲头，所述开槽冲头具有对应于所述开槽模的形状。这 样，因为突起和紧固孔都可以仅通过降低开槽冲头而同时形成，所以制造效率较高。


当结合附图考虑以下详细说明时，将更清楚本发明的前述及其他目标、特征和优 点，在附图中 图1示出了夹紧螺母的立体图，该夹紧螺母是根据本发明的制造夹紧螺母的方法 而制造的； 图2示出了图1的垂直截面图；
图3示出了图1的水平截面图；
图4示出了图1的底视图； 图5示出了本发明的制造夹紧螺母的方法的步骤；
图6A和6B示出了用于描述反向拉拔步骤的子步骤的图；
图7是用于描述多阶段挤压成形步骤的图；
图8示出了用于描述型锻步骤的子步骤的图；
图9示出了用于描述开槽步骤的图； 图10示出了用于描述将夹紧螺母耦合到待安装物体的方法的图；而
图11示出了常规夹紧螺母的截面图。
具体实施例方式(关于根据本发明而制造的夹紧螺母) 以下，将参照附图来描述本发明的示例性实施方式。 图1示出了夹紧螺母的立体图，该夹紧螺母是根据本发明的制造夹紧螺母的方法 而制造的。图2示出了图1的垂直截面图，图3示出了图1的水平截面图，而图4示出了图 1的底视图。夹紧螺母1包括外中空圆柱形部分2、法兰部分3、内中空圆柱形部分4(紧固 部分)、多个紧固孔5以及多个突起6。 外中空圆柱形部分2被形成为具有一个封闭端的中空圆柱体的形状。外中空圆柱 形部分2的水平截面形状为圆形。法兰部分3从外中空圆柱形部分2的开口端垂直于外中 空圆柱形部分2的径向而延伸。如图3和4中所示，法兰部分3在本实施方式中呈六边形。
内中空圆柱形部分4被形成为中空圆柱形的形状，并且从外中空圆柱形部分2的 闭合端2a、与外中空圆柱形部分2共轴地延伸到外中空圆柱形部分2的内部。内中空圆柱 形部分4充当紧固部分。内中空圆柱形部分4的内周面形成有螺纹7。
突起6形成在外中空圆柱形部分2的开口端的邻近区域的周围，其中每个突起6 都从外中空圆柱形部分2的外周面以预定角度向外突出。此外，突起6还从外中空圆柱形 部分2向内突出。紧固孔5形成在法兰部分6与外中空圆柱形部分2的突起6之间，使得 外中空圆柱形部分2的内部和外部彼此连通。
(关于本发明的制造夹紧螺母的方法) 现在将描述本发明的制造夹紧螺母的方法。图5示出了本发明的制造夹紧螺母的 方法的步骤。 通过下料(blanking)步骤，以在钢板中形成圆形开口的方式抽出轧制钢板坯料 (blank)，由此形成圆形坯料。 将圆形坯料转移到第一拉拔步骤。在第一拉拔步骤中，圆形坯料被置于具有拉拔 口的拉拔模上，该拉拔口的顶部周围形成有圆形凹陷，并且从上侧降下基本上为圆柱形的 冲头，以便使所述圆形坯料塑性变形，由此形成具有闭合端的圆柱体形状。
如果第一拉拔步骤终止，则将具有闭合端的第一拉拔中空圆柱形半成品依次转移 到第二和第三拉拔步骤，使得第一拉拔中空圆柱形半成品被逐渐拉拔得更深，由此形成具 有闭合端的第三拉拔中空圆柱形半成品。第一到第三拉拔步骤中每一步的主要参数都是冲 头和模开口的半径、冲头与模之间的距离、拉拔速率、冲力、模气垫压力、润滑等等。如果第 三拉拔步骤终止，则将具有闭合端的第三拉拔中空圆柱形半成品转移到反向拉拔步骤。
图6A和6B示出了用于描述反向拉拔步骤的子步骤的图。反向拉拔步骤由无模拉 拔步骤(图6A)和净成型步骤(图6B)组成。在无模拉拔步骤中使用的模19具有如图6A 中所示的基本上为圆柱形的安放凸起19a。安放凸起19a的直径比外部中空圆柱形部分2 的内径小一些。在无模拉拔步骤中使用的冲头20具有如图6A所示的圆柱形形状。
