一种组合螺栓及其制备方法和装置与流程

本发明涉及了紧固件技术领域，具体的是一种组合螺栓及其制备方法和装置。

背景技术：

汽车的空气滤清器上通常采用一种包含螺栓和套设于螺栓杆部的组合螺栓来进行零部件的连接，并且要求该组合螺栓的衬套可以沿与之配合的螺栓的螺杆长度方向自由移动，同时衬套不能轻易自螺杆上脱落。

目前市面上大多数的组合螺栓是通过螺栓上的螺牙对衬套进行限位，衬套与螺杆长期相对运动之后容易导致螺牙被磨损，影响组合螺栓的紧固性能。也有一些组合螺栓通过在螺栓的螺杆上设置法兰以对衬套进行限位，但是该法兰是通过对螺杆进行车削加工形成，生产效率低，而且造成材料浪费。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种组合螺栓及其制备方法和装置，其用于解决上述问题中的至少一种。

本申请实施例公开了：一种组合螺栓，包括螺栓和衬套，所述螺栓包括头部和杆部，所述衬套套设于所述杆部外，所述杆部包括靠近所述头部的光杆段和远离所述头部的螺纹段，所述光杆段上设有相接的环形沟槽和第一法兰，所述环形沟槽和所述第一法兰通过搓沟一体成型，所述第一法兰位于所述环形沟槽靠近所述螺纹段的一侧，所述第一法兰的外径大于所述光杆段的外径和所述螺纹段的大径，所述衬套的内径大于所述第一法兰的外径，所述衬套的内侧壁上设有环形的卡环，所述卡环的内径大于所述光杆段的外径且小于所述第一法兰的外径。

具体的，所述螺栓的头部和杆部的连接处设有圆倒角。

具体的，所述衬套的一端设有与所述螺栓的头部接触的第二法兰，所述卡环位于所述第二法兰远离所述头部的一侧，所述衬套的另一端的外侧壁上设有外倒角。

具体的，所述衬套的内侧壁的两端分别设有内倒角。

具体的，所述衬套采用swrch10a材质制成。

本实施例还公开了一种组合螺栓的制备方法，包括以下步骤：

将第一坯料冷镦成螺栓毛坯，，其中，所述螺栓毛坯包括一体成型的头部和杆部；

对螺栓毛坯的杆部进行搓沟，在搓沟的过程中，形成环形沟槽，并且被搓沟的部分被挤压到环形沟槽远离所述头部的一侧形成第一法兰；

在所述螺栓毛坯的杆部上加工出螺牙，形成螺栓，所述螺牙位于所述第一法兰远离所述头部的一侧；

将第二坯料冷镦成衬套；

将所述衬套套设于所述螺栓的杆部外，然后在所述衬套上加工出卡环，形成组合螺栓，其中，所述卡环位于所述衬套的内侧壁上，所述卡环的内径大于螺栓杆部的外径而小于所述第一法兰的外径。

具体的，在步骤“对螺栓毛坯的杆部进行搓沟，在搓沟的过程中，形成环形沟槽，并且被搓沟的部分被挤压到环形沟槽远离所述头部的一侧形成第一法兰”中，采用第一搓沟机构对螺栓毛坯的杆部进行搓沟，所述第一搓沟机构包括相互配合的第一定板和第一动板，所述第一定板和所述第一动板相向设置的一侧上分别设有用于形成所述环形沟槽的第一凸台，所述第一定板和所述第一动板相向设置的一侧还分别包括第一上端和第一下端，所述第一上端位于所述第一凸台靠近所述头部的一侧，所述第一下端位于所述第一凸台远离所述头部的一侧，所述第一上端相对于所述第一下端更靠近所述螺栓的杆部。

