密封终端组件销及生产方法和设备的制作方法

专利名称:密封终端组件销及生产方法和设备的制作方法
本发明涉及密封终端组件，特别是改进的密封终端销及其制造方法与设备。
众所周知，密封终端组件技术采用一种导电的终端销，它具有一个停止法兰和一个直柄。每个销由套筒围住并用玻璃等可熔材料密封在形成终端体孔的唇部内。此类密封终端组件的各种设计可见诸1981年10月20日颁发给本杰明·鲍斯基的美国专利4，296，275以及1984年7月24日颁发给本杰明·鲍斯基与格伦·A·抗康普的美国专利4，461，925。
过去，这种导电终端销的停止法兰用一般所谓的“冷镦锻”方法成形。销坯在往复的压机和一个底模之间进行锻压。压机和底模之间有一个法兰成形凹槽，故压好的销坯根据压机和底模之间的凹槽呈现法兰的形状。销坯上的保险丝状区域要用第二道金属加工滚压工序在邻近“冷镦锻”法兰的毛胚上滚槽来形成。过去的这种多工序方法费用较大而生产率低，销的强度和导电性能有时受到轴向和纵向应力以及由于冷镦锻和随之滚槽而引起的金属结晶的影响。
本发明意识到在过去的终端销成形方法中的这些问题，提出了一种完美的，导电质量改进并一致的终端销的成形方法和设备。新的方法和设备保证了金属密度的基本一致和导电终端销始终如一的高质量，其生产率高，成本较低，且增加了材料的节约。此外，成品终端销在其法兰处和希望增强的后面部份的强度提高了，同时，销具有一个规定的保险丝状区域，用以应付组件其他部份或与组件有关的总设备可能发生的故障。而且，本发明的新方法和设备可现成利用规定的合金，进行减径成形操作并在操作时控制金属流动以减少金知浪费，保证金属密度基本一致，使销的工作质量始终如一。
阅读了本文公开的内容后，熟悉此专业者对本发明的各种其他特点将会明白。
本发明特别提出了一种密封终端组件用导电终端销的成形方法，它包括将金属线材从储料区送往切割区;在切割区将线材切成规定尺寸的销坯;再把销坯从切割区送往滚压成形区;将每个毛坯滚压，移动一部份金属以形成一个径向伸展的法兰以及一个紧揍法兰作为保险丝状区域的减径槽。此外，本发明提出了将金属销坯滚压成终端销的新模具，它包括在模具面上的平表面，在它的轮廓中包括使金属移动的纵向刀背，它具有与平表面成休止差角的侧边，用以将毛坯的部份金属移向毛坯两端的中部以形成一个径向伸展的法兰，并在紧挨法差处形成一个减径槽以作为保险丝状的区域。而且，本发明提出了一种在密封终端组件中导电的新终端销，它具有一个从主体径向伸展出来的斜面法兰，在法兰两侧的主体上有一对坯形槽，其中一个形成保险丝状区域，而另一个用来锁住金属的流动以防止销坯在成形操作时伸长而非所望的法兰的成形。
应当理介，熟悉此专业者可在本发明的范围和精神内作各种更改。例如，金属销线材可不以卷材的形式储存，可用数种切割或切断方式之一将金属销切成规定尺寸，在模具方面可改变槽的位置和角度，也能改变可创造出不同形式的法兰、保险丝状区域和锁槽区域的槽的深度。
现参阅公开了本发明方法、模具和销的一个优越实施方案的附图，图2-13是用来分别表示模具单项特点的示意和分组图。
图1是方块图形式的示意图，方块表示完成本发明方法每道工序的机器;
图2a，2b和2c分别是正视、底视和放大的进口端视图，该组图表示本发明模具的销滚压平表面，为清楚起见，该组图省略了某些将在后面图中表示的细节;
图3a，3b和3c分别是部份的正视、剖视和放大端视图，该组图表示在模具刀背侧边用以形成每个销坯上槽的复合角的细节，剖视图取自图3a中沿3b-3b线的平面;
图4a，4b和4c分别是部份的正视，剖视和放大端视图，该组图表示在模具刀背侧边用以形成每个销坯下槽的复合角的细节，剖视图取自图4a中沿4b-4b线的平面;
图5a和5b分别是部份的正视和放大端视图，该组图表示在槽成形刀背侧边用以将金属导向销坯一端的复合角的细节;
图6a和6b分别是正视和顶视图，该组图表示进口端倾斜角的细节;
图7a和7b分别是正视和剖视图，该组图表示为金属溢出用的储存槽，剖视图取自图7a中沿7b-7b线的平面;
图8a和8b分别是表示出口端倾斜角的移动或长模出口端的部份正视和平面图;
图9a和9b分别是部份的正视和剖视图，表示模具出口端的卸压腔和卸压角，剖视图取自图9a中沿9b-9b线的平面;
图10a，10b和10c分别是正视、平面和进口端视图，该组图表示模具中短模的新型托架结构;