具有闭合端的中空圆柱形半成品以法兰部分3向下设置的方式被置于模19上，随 后降低冲头20，使得冲头20与中空圆柱形半成品的闭合端2a相接触并使该闭合端2a塑性 变形，由此形成内中空圆柱形部分4 。这样，该无模拉拔步骤是在外中空圆柱形部分2的内 部和外部均不受约束的状态下进行的。 无模拉拔步骤的主要工艺参数是冲头20的形状、在粗略形成内中空圆柱形部分4
8时的拉拔速率和冲力，等等。 当无模拉拔步骤终止时，该半成品被成型为内中空圆柱形部分4的形式。如图6B 中所示，在净成型步骤中使用的净成型模21呈圆柱形，并且充当净成型凹陷21a的槽共轴 地形成在净成型模21的顶部。净成型模21的外径比外中空圆柱形部分2的内径小一些。 如图6B中所示，在净成型步骤中使用的净成型模22具有呈圆柱形的净成型凸起22a。
粗略形成有内中空圆柱形部分4的半成品以法兰部分3向下设置的方式被置于净 成型模21上，降低净成型冲头22从而使粗略形成的内中空圆柱形部分4塑性变形，使得净 成型凹陷21a与净成型凸起22a之间的空间填充了该半成品的材料，由此形成内圆柱形部 分4的净型。 如上面描述的，用于形成内中空圆柱形部分4的反向拉拔步骤被分成无模拉拔步
骤和净成型步骤，并且内中空圆柱形部分4是在不约束外中空圆柱形部分2的内部和外部
的情况下通过无模拉拔而粗略形成的。这样，有可能防止塑性流的妨碍，因此有可能防止内
中空圆柱形部分4的厚度变薄，其中当外中空圆柱形部分2受到约束时导致塑性流的妨碍。 尽管本实施方式中的无模拉拔步骤是在不限制外中空圆柱形部分2的内侧和外
侧两者的情况下进行的，但是，即使内中空圆柱形部分4是在仅外中空圆柱形部分4的内侧
不受约束的状态下粗略形成的，仍可能防止内中空圆柱形部分4的厚度变薄。 当反向拉拔步骤终止时，将具有内中空圆柱形部分4的半成品转移到多阶段挤压
拉拔步骤。 图7是用于描述多阶段挤压拉拔步骤的图。在多阶段挤压拉拔步骤中使用的模23 形成有如图7中所示的圆柱形安放孔23a。外中空圆柱形部分2被接纳到安放孔23a中。 引导冲头23b安装在安放孔23a内。引导冲头23b具有从基本上为圆柱形的基座件23c突 出的引导凸起23d。引导凸起23d的截面是圆形的，并且与安放孔23a共轴。因为外径23d 小于内中空圆柱形部分4，所以当形成有内中空圆柱形部分4的半成品被置于模23上时，内 中空圆柱形部分4与引导凸起23d之间的间隙仍旧是空的。 在多阶段挤压拉拔步骤中使用的挤压拉拔冲头24具有圆柱形的形状，并且在挤 压拉拔冲头24的末端24b上形成有拉拔凹陷24a。拉拔凹陷24a的截面形状为圆形并且与 挤压拉拔冲头24的外围共轴。拉拔凹陷24a的内径小于内中空圆柱形部分4的外径。
在多阶段挤压拉拔步骤中，外中空圆柱形部分2以法兰部分3向下设置的状态被 插入到拉拔凹陷24a中，由此将该半成品置于模23上。从该状态开始，如果降低挤压拉拔 冲头24，则末端24b插在外中空圆柱形部分2与内中空圆柱形部分4之间。如上面描述的， 因为拉拔凹陷24a的内径小于内中空圆柱形部分24的外径，所以内中空圆柱形部分4因拉 拔凹陷24a而变窄。结果，内中空圆柱形部分4的外表面减小，并且与外表面减小量相对应 的体积塑性流动且转化为内中空圆柱形部分4的厚度，由此增加了内中空圆柱形部分4的 厚度。同时，因为内中空圆柱形部分4的内侧的形状被引导凸起23d所约束，所以内中空圆 柱形部分4的内侧的形状保持不变。此外，因为内中空圆柱形部分4受到了挤压拉拔冲头 24的轴向压縮力，所以中空圆柱形部分4的高度被压縮为引导凸起的高度。