具体的，在步骤“将所述衬套套设于所述螺栓的杆部外，然后在所述衬套上加工出卡环，形成组合螺栓，其中，所述卡环位于所述衬套的内侧壁上，所述卡环的内径大于螺栓杆部的外径而小于所述第一法兰的外径”中，采用第二搓沟机构对所述衬套的外侧壁进行搓沟，所述衬套被搓沟的部分被挤压入所述衬套的内部，并在所述衬套的内侧壁上形成所述卡环。

具体的，所述第二搓沟机构包括相互配合的第二定板和第二动板，所述第二定板和所述第二动板相向设置的一侧上分别设有用于形成所述卡环的第二凸台。

本实施例还公开了一种组合螺钉的制备装置，包括用于将第一坯料冷镦成螺栓毛坯的第一冷镦机构、用于将第二坯料冷镦成衬套的第二冷镦机构、用于将所述螺栓毛坯的杆部加工出环形沟槽和第一法兰的第一搓沟机构、用于将所述螺栓毛坯的杆部加工出螺牙的搓牙机构以及用于将所述衬套加工出卡环的第二搓沟机构。

本发明的有益效果如下：

1.组合螺栓的衬套通过螺栓杆部上的第一法兰进行限位，使得衬套可以在杆部上自由移动却不轻易自杆部上脱落，便于组合螺栓的使用和安装，同时，衬套在移动的过程中不会与螺栓上的螺纹接触，不会对螺纹造成磨损，提高组合螺栓的使用寿命；

2.采用第一搓沟机构对螺栓杆部加工出第一法兰，与现有技术中采用车削加工形成法兰的方式相比，本发明中的方案既可以极大地提高了生产效率，也节省了材料，降低了生产成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中所述组合螺栓的结构示意图；

图2是本发明实施例中所述螺栓的结构示意图；

图3是本发明实施例中所述衬套的结构示意图；

图4是本发明实施例中所述第一搓沟机构的结构示意图；

图5是本发明实施例中所述第二搓沟机构的结构示意图。

以上附图的附图标记：1-螺栓，11-头部，12-杆部，121-光杆段，122-螺纹段，1211-环形沟槽，1212-第一法兰，13-圆倒角，2-衬套，21-卡环，22-第二法兰，23-外倒角，24-内倒角，31-第一定板，32-第一动板，311-第一凸台，312-第一上端，313-第一下端，314-凹槽，41-第二定板，42-第二动板，411-第二凸台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至3所示，本发明实施例中所述的组合螺栓包括螺栓1和衬套2，所述螺栓1包括一体成型的头部11和杆部12，所述衬套2套设于所述杆部12外，所述杆部12包括靠近所述头部11的光杆段121和远离所述头部的螺纹段122，所述光杆段121上设有相接的环形沟槽1211和第一法兰1212，所述环形沟槽1211和所述第一法兰1212通过搓沟工艺一体成型出来，也就是说当对螺栓1的光杆121进行搓沟时，光杆121上同时形成环形沟槽1211和第一法兰1212，所述第一法兰1212位于所述环形沟槽1211靠近所述螺纹段122的一侧。所述第一法兰1212的外径大于所述光杆段121的外径和所述螺纹段122的大径(大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径)，所述衬套2的内径大于所述第一法兰1212的外径，所述衬套2的内侧壁上设有环形的卡环21，所述卡环21的内径大于所述光杆段121的外径而小于所述第一法兰1212的外径。较佳的，所述光杆段121的外径和所述螺纹段122的大径相等，如此，便于杆部12的成型，简化螺栓1成型模具的结构，当光杆段121的外径小于螺纹段122的大径时，需要通过车削加工实现，因此采用光杆段121的外径等于螺纹段122的大径时，也节省车削加工工艺，节约成本。