图11a，11b和11c是短模进口端的部份正视，平面和端视图，该组图表示销坯进入模具时的情况;
图12是长模和短模组合的放大进口端视图;
图13是长模和短模组合在滚压销坯的开始位置时的平面图;
图14是本发明的新型终端销的放大图。
现参阅附图之图1，成卷的线材2从料仓和供料区3经送料器4送入切割区6，线材被切成规定长度的金属销坯7，然后再将其从切割区6送往滚压成形区8。在滚压成形区内，每个销坯的一部份金属被移动以在坯料上形成一个径向伸展的停止法兰9和一个紧挨法兰用作保险丝状区域11的减径槽(图14)。将坯料7滚压成密封终端组件的终端销是用一种出色而新颖的，具有一对间隔开的配套模子12和13的模具完成的。模子12相对固定模子13作往复移动，它略长于固定模或短模。滚压成形销坯7用的基本相同的模具面对平表面的细节将在后面叙述。应当注意，线材2可以是几种合适金属材料诸如不锈钢或铜芯不锈钢446S.S.中的一种，它可以成卷地储存在料仓和供料区3，但也可以储存材料和长度合运的棒材。任何一种已知的线材输送与切割机械可用来完成本发明方法之送料切割与模子动作工序，以及一种称之为“Rapid-Air”的商用送料器和“Hartford NO.312”喂料辊被发现很适用，该新发明是基于终端销成形方法的若干工序、用以完成成形的特殊模具以及终端销本身。
现参阅图2，通过13以及附图，将可领会对新模具的各种说明。应当理介，往复长模12和固定短模13以下列方式固定在模子动作机械里，即相隔的两平表面从顶至底互相平行，在长模12往复经过固定短模13时，两表面的间隔使圆柱形的金属销坯同时旋转和挤压。在一个操作过程中，每个坯料7在横贯间隔模的长度上被滚压，而在模面上的几何形状被压到销坯上。在行程的终点，再成型销坯(图14)从模子12和13出来，而往复模12回到开始位置以处理另一个销坯7，在本发明的最佳实施方案中，该销坯是自动送往模具的。用自动化机械制造的终端销的生产率大约是每分钟10～1000件，视设备和所滚压的零件而定。
现参阅图2a，2b和2c，特别是图2a和2c，它表示固定短模上13的销滚压平表面和往复长模12的外尺寸，在端视图2c特别可以看到销7成形后(图14)在其外径上的形状。在这方面要注意间隔开的平行的台肩或刀背14和16，它们用来形成保险丝状槽区域11和第二槽区域17，由刀背14轮廓所形成的槽11要比由刀背16所形成的槽17更深更宽，锁槽17用来控制成形操作时的次要的金属流动。从图2c特别可以看到，在台肩或刀背14和16之间有一个凹槽18，藉刀背14和16移动的金属流入该凹槽以形成斜面的停止法兰9。应当注意图2c，分别构成刀背14的上下侧边19和21的水平倾斜度是不同的，侧边19的水平倾斜度约为30°，而侧边21的水平倾斜度约为65°。还应注意图2b，即底视图，固定短模13在其两端从开槽平工作表面22至对立的非工作表面23向外倾斜约5°以保持模子原来的位置。短模13的上部在24处即从模子的进口端至出口端的约一半处降低一截以适应在图11a-11c中将要讲到的模子功能。虽然只对固定短模13工作表面22的槽作了详述，但往复模12的开槽工作表面基本上是相同的，除了另行指出之外。
现参阅图3a，3b和3c，它表示模具刀背侧边14采用的，借以形成上槽11的复合角的细节。图中之25表示变化角，它用来将上槽成形时的移动金属向下导向法兰成形凹槽18(图2c)。如26所示，约小于模槽长度的一半用作最后加工的滚压停顿区，并保持从图14所见的规定形状的部份。
现参阅图4a，4b和4c，它表模具刀背侧边16采用的，借以形成下槽17的复合角的细节。图中之27表示变化角，它用来将下槽成形时的移动金属向上导向法兰成形凹槽18(图2c)。如28所示，约大于模槽长度的一半用作最后加工的滚压停顿区，并保持从图14所见的规定形状的部份。
现参阅图5a和5b，在刀背14的上侧边有一个复合角29，它用来将上槽区域11成形时多余的流动金属导向销坯7的上端。复合角所以必要是因为槽区域11成形时金属移动的体积超过了停止法兰9在凹槽内18成形所需的金属量。
现参阅图6a和6b，倾斜角31从进口向小于模长一半之处伸展，它用来保证刀背在沿模长的给定距离内逐渐渗入，它使金属沿模长逐渐移动并且防止销坯滑移和伴随而来的变形。模子进口端的上角32做成圆角或倒角以允许并促进销坯插入并绕其轴线旋转，并借模具移动金属。
