专利名称：锻接指示套箍的制作方法
技术领域：
本发明涉及紧固件，尤其是涉及包括锻接指示套箍的紧固件。
背景技术：
两件式锻接紧固件(通常被称为锁紧螺栓)用来将多个工件相互固定到一起。典型地，锻接式紧固件包括:具有锁定凹槽的销构件；和适合于通过紧固件安装工具而被锻接到销构件的锁定凹槽中的锻接套箍。套箍可以包括一体的垫圈或者凸缘，用于在不嵌入的情况下支承由软钢或者铝所制工件中的高夹持载荷。在许多应用中，套箍安装在中强度到高强度钢上，不要求如软钢和铝所需那么大的支承面积。套箍还可以包括从套箍凸缘伸出的检查凸点，它们是通过安装工具标记出的，以在视觉上指示套箍的完全锻接和安装性能。需要的是一种使用较少材料、同时提供足够支承面积和完全锻接的可见指示的锻接套箍。
发明内容
在一实施例中，锻接套箍包括:箍身，其具有第一端、与第一端相反的第二端和外径；凸缘，其从箍身的第一端沿周向延伸并且具有外径；以及过渡台阶，其形成在箍身的第一端向凸缘过渡的位置处；其中，锻接套箍适合于被锻接，并且其中，当锻接套箍被锻接时，过渡台阶从未变形状态变形到变形状态，在变形状态，过渡台阶与箍身的外径和凸缘的外径融合。在一实施例中，过渡台阶在其未变形状态中是基本上直线型的。在一实施例中，过渡台阶定向成与锻接套箍的纵轴线成一定角度。在一实施例中，该角度为大约90度。在一实施例中，该角度为大约120度。在一实施例中，该角度为大约135度。在一实施例中，该角度在大约90度到大约135度的范围内。在一实施例中，当过渡台阶处于其变形状态时，过渡台阶包括曲线部。在一实施例中，该曲线部包括曲率半径。在一实施例中，该曲率半径在大约0.476英寸到大约0.714英寸的范围内。在一实施例中，所述箍身包括从箍身的第一端延伸至第二端的孔腔、由孔腔所限定的内表面和从所述内表面伸出的装配突起。在一实施例中，锻接套箍还包括低碳钢、退火低碳钢和未退火低碳钢中的至少一种材料。在一实施例中，锻接套箍是镦锻态。
在一实施例中，紧固件包括:销构件，其具有细长的杆部分，该杆部分在一端处终止于头部，并且该杆部分包括螺纹部分，螺纹部分具有多个带锁定凹槽的螺纹；以及锻接套箍，其包括:箍身，该箍身具有第一端、与第一端相反的第二端和外径；凸缘，该凸缘从锻接套箍的箍身的第一端沿周向延伸并且具有外径；和过渡台阶，该过渡台阶形成在箍身的第一端向凸缘过渡的位置处；其中，锻接套箍适合于被锻接到销构件的螺纹部分的锁定凹槽上，并且其中，当锻接套箍被锻接时，过渡台阶从未变形状态变形至变形状态，在变形状态，过渡台阶与锻接套箍的箍身的外径和凸缘的外径融合。
图1是根据本发明的实施例构造的紧固件的分解侧视图；图2是图1中所示紧固件采用的锻接套箍的侧视图；图2A是显示图2中细节2A的放大图；图3是图2中所示锻接套箍的俯视图；图4是图1中所示紧固件的处于安装好位置的局部侧视剖视图，为了对比目的，套箍的一部分示出为处于最小夹距位置，并且另一类似套箍的一部分示出为处于最大夹距位置；图4A是显示图4中细节4A的放大图；以及图5是图2中所示锻接套箍的侧视图，与以虚线示出的相应尺寸的现有套箍的凸缘部分叠加以进行比较。
具体实施例方式参见图1，在一实施例中，紧固件10包括销构件12和锻接套箍14，该锻接套箍大小与形状适合与销构件12配合并且被锻接到其上。在一实施例中，销构件12包括细长的杆部分16，其在一端终止于头部18。在一实施例中，杆部分16包括螺纹部分20和牵拉部分26，该螺纹部分20具有多个带锁定凹槽24的螺纹22，该牵拉部分26具有多个牵拉凹槽
28。在一实施例中，销构件12是由中碳`合金钢制成的。在一实施例中，销构件12是8级强度的螺栓。在其他实施例中，销构件12可以表征为现有技术中的任何已知等级，例如，等级2、等级5、等级8、8.8级和10.9级。在其他实施例中，销构件12可以是由现有技术中已知的其他合适材料制造的。在其他实施例中，销构件12可以是由Mercer等人的美国专利N0.7，293，339中所公开和描述的任何销构件组成，通过引用将该专利完全并入于此。参见图2、2A和3，锻接套箍14包括:管状箍身30，该管状箍身30具有第一端32和与第一端32相反的第二端34 ;凸缘36，该凸缘36自第一端32起并在第一端32沿周向延伸；和贯通孔腔38，该贯通孔腔38从第一端32延伸至第二端34。在一实施例中，箍身30包括大致均匀的圆筒形结构。在一实施例中，在未变形状态中，锻接套箍14包括陡变过渡台阶或台肩40，其形成在箍身30的第一端32向凸缘36过渡的位置处。