本实施例所述的组合螺栓，由于衬套2上的卡环21的内径大于光杆段121的外径且小于第一法兰1212的外径，因此，衬套2可以沿螺栓1的轴线方向在其杆部12上自由移动，并保证衬套2不会轻易从杆部12上脱落，便于组合螺栓的携带和使用。另外，由于衬套2是通过第一法兰1212而非螺纹段122进行限位，因此，衬套2在自由移动的过程中不会对螺纹段122的螺牙产生影响，即螺牙不会因衬套2的移动而磨损，组合螺栓的使用寿命得到提高。再者，由于无需通过车削工艺加工出第一法兰1212，因此大大提高了组合螺栓的生产效率，减少材料浪费，降低生产成本。

具体的，继续参照图1至图3所示，所述螺栓1的头部11和杆部12的轴线重合，所述衬套2和所述螺栓1的轴线重合。所述螺栓1的头部11和杆部12的连接处设有圆倒角13，该圆倒角13可降低连接处的应力集中性，避免头部11和杆部12之间出现断裂，提高组合螺栓的使用寿命。进一步的，所述衬套2的一端设有第二法兰22，所述第二法兰22用于与所述螺栓1的头部11接触，所述卡环21位于所述第二法兰22远离所述头部11的一侧，所述第二法兰22远离所述头部11的一侧与被连接的物件接触，以增大组合螺栓与被连接物件接触的面积，减小二者之间的压强，以保护被连接物件的连接部位；所述衬套2的另一端的外侧壁上设有外倒角23，所述外倒角23便于所述衬套2与被连接物之间的连接。所述衬套2的内侧壁的两端分别设有内倒角24，靠近所述螺栓1的头部11的内倒角24用于避让螺栓1的头部11和杆部12之间的圆倒角13，确保螺栓1和衬套2配合的精密度，而远离头部11的内倒角24用于避让螺纹段122的螺牙，避免公差带范围内出现螺牙与衬套2内壁摩擦的现象。

具体的，所述衬套2采用swrch10a材质制成，其抗拉强度不低于335mpa，屈服强度不低于205mpa，伸长率大于31％，具有优异的机械性能。

参照图1至3所示，本实施例所述的组合螺栓的制备方法包括以下步骤：

将第一坯料冷镦成螺栓毛坯，其中，所述螺栓毛坯包括一体成型的头部11和杆部12，此时的杆部12为光杆，即杆部12上无螺纹，所述螺栓毛坯还包括形成于所述头部11和杆部12的连接处的圆倒角13；

在所述螺栓毛坯的杆部12上加工出环形沟槽1211和第一法兰1212，所述第一法兰1212位于所述环形沟槽1211远离所述头部11的一侧，具体的，对螺栓毛坯的杆部12进行搓沟，在搓沟的过程中，形成环形沟槽1211，并且被搓沟的部分被挤压到环形沟槽1211远离所述头部的一侧形成第一法兰1212；

在所述螺栓毛坯的杆部12上加工出螺牙，形成螺栓1，所述螺牙位于所述第一法兰1212远离所述头部11的一侧，换句话说，杆部12位于第一法兰1212远离螺栓1头部11的一侧形成螺纹段122，杆部12位于第一法兰1212靠近螺栓1头部11的一侧为光杆段121；

将第二坯料冷镦成衬套2，具体的，所述衬套2的外侧壁上的外倒角23、内侧壁上的两个内倒角24也一并通过冷镦形成；

将所述衬套2套设于所述螺栓1的杆部12外，然后在所述衬套2上加工出卡环21，形成组合螺栓，其中，所述卡环21位于所述衬套2的内侧壁上，所述卡环21的内径大于所述杆部12的外径而小于所述第一法兰1212的外径；