现参阅图7a和7b，它表示一条跟在刀背14复合角29后面的储料槽33，复合角29如上所述，用来在上槽11成形时将多余的金属引导向上，储料槽33在滚压循环的早期接收一部份向上移动的金属，当销坯接近模具的出口端时，金属被滚压回形成槽11的槽成形刀背14，它保证了沿滚压槽14圆周的边缘轮廓清楚。应当注意图7a，储料槽33跟在槽成形刀背14角度的后面，然后与刀背14短暂地成水平，纵向伸展略超过模长的一半。
现参阅图8a和8b，长模12出口端的平面图和正视图表示在槽成形刀背顶上的一个倾斜型卸压角34(这种卸压角在两个模子上均有)。而图9a和9b表示一个倾斜型的卸压角36和一个卸压腔37。当坯料7成形的滚压负荷被消耗时这些卸压角用来避免销坯7被模具夹紧，而模具在滚压时产生的径向负荷的作用下弹回正常的位置。
现参阅图10a，10b和10c，它表示短模支承托架的细节。从表示模子13的进口端的图10c中可以看到，下托架38延伸超出滚压成形部份39的端部，当销坯进入模具时，下托架为销坯7的端部提供一个座。滚压成形刀背和托架38之间的距离可根据销坯尺寸和法兰位置进行选择，当法兰9滚压到坯料上时，托架用来限制金属轴向挤进每个坯料7的长度。从图10c可以看到，本体39和托架38之间的倒角41在销坯7停在托架38上时，为销坯7的端部作前导。应当注意图10a和10b，在为托架上提供一个阶式开口42之前，托架38的伸展以过模具工作长度之半为好，而开口42用来在法兰9成形后防止销坯在模具内闭锁。模子出口端的卸压角43使销坯在出去时不产生金属变形。
现参阅图11a，11b和11c，它用来进一步表示配套模具进口边上的模子上部，特别是当坯料被导向停止托架38时用于销坯7的短模13导板(图10a，10b和10c)。模子进口处的切口44在销坯进入模具时用作销坯的导板，悬伸部份46在滚压成形操作时用来限制销坯上端的轴向发展。复合的倾斜角47用来逐渐引导销坯进入滚压成形操作。
现参阅图12和13，可见到包括长短模的模子组合的端视和平面图，包括固定模(短模13)和往复模(长模12)配合平面上的槽成形刀背或台肩14和16。亦须注意销坯导向切口44和对置的挡块42和46(图12)，挡块用来控制和限制每个坯料在两端滚压时的轴向发展。
在实现本发明方法的若干工序并采用所述发明的模具装置时，将一卷诸如446S.S.重约100磅的不锈钢线材放入供料区3，用送料器4将其送入切割区6切成规定尺寸的销坯7。将这些销坯再送入滚压成形区8，该区包括固定短模，其销成形平表面与往复长模12销的相同的成形平表面作可选择的间隔并基本平行。当坯料被引入模具时，短模13上的切口槽44用来导向每个坯料7，而当坯料在模具的刀背14和16之间滚压成形时，倾斜角31和36使每个坯料逐渐渗入。当销在往复模和固定模之间行进时，金属沿刀背14和16侧边的复合角移动，金属沿刀背14向下移动，又沿刀背16向上移动缓流入凹槽18，因此形成斜面的停止法兰9，和紧挨的带槽保险丝状区域11和锁槽区域17。
坯料线材2的不锈钢的含铬量可以是其重量的约5%至40%，而最好是23%至27%。或者，不锈钢的含镍量是其重量的约30%至60%，而最好是48%至52%。还发现使用满意的不锈钢坯料，其含镍量和含铬量分别是其重量的约2%至20%和约10%至40%，而最是铬约26%，镍约4%。还发现使用满意的低碳钢坯料，含碳量是其重量的约0.16%。可以应用上述成份经过选择的钢芯不锈钢套的坯料线材。
在滚压操作并应用上述复合角模具时，金属的主要部份逐渐增量地以约30°和65°相对坯料轴线连续的规定流动角度向下流动，而金属的次要部份以30°的规定角度向上流动。在金属的次要部份流向销坯的两端时，它的继续流动受到上述托架38和悬伸部件46的限制以控制坯料两端的轴向发展。如上所述，储料槽33在操作的早期用来控制金属，而该金属在滚压操作以后期再被导入。而且，在模子的出口端有卸压角，用以避免坯料变形。
因此，从图14可以看到，一种可以有效而连续不变地导电的终端销可以直接，有效和经济的方式制造出来，其浪费最小，产量最大。在终端销两端的中间有一个坚固的斜面的停止法兰9，以及一对间隔开的不同深度的环形槽11和17以用作保险丝状区域和锁槽区域。
权利要求