在一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶40是直线型的或者基本上直线型的。在一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶40定向成与锻接套箍14的纵轴线X-X成大约90度的角度A (参见图2A)。在另一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶40定向成与轴线X-X成大约120度的角度A。在另一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶40定向成与轴线X-X成大约135度的角度A。在另一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶定向成与轴线X-X成范围为大约90度到大约135度的角度A。在一实施例中，在未变形状态中，过渡台阶40可视地指示并区分套箍14的第一和第二端32、34以用于安装。在一实施例中，锻接套箍14包括从套箍14的内表面44伸出的内部装配突起42。在一实施例中，装配突起42包括单线螺纹，例如Dixon的美国专利N0.4，867，625中所示的，通过引用将该专利全部并入于此。在一实施例中，装配突起42定位在锻接套箍14的箍身30的第二端34附近。在另一实施例中，装配突起42定位在锻接套箍14的箍身30的第一端32附近。装配突起42的用途和功能如下所述。在另一实施例中，锻接套箍14不必包括装配突起42。在一实施例中，锻接套箍14是由低碳钢制造的。在另一实施例中，锻接套箍14是由未退火的低碳钢制造的。在另一实施例中，锻接套箍14是由退火的低碳钢制造的。在另一实施例中，锻接套箍14是“镦锻态”并且不需要热处理，如在前述Mercer等人的美国专利N0.7，293，339中所公开和描述的。本文所用术语“镦锻态”是指套箍是应变硬化的，例如冷加工，而不 是利用热处理来改变硬度(例如，淬火和回火；去应力处理；等)。参见图4，在一实施例中，锻接套箍14和销构件12适合于将多个工件46、48固定到一起。在一实施例中，销构件12的杆部分16穿过工件46、48的孔，使头部18抵靠工件46的一侧50，并且杆部分16从工件48的一侧52向外伸出。在一实施例中，锻接套箍14装配在销构件12的杆部分16上，杆部分16插入套箍14的贯通孔腔38内(如图2和3所示)，并且装配突起42与销构件12的螺纹22进行螺纹啮合，以初步将套箍14保持在销构件12上。在一实施例中，把锻接套箍14装配到销构件12上，直到套箍14的凸缘36抵靠工件48的侧面52。在一实施例中，销构件12的牵拉凹槽28适合于被具有锻接砧的紧固件安装工具的卡盘爪的齿(附图中未示出)夹紧。在一实施例中，紧固件安装工具可以由前述Mercer等人的美国专利N0.7，293，339中所公开和描述的工具组成。在一实施例中，紧固件安装工具的锻接砧适合于接合锻接套箍14并且在套箍14和销构件12之间施加相对的轴向力，并且移动到套箍14上并将其锻压到销构件12的锁定凹槽24中(附图中未示出)。在一实施例中，在安装期间，套箍14的过渡台阶40 (图2和2A中所示)被锻压并向内变形为变形状态。图4显示了完全安装在销构件12上的套箍14，显示出当用于固定较薄工件46、48时的最小夹距和用于固定较厚工件46、48时的最大夹距。在一实施例中，当套箍14完全且适当安装时，过渡台阶40 (处于其变形状态)融合到套箍14的外径中，如图4所示，具体地说，融合到箍身30的外径和凸缘36的外径中，并且表现为光滑、流线形的曲线部54。在一实施例中，曲线部54提供了用于指示套箍14已经完全被锻接并安装到销构件12上并且工件46、48被相互固定到一起的可见指示。在一实施例中，如图4A所示，曲线部54具有曲率半径R。在一实施例中，对于1/2英寸的紧固件10，曲率半径R为大约0.476英寸。在一实施例中，对于5/8英寸的紧固件10，曲率半径R为大约0.595英寸。在一实施例中，对于3/4英寸的紧固件10，曲率半径R为大约0.714英寸。当完全安装好时，凸缘36的大小与形状适合提供足够的支承面积，以便在不使套箍14嵌入到工件48中的情况下支承残留夹持载荷。在一实施例中，因为凸缘36的减小的尺寸,制造套箍14所需材料量小于如图5中所示现有技术中已知相应带凸缘的套箍56所需材料量。在一实施例中，材料减少了大约10%到15%。应理解的是，本文所描述的实施例仅是示例性的，并且本领域的技术人员可以在不脱离本发明精神和范围的情况下进行许多变化和改进。所有的变化和改进将包括在如所附权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种锻接套箍，包括: 箍身，其具有第一端、与第一端相反的第二端和外径； 凸缘，其从箍身的第一端沿周向延伸并且具有外径；以及 过渡台阶，其形成在箍身的第一端向凸缘过渡的位置处， 其中，锻接套箍适合于被锻接，并且其中，当锻接套箍被锻接时，过渡台阶从未变形状态变形到变形状态，在变形状态，过渡台阶与箍身的外径和凸缘的外径融合。
2.如权利要求1所述的锻接套箍，其中，过渡台阶在其未变形状态时是基本上直线型的。
3.如权利要求2所述的锻接套箍，其中，过渡台阶定向成与锻接套箍的纵轴线成一定角度。
4.如权利要求3所述的锻接套箍，其中，所述角度为大约90度。
5.如权利要求3所述的锻接套箍，其中，所述角度为大约120度。
6.如权利要求3所述的锻接套箍，其中，所述角度为大约135度。
7.如权利要求3所述的锻接套箍，其中，所述角度在大约90度到大约135度的范围内。
8.如权利要求2所述的锻接套箍，其中，当过渡台阶处于其变形状态时，过渡台阶包括曲线部。
9.如权利要求8所述的锻接套箍，其中，所述曲线部包括曲率半径。
10.如权利要求9所述的锻接套箍，其中，所述曲率半径在大约0.476英寸到大约0.714英寸的范围内。
11.如权利要求1所述的锻接套箍，其中，所述箍身包括从箍身的第一端延伸至第二端的孔腔、由孔腔所限定的内表面和从所述内表面伸出的装配突起。
12.如权利要求1所述的锻接套箍，其中，锻接套箍还包括低碳钢、退火低碳钢和未退火低碳钢中的至少一种材料。
13.如权利要求1所述的锻接套箍，其中，锻接套箍是镦锻态。
14.一种紧固件,包括: 销构件，其具有细长的杆部分，该杆部分在一端处终止于头部，并且该杆部分包括螺纹部分，螺纹部分具有多个带锁定凹槽的螺纹；以及 锻接套箍，其包括:箍身，该箍身具有第一端、与第一端相反的第二端和外径；凸缘，该凸缘从锻接套箍的箍身的第一端沿周向延伸并且具有外径；和过渡台阶，该过渡台阶形成在箍身的第一端向凸缘过渡的位置处， 其中，锻接套箍适合于被锻接到销构件的螺纹部分的锁定凹槽上，并且其中，当锻接套箍被锻接时，过渡台阶从未变形状态变形至变形状态，在变形状态，过渡台阶与锻接套箍的箍身的外径和凸缘的外径融合。
15.如权利要求14所述的紧固件，其中，过渡台阶在其未变形状态时是基本上直线型的。
16.如权利要求15所述的紧固件，其中，过渡台阶定向成与锻接套箍的纵轴线成一定角度。
17.如权利要求16所述的紧固件，其中，所述角度为大约90度。
18.如权利要求16所述的紧固件，其中，所述角度为大约120度。
19.如权利要求16所述的紧固件，其中，所述角度为大约135度。
20.如权利要求16所述的紧固件，其中，所述角度在大约90度到大约135度的范围内。
21.如权利要求18所述的紧固件，其中，当过渡台阶处于其变形状态时，过渡台阶包括曲线部。
22.如权利要求21所述的紧固件，其中，所述曲线部包括曲率半径。
23.如权利要求22所述的紧固件，其中，所述曲率半径在大约0.476英寸到大约0.714英寸的范围内。
24.如权利要求14所述的紧固件，其中，锻接套箍的箍身包括从箍身的第一端延伸至第二端的孔腔、由孔腔所限定的内表面和从内表面伸出的装配突起。
25.如权利要求14所述的紧固件，其中，锻接套箍还包括低碳钢、退火低碳钢和未退火低碳钢中的至少一种材料。
26.如权利要求14所述的紧固件，其中，锻接套箍是镦锻态。
27.如权利 要求1所述的紧固件，其中，销构件包括具有多个牵拉凹槽的牵拉部分。
全文摘要
本发明涉及一种锻接套箍，包括箍身，箍身具有第一端、与第一端相反的第二端和外径；凸缘，该凸缘从箍身的第一端沿周向延伸并具有外径；和过渡台阶，该过渡台阶形成在箍身的第一端向凸缘过渡的位置处。当锻接套箍被锻接时，过渡台阶从未变形状态变形到变形状态，以使过渡台阶与箍身的外径和凸缘的外径融合。过渡台阶在其未变形状态中是基本上直线型的，并且定向成与锻接套箍的纵轴线成一定角度。当过渡台阶处于其变形状态时，过渡台阶包括具有曲率半径的曲线部，以便可视地指示套箍的完全锻接。本发明还涉及一种包括该锻接套箍的紧固件。
文档编号F16B19/08GK103244532SQ20131004278
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月1日 优先权日2012年2月2日
发明者R·J·科比特 申请人:美铝公司