较佳的，对所述组合螺栓进行后续处理，具体的，所述后续处理包括对组合螺栓进行热处理、表面处理等以提高组合螺栓的机械性能。

具体的，如图4所示，在步骤“对螺栓毛坯的杆部12进行搓沟，在搓沟的过程中，形成环形沟槽1211，并且被搓沟的部分被挤压到环形沟槽1211远离所述头部的一侧形成第一法兰1212”中，采用第一搓沟机构对螺栓毛坯的杆部12进行搓沟，搓沟处被加工出环形沟槽1211，所述杆部12被搓沟部位的材料被挤压到环形沟槽1211远离所述头部11的一侧形成第一法兰1212。也就是说所述第一法兰1212是通过对螺栓毛坯的杆部12进行搓沟挤压形成的，并非通过对杆部12进行车削加工形成，由于第一搓沟机构的生产速度可以达到110支/min，因此，采用这一方案，既可以提高加工效率，也可以减少材料的浪费。

进一步的，继续参照图4所示，所述第一搓沟机构包括相互配合的第一定板31和第一动板32，所述第一定板31和所述第一动板32相向设置的一侧上分别设有用于形成所述环形沟槽1211的第一凸台311，所述第一定板31和所述第一动板32相向设置的一侧还分别包括第一上端312和第一下端313，所述第一上端312位于所述第一凸台311靠近所述螺栓1的头部11的一侧，所述第一下端313位于所述第一凸台311远离所述头部11的一侧，所述第一上端312相对于所述第一下端313更靠近所述螺栓1的杆部12，较佳的，所述第一下端313靠近所述第一凸台311处还设有用于避让逐渐形成的第一法兰1212的凹槽314。具体来说，在采用第一搓沟机构对螺栓1的杆部12进行搓沟时，随着第一搓沟机构沿着径向嵌入杆部12中，第一定板31和第一动板32相向设置的一侧上的第一上端312先与螺栓1的杆部12接触，而第一下端313与杆部12之间会存在一个间隙，因此，可保证杆部12被搓沟的位置的材料被挤压到上述间隙中，形成第一法兰1212。

具体的，如图5所示，在步骤“将所述衬套2套设于所述螺栓1的杆部12外，然后在所述衬套2上加工出卡环21，形成组合螺栓，其中，所述卡环21位于所述衬套2的内侧壁上，所述卡环21的内径大于螺栓1杆部12的外径而小于所述第一法兰1212的外径”中，采用第二搓沟机构对所述衬套2的外侧壁进行搓沟，所述衬套2被搓沟部位的材料被挤压入所述衬套2的内部，并在所述衬套2的内侧壁上形成所述卡环21。所述第二搓沟机构的生产速度可达到60支/min。进一步的，所述第二搓沟机构包括相互配合的第二定板41和第二动板42，所述第二定板41和所述第二动板42相向设置的一侧上分别设有用于形成所述卡环21的第二凸台411。具体来说，在采用第二搓沟机构对衬套2的外侧壁进行搓沟时，由于衬套2是中空的结构，因此，被搓沟部位的材料不会被反向挤出，而是被挤入衬套2的内部，也即在衬套2的内侧壁上行程一个环形的卡环21。由于本实施例中的衬套2采用swrch10a材质制成，其抗拉强度不低于335mpa，屈服强度不低于205mpa，伸长率大于31％，因此，可确保卡环21形成时，不出现裂纹，具有良好的质量。

综上所述，本实施例中所述的制备方法，先通过采用冷镦工艺分别成型出两个单件，再通过搓沟工艺将两个单间加工成螺栓组件，在满足组合螺栓的质量和使用性能的同时，极大提高了产品的生产效率，降低材料的损耗率，节约了生产成本。

本发明实施例还公开了一种组合螺钉的制备装置，包括用于将第一坯料冷镦成螺栓毛坯的第一冷镦机构(未图示)、用于将第二坯料冷镦成衬套2的第二冷镦机构(未图示)、用于将所述螺栓毛坯的杆部12加工出环形沟槽1211和第一法兰1212的第一搓沟机构、用于将所述螺栓毛坯的杆部12加工出螺牙的搓牙机构(未图示)以及用于将所述衬套2加工出卡环21的第二搓沟机构。其中，所述第一冷镦机构、第二冷镦机构以及搓牙机构可采用本领域常规技术手段中所采用的常规机构。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。