1.一种形成密封终端组件用的终端销的方法，包括将金属线材从储料区送往切割区；在上述切割区将上述线材切成规定尺寸的销坯；再把上述销坯从上述切割区送往滚压成形区；将上述每个销坯滚压成形，移动一部份金属以形成一个在上述销坯上径向伸展的法兰以及一个紧挨法兰，作为保险丝状区域的减径槽。
2.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材是以卷的形式储存在上述储料区内的不锈钢。
3.如权利要求
1之方法，其特征是上述滚压成形工序包括将每一个销送入一对间隔开的、对置的、纵向伸展和互补的滚压成形模之间，至少有一个模子相对另一个模子活动以移动金属并在上述销上形成上述法兰和保险丝状部份。
4.如权利要求
1之方法，其特征是上述滚压成形工序包括从上述销上移动的径向伸展法兰的每边移动一部份金属以限制轴向伸展。
5.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计铬约占5%至40%。
6.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计铬约占23%至27%。
7.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计镍约占30%至60%。
8.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计镍约占48%至52%。
9.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计镍约占2%至20%，而铬约占10%至40%。
10.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材的不锈钢成份中，按重量计铬约占26%而镍约占4%。
11.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材是一种按重量计碳约占0.16%的低碳钢。
12.如权利要求
1之方法，其特征是上述坯料线材是一种规定成份的铜芯不锈钢套材料。
13.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的流动角度移动经过离开上述销坯端部的金属流。
14.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以连续的，规定的相对销坯纵轴的流动角度移动经过离开上述销坯端部的金属流。
15.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上过销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以约30°和65°连续的，规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部的金属流。
16.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对于销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部的金属流;以及被控制的销坯金属的次要量移动经过流向上述销坯端部的金属流以控制流向上述法兰的金属量。
17.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度逐步增量地移动经过离开上述销坯端部的金属流。
18.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部的金属流，规定数量的上述金属流被控制以在上述滚压成形工序的早期流进储料槽，然后在上述滚压成形工序的后期再导入。
19.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中，至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部的金属流，用金属流卸压腔来避免在每次滚压成形工序的后期法兰变形。
20.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部的金属流，在至少一个上述销坯的上述端部的金属流只限于限制轴向挤压。