在多阶段挤压拉拔步骤终止之后，中空圆柱形部分4的内径变为基本上等于拉拔 凹陷24a的内径，并且内中空圆柱形部分4的内径变为基本上等于引导凸起24a的外径。如 此，有可能通过适当地设置拉拔凹陷24a的内径和引导凸起23d的外径来增加内中空圆柱形部分4的厚度。另外，根据本实施方式，通过进行一次多阶段挤压拉拔，内中空圆柱形部 分4的厚度增加约3%。根据本实施方式，如果通过使用具有内径较小的压制凹陷24a的 挤压拉拔冲头24a以及具有外径较小的引导凸起23d的引导冲头23b进行该多阶段挤压拉 拔三到四次，就有可能将内中空圆柱形部分4的厚度增加约10%。如果多阶段拉拔步骤终 止，则将半成品转移到穿孔步骤。 在穿孔步骤中，半成品被置于穿孔模(未示出)上，并且降低冲头以对内中空圆柱 形部分4的闭合端4a(图5)进行穿孔。当穿孔步骤终止时，降半成品转移到型锻步骤。
图8示出了用于描述型锻步骤的子步骤的图。如图8中所示，在型锻步骤中使用 的模26形成有圆柱形的安放孔26a。外中空圆柱形部分2被接纳在安放孔26a中。引导冲 头27安装在安放孔26a内。引导冲头27a具有从基本上为圆柱形的基座件27a的顶部凸 出的引导凸起27b。引导凸起27b的截面是圆形的，并且与安放孔26a共轴。引导凸起27b 的外径比内中空圆柱形部分4的外径小一些。 在型锻步骤中使用的冲头包括中空圆柱形套管28，以及接纳在该套管28中的圆 柱形型锻冲头29。套管28可相对于型锻冲头29自由滑动。型锻冲头29的外径比套管28 的内径小一些。至少一个弹簧30安装在套管的顶部。套管28的内径大于内中空圆柱形部 分4，因此如图8中所示在它们之间形成了空隙(clearance) c。 在型锻步骤中，通过以法兰部分3向上设置的状态将外中空圆柱形部分2插入到 安放孔26a中而将半成品置于模26上。降低套管28和型锻冲头29。如果套管28被插入 到外中空圆柱形部分2与内中空圆柱形部分4之间，并且套管28的末端与外中空圆柱形部 分2的闭合端2a相接触，则弹簧30被压縮，并且套管28的降低停止。此外，如果降低型锻 冲头29，则内中空圆柱形部分4被压縮。然而，因为内中空圆柱形部分4的内侧受到了引导 冲头27的引导凸起27b的约束，所以内中空圆柱形部分2的材料不会向内作塑性流动。随 着型锻冲头29降低，内中空圆柱形部分2的材料向外作塑性流动。结果，材料填充了套管 内部与型锻冲头29外部之间的空间，由此增加了内中空圆柱形部分4的厚度。假设在进行 型锻之前内中空圆柱形部分4的厚度为t，则内中空圆柱形部分4的厚度通过型锻而增加到 t+c，其中c表示增加的厚度。根据本实施方式，内中空圆柱形部分4的厚度增加了约10% 到30%。 型锻步骤的主要工艺参数是型锻冲头29的冲力、内中空圆柱形部分4的厚度与长
度的比率、润滑等等。如果型锻步骤终止，则将半成品转移到开槽步骤。 如上面描述的，通过多阶段挤压拉拔或型锻，内中空圆柱形部分的厚度得到增加，
由此形成了紧固部分。 图9示出了用于描述开槽步骤的图。如图9中所示，在开槽步骤中使用的开槽模 形成有圆柱形的安放孔32a。安放孔32a比外中空圆柱形部分2的外圆周大一些。外中空 圆柱形部分2被接纳在安放孔32a中。多个开槽缘32b通过多个径向凹陷而形成在安放孔 32a的入口区域。 在开槽步骤中使用的开槽冲头33是圆柱形的。开槽冲头33的外径比外中空圆柱 形部分2的内径小一些。开槽冲头33具有多个在对应于开槽缘32b位置的位置处从开槽 冲头33周边突出的开槽突起33a，其中开槽突起33a的形状对应于开槽缘33b的形状。换 言之，开槽突起33a以预定角度从开槽冲头33的周边突起。如果开槽冲头33降低，则开槽冲头33a与开槽缘33b啮合。 在开槽步骤中，通过以法兰部分向上设置的状态将外中空圆柱形部分2插入到安 放孔32a中而将半成品置于开槽模32上。从该状态开始，如果开槽冲头33降低，则开槽突 起33a与开槽缘32b啮合，由此剪切外中空圆柱形部分4的开口端的邻近区域，由此在该区 域中形成如图l和2中所示的紧固开口 5。此时，剪切区域被开槽突起33a挤印(coin)，由 此形成突起6。开槽步骤的主要工艺参数是开槽模32与开槽冲头33之间的距离、开槽突起 33a的切割缘的角度，以及开槽力。如果开槽步骤终止，则将半成品转移到修整步骤。
在修整步骤中，将半成品的法兰部分3的不必要部分修整为非圆形的形状，例如 矩形、六边形、八边形或锯齿形状。在本实施方式中，法兰部分3被形成为图1-4中所示的 六边形。 在本实施方式中，下料至修整步骤是由多工位压力机(一种通过用转移单元将半 成品转移到各个模来进行上述每一步骤的压力机设备)进行的。这样，下料至修整步骤可 以由多工位压力机自动且连续地进行，由此高效地生产出夹紧螺母。此外，半成品可以依次 从下料步骤转移到修整步骤(这可以由具有以预定间隔设置并且依次在模内转移的多个 模具的压力机设备进行，从而在针对每个步骤的上述间隔转移半成品的同时，各个步骤依 次执行，其中所述压力机设备还被称为逐步压力机)。 在修整步骤终止后，在攻丝步骤，在作为紧固部分的内中空圆柱形部分4内对半 成品形成螺纹。攻丝步骤是由滚压丝锥(rolling t即)或机用丝锥(machine t即)进行的。
当攻丝步骤终止时，通过清洗步骤去除附着在半成品上的机油、切屑和杂质，所述 清洗步骤包括预处理清洗、去油清洗和水清洗。如果清洗步骤终止，则在镀覆(plating) 步骤中对半成品进行镀覆，所述镀覆步骤包括无电镀覆、熔融锌镀覆等等，由此完成夹紧螺 母。通过以这种方式对夹紧螺母的表面进行镀覆，有可能提高防腐蚀性，由此有可能防止夹 紧螺母随时间流逝而发生的损坏。如果夹紧螺母1是由非铁金属制成的，可以略过该镀覆 步骤。(将夹紧螺母结合到待结合物体40上的方法) 接下来，对把根据本发明的方法而制造的夹紧螺母1结合到物体40上的方法进行 描述。图IO示出了用于描述将夹紧螺母结合到待安装物体上的方法的图。在压铆(press riveting)步骤中将夹紧螺母1结合到物体40上。物体40形成有安装孔40a，该安装孔40a 比外中空圆柱形部分2的外周大一些。在压铆步骤中使用的插入模35形成有安放孔35a， 该安放孔35a比外中空圆柱形部分2的外周大一些，使得安放孔35a接纳外中空圆柱形部 分2。基本上圆柱形的成形冲头36设置在安放孔35a的上方。 物体40以安装孔40a和安放孔35a彼此共轴并且外中空圆柱形部分2被插入到 安装孔40a和安放孔35a中的方式置于插入模35上，由此设置夹紧螺母1 。在这种状态下， 如果挤压成形冲头36降低，则突起6塑性变形并且穿入到安装孔40a中，并且法兰部分3 也被插入到物体40中。当法兰部分3被插入到物体40中时，物体40的材料塑性流入到紧 固孔5中达法兰部分3压配到物体40中的体积，由此填充紧固孔5。这样突起6就被插入 到安装孔40a中，并且在安装孔40a的表面上施加了强大的压縮力，由此将夹紧螺母固定地 结合到物体40上。此外，因为物体40的材料填充了紧固孔5，所以物体40和夹紧螺母1更 刚性且固定地彼此结合。
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如上面描述的，因为法兰部分3被形成为非圆形的形状，例如矩形、六边形、八边 形或锯齿形，并且被插入到物体40中，所以当螺丝啮合夹紧螺母1时，夹紧螺母1的紧固旋 转被抑制，由此防止了夹紧螺母1和物体40之间的结合断裂。 压铆步骤的主要工艺参数是物体40的安装孔40a与夹紧螺母1之间的距离、突起 6的厚度，以及紧固孔5的宽度和高度。 尽管在本实施方式中螺纹7是在上述攻丝步骤中形成于紧固部分中，即形成于内 中空圆柱形部分4中，但是如果夹紧螺母被自攻螺丝紧固的话该攻丝步骤可以省略。
尽管在本实施方式中内中空圆柱形部分中形成有紧固部分的区域的厚度是通过 多阶段挤压拉拔和型锻来增加的，但是内中空圆柱形部分4的厚度也可以根据期望通过仅 使用多阶段挤压拉拔和型锻中的一种来增加。此外，尽管在上述实施方式中是进行多阶段 挤压拉拔，随后进行穿孔，随后再进行型锻，但是本发明并不限于这些步骤的次序，并且步 骤的次序可以被可选地确定。 另外，本发明的用于制造夹紧螺母的方法的材料并不限于轧制钢板，本发明的方 法可应用于任何类型的金属板，包括非铁金属板，例如铜板、不锈钢板、铝板等。
权利要求
一种制造夹紧螺母的方法，该方法包括以下步骤对金属板进行拉拔，由此形成具有法兰部分(3)、外中空圆柱形部分(2)和闭合端(2a)的中空圆柱形半成品；对所述中空圆柱形半成品的所述闭合端进行反向拉拔，由此形成具有闭合端(4a)的内中空圆柱形部分(4)，所述内中空圆柱形部分(4)从所述闭合端向内突出；以及执行用于增加所述半成品的所述内中空圆柱形部分(4)的厚度的处理，同时对所述半成品的所述内中空圆柱形部分(4)的所述闭合端(4a)进行穿孔，由此形成紧固部分。
2. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括开槽步骤，在与所述闭合端(2a)相对 的开口端的邻近区域形成一个或更多个从所述外中空圆柱形部分(2)的外周向外突出的 突起(6)，并且在所述突起(6)与所述法兰部分(3)之间形成一个或更多个紧固孔(5)，使 得所述外中空圆柱形部分(2)的内侧和外侧彼此连通。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，该方法还包括以下步骤 贯穿所述紧固部分形成螺纹(7)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述反向拉拔被执行为在所述外中 空圆柱形部分(2)的内部不受约束的状态下形成所述内中空圆柱形部分(4)的无模拉拔。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述用于增加所述内中空圆柱形 部分(4)的厚度的处理是通过多阶段挤压拉拔来进行的，所述多阶段挤压拉拔包括以下步 骤在所述法兰部分(3)向上设置的状态下将所述半成品置于模(23)上，所述模包括接纳 所述外中空圆柱形部分(2)的安放孔(23a)，以及从所述安放孔(23a)的底部突出并且外径 小于所述内中空圆柱形部分的内径的引导凸起；以及降低挤压拉拔冲头(24)，使得所述挤压拉拔冲头的末端穿入所述外中空圆柱形部分 (2)与所述内中空圆柱形部分(4)之间，由此减小所述内中空圆柱形部分(4)的外表面的表 面积，其中与所减小的表面积相对应的体积转化为所述内中空圆柱形部分的厚度，由此增 加了所述内中空圆柱形部分(4)的厚度。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述用于增加所述内中空圆柱形部 分(4)的厚度的处理是通过型锻来进行的，所述型锻包括以下步骤在所述法兰部分(3)向上设置的状态下将所述半成品置于模(26)上，所述模(26)包 括接纳所述外中空圆柱形部分的安放孔(26a)，以及从所述安放孔(26a)的底部突出并且 外径小于所述内中空圆柱形部分(4)的内径的引导凸起(27b);降低型锻冲头(29)，所述型锻冲头被接纳在中空圆柱形套管(28)中，使得所述套管 (28)可相对于所述型锻冲头(29)自由滑动，并且所述套管(28)的内径大于所述内中空圆 柱形部分(4)的外径；在所述套管(28)插入在所述外中空圆柱形部分(2)与所述内中空圆柱形部分(4)之 间的状态下使所述型锻冲头(29)的末端与所述内中空圆柱形部分(4)的所述闭合端相接 触；以及进一步降低所述型锻冲头(29)，以挤压所述内中空圆柱形部分(4)，使得所述内中空 圆柱形部分(4)的材料通过塑性流动而填充由所述套管(28)的内部与所述型锻冲头(29) 的外侧所形成的空间，由此增加了所述内中空圆柱形部分(4)的厚度。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述开槽步骤包括以下步骤在所述法兰部分(3)向上设置的状态下将所述半成品置于开槽模(32)上，所述开槽模 具有接纳所述外中空圆柱形部分(4)的安放孔(32a)，以及形成在所述安放孔(32a)的入口 区域的一个或更多个开槽缘，所述开槽缘以预定角度形成有径向凹陷，以及降低开槽冲头(33)，所述开槽冲头具有对应于所述开槽模(32)的形状。
全文摘要
公开了一种制造夹紧螺母的方法，该方法能够以低成本进行，因为不会发生损耗。通过对金属板进行拉拔而形成具有闭合端的中空圆柱形半成品，通过对所述中空圆柱形半成品进行反向拉拔而形成从所述闭合端(4a)向内突出的内中空圆柱形部分(4)，执行用于增加所述内中空圆柱形部分(4)的厚度的工艺，以形成紧固部分，同时对所述内中空圆柱形部分(4)的所述闭合端(4a)进行穿孔。所述用于增加厚度的工艺优选地通过多阶段挤压拉拔来进行，多阶段挤压拉拔通过挤压拉拔冲头来减小内中空圆柱形部分(4)的外表面的表面积，使得内中空圆柱形部分(4)的材料的与所减小的表面相对应的体积通过塑性流动而转化为内中空圆柱形部分(4)的厚度。此外，所述用于增加厚度的工艺可以通过型锻来进行。
文档编号F16B37/00GK101743075SQ200880023661
公开日2010年6月16日 申请日期2008年5月7日 优先权日2007年5月8日
发明者金烘圭 申请人:到河股份有限公司