21.如权利要求
1之方法，其特征是在每个上述销坯的上述滚压成形工序中至少自每个销坯一端的销坯金属主要部份在上述销坯形成上述销法兰和保险丝状区域槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部方向的金属流;以及自每个销坯对主端的销坯金属次要部份在上述销坯形成上述销法兰和锁槽时，以规定的相对销坯纵轴的角度移动经过离开上述销坯端部方向的金属流。
22.如权利要求
21之方法，其特征是金属流的上述次要部份的上述规定角度约为30°。
23.把一个金属销坯滚压成密封终端组件用的终端销的模具包括在上述模具面上的平表面，在上述平表面的轮廓上包括金属移动纵向伸展槽，它具有相对上述平表面的休止差角，以将上述销坯金属的一部份移向销坯两端中间的位置，用上述销坯上的移动金属构成一个径向伸展的法兰，并产生一个紧挨法兰作为保险丝状区域的减径槽。
24.如权利要求
23之模具，其特征是在上述平表面的轮廓上还包括间隔的纵向伸展槽，它具有相对上述平表面的休止差角，以将上述销坯金属的一部份从对立的方向移向销坯两端中间的位置，在上述销坯上构成一个径向伸展的法兰与紧挨上述法兰两边作为保险丝状区域和锁槽区域的减径槽。
25.如权利要求
23之模具，其特征是在上述模具面上的平表面包括一个沿长度的一个规定距离从进口伸展至平表面的倾斜角，以保证金属逐渐渗入。
26.如权利要求
23之模具，其特征是上述平表面包括一个储料槽，它纵向邻近上述金属移动槽伸展达从近进口的位置至平表面两端中间位置的规定距离以在滚压行程的早部份容纳多余的金属以保证成形的法兰边缘轮廓清楚。
27.如权利要求
23之模具，其特征是在上述模具面上的上述平表面包括一个在销坯出口端的卸压腔和倾斜卸压角，用以在销坯从槽具出来时防止法兰变形。
28.如权利要求
23之模具，其特征是上述模具包括一个坯端支承托架，它沿着并垂直于上述模具面纵边纵向延伸以向上述金属销坯提供限制上述销坯轴向挤压的定位和定放表面。
29.如权利要求
23之模具，其特征是上述模具包括一对基本相同的平表面模子，上述平表面直立并面对平行，其间隔距离根据待滚压金属销坯的尺寸规定。
30.把一个金属销坯滚压成密封终端组件用的终端销的模具包括一对基本相同的平表面模子，上述平表面直立并面对平行，其间隔距离根据待滚压金属销坯的尺寸规定一个坯端支承托架以水平的方式沿着和垂直于上述面对模子的下水平边纵向延伸以向上述金属销坯提供一个限制在上述端部轴向挤压的定位和定放表面;在上述模子的上述面对平表面的轮廓上包括间隔的纵向伸展的水平刀背，它具有相对上述面对平表面的休止差角的侧边，以将上述销坯的部份金属从对主方向沿上述销坯的纵轴移向上述销坯端部中间的位置以在上述销坯上构成一个径向延伸的法兰和紧挨上述法兰两边作为保险丝状区域和锁槽区域的减径槽;上述面对平表面包括一个在销坯进口端的切口，它在销坯被导入间隔的模子时用作导板，以及一个自进口延伸达沿长度的规定距离的倾斜角，以保证金属逐渐渗入;上述平表面还包括储料槽，它邻近上述金属移动刀背伸展达从进口的位置至平表面立端中间位置的规定距离以在滚压行程的早部份容纳多余的金属以保证法兰边缘轮廓清楚。上述平表面还包括在销坯出口端的卸压腔和倾斜卸压角，用以在销坯从面对的模子出来时防止法兰变形。
31.密封组件用的终端销包括一个纵向伸展的圆柱形的导电金属体，在其两端的中间有一个斜面的径向伸展的法兰，以及在上述金属体上上述径向伸展法兰两边的一对间隔开的环形槽。
32.如权利要求
31之终端销，其特征是上述两槽的深度不同以作为保险丝状区域和销槽区域。
专利摘要
一种改进的导电用密封终端销7，它包括一个停止法兰9及与其邻接的保险丝状区域和锁槽区域11，17，以及一种制造终端销的方法和设备，它包括将规定成分的线材2从储料区3送往切割区与再送往滚压成型区8等工序，设备包括模子12，13用以完成滚压成型工序。
文档编号H01M2/30GK87104894SQ87104894
公开日1988年1月27日 申请日期1987年7月13日
发明者本杰明·鲍斯, 格伦·安东尼·杭康普, 拉里·吉恩·伯罗斯, 罗杰·沃尔特·奥尔洛, 莫斯基 申请人:埃默森电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan