专利名称：钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌件螺母，尤其是在插设嵌件螺母的过程中，将母材熔合部安装在结合突起上部，提高母材和嵌件螺母间的结合力的钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法。
背景技术：
一般来说，将两个部件用一个组件组装的螺栓连接部件比较常见，但是近来随着电子产品轻薄化的要求越来越高，开始使用在产品上与产品一体化射出成型的嵌件螺母。
比如说，手机外壳和本体大部分是两个分开的壳体成型组装而成的，这时为了易于在手机外壳上组装电子零件，具有压入或嵌入射出的嵌件螺母。嵌件螺母是一种结合机构，其为了和装置结合，在本体或部分外壳上需要形成具有螺纹的孔，其工程繁琐，为了简易工程，采用固定安装使用树脂材料等制成且具有一定大小孔的机构，并使其与具有一定范围直径的螺丝或螺栓结合。上述嵌件螺母被射出，并通过夹具插入固定的外壳的孔内，并与其固定为一体时，在嵌件螺母上使用高频电流，使其瞬间热熔，并通过压着工具完成连接结合。瞬间热熔根据嵌件螺母所插设的母材的种类，其温度有所不同，但是通常嵌件螺母的热熔温度在300摄氏度以上，热熔后加压设置在母材的插设孔内。上述母材的插设孔内周面因螺母温度被熔融，在熔融的过程中，在嵌件螺母外周部上所形成的若干突起之间被熔接，从而实现母材和嵌件螺母间的结合。韩国公开专利第10-2009-0057498号“嵌件螺母及其制造方法”中，公开了一种嵌件螺母，其在插入母材部分的外表面上具有若干个相对应螺纹形态的结合突起，参照附I来进行如下具体说明。图I是图示以往技术嵌件螺母的说明图。如图所示，嵌件螺母2包括内周面4上进行了丝锥加工，外周面上具有因均匀排列的竖槽6和横槽8，使若干结合突起10以格子形态突出而成圆筒形嵌入部12 ;与所述嵌入部12的一端连为一体的突缘部14。各边角为倒角。尤其是在插入母材的嵌入部12的前端，进行了圆型处理，使其易于插入母材。结合突起10由沿嵌入部12的横向的垂直方向形成的横槽8和沿嵌入部12的横向形成的竖槽6构成。嵌入部12通过螺丝或螺栓等螺纹运动插入母材，或是从母材上分离出来。横槽8根据需要可为左螺丝或右螺丝。进一步横槽8也可为单纹螺丝、双纹螺丝或三纹螺丝形态。突缘部14其内侧面和外侧面均为圆形，但是也可以在其内侧面制成六角或多角形槽，或是其外侧面呈六角或多角形形态，从而可通过扳手或扳钳等使其旋转。竖槽6和横槽8的深度及角度等，与以往嵌件螺母的相同，在此省略有关说明。竖槽6和横槽8的深度较大时，嵌入母材的力就越大，深度较小时则反之。嵌件螺母2由圆筒形嵌入部12和与嵌入部的一端连为一体的突缘部14构成。首先是将准备好的环棒以单位长度切割成单位环棒的切割阶段，单位环棒的长度限定在冲床机的加工范围内。然后是利用冲床打孔机，使切割成的单位环棒形成外部基本形状及内周面的打孔阶段；在此阶段中，在单位环棒上可打出螺栓孔，也可以对边角部分进行倒角加工。为了形成嵌入部的内周面4，螺栓孔可以通过两阶段以上的细部打孔阶段完全打通，也可以一次穿孔。由此可量产易于插入母材的嵌件螺母。但是，前述的以往技术的嵌件螺母，其格子排列为正方形，在格子间沿纵向和横向形成槽，在插入嵌件螺母的过程中，会出现母材的熔融部流到格子之间的现象，从而导致嵌件螺母和母材间的熔接率低下。也就是说，四角格子形态的嵌件螺母其制造过程虽然简易，但是因格子的排列，存在母材熔融部不能充分熔接在格子之间的缺点。实际上现在使用的四角格子形态的嵌件螺母，其拉脱力(pull out force)为600至650kgf，根据国外市场需要，有必要将拉脱力的强度提高。本申请对以往技术的四角格子形态的嵌件螺母的拉脱力进行了试验，母材的材质·使用通常使用的车辆用射出材质PA66-GF35，PA6-GF30。试验结果如图5所示，拉脱力的单位为kgf，嵌件螺母的超声波加热温度为300摄氏度至350摄氏度，使用众知的PA66-GF35材质的母材时，平均634kgf ;使用PA6-GF30母材时，平均为628. Ikgf。由试验结果可知，具有四角格子的嵌件螺母的拉脱力仅限于韩国国内的要求，无法达到海外客户所特别指定的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法，嵌件螺母的格子结构呈钻石型，各格子间交错排列，在将超声波加热的嵌件螺母插设在母材上时，可抑制母材熔融部流动，在格子之间可熔接大量的熔融部，从而可提高嵌件螺母的拉脱力。本发明要解决的另一技术问题是提供一种钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法，嵌件螺母的格子形成面呈弯曲，在插设嵌件螺母的过程中，可缓解母材熔融部的流动，在格子之间可熔接大量的熔融部。本发明解决上述技术问题的方案如下一种钻石格子结构型嵌件螺母结构，其特征在于，在由突缘和螺母本体构成的嵌件螺母结构中，通过在所述螺母本体上滚丝成型由均匀间隔构成的右斜槽及左斜槽，形成钻石形态的格子，所述右斜槽及左斜槽分别以I. 0毫米至I. 5毫米的间隔形成，所述各槽的厚度维持在0. 4毫米至0. 5毫米。本发明解决上述技术问题的另一方案如下一种钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，包括a)对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘及螺母本体的锻造成型物的阶段；b)在为形成所述钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模及第一环凸模的第一滚丝模及为形成所述钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模及第二环凸模的第二滚丝模之间，夹设所述锻造成型物的阶段；及(3)使所述滚丝成型物向所述锻造成型物加压，使所述各滚丝成型物上下方向移动进行滚丝成型，从而使所述螺母本体的外周部上成型并排列若干钻石格子的阶段。本发明解决上述技术问题的另一实施方式的一种钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，包括a)对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘及螺母本体的锻造成型物的阶段山)在为形成所述钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模及第一环凸模的第一滚丝模及为形成所述钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模及第二环凸模的第二滚丝模之间，夹设所述锻造成型物的阶段；及(3)使所述滚丝成型物向所述锻造成型物加压，使所述各滚丝成型物上下方向移动进行滚丝成型，从而使所述螺母本体的外周部上成型并排列若干钻石格子的阶段。本发明的有益效果是本发明的钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法中，对相互交错排列的钻石形态的格子进行滚丝成型，从而使具有四角格子的嵌件螺母的格子排列可抑制母材熔融部的流动，由此可提高嵌件螺母的拉脱力。另外，本发明在将嵌件螺母的突起形状成型为钻石格子的同时，在钻石格子的下端部滚丝成型至少两个以上的环形突起，因此除了钻石格子的结构和排列外，还可以防止环形突起的形状在母材熔合部的流动，从而达到增强嵌件螺母拉脱力强度的效果。
图I是图示以往技术具有四角格子的嵌件螺母的说明图；图2是图示本发明实施方式的嵌件螺母制造工程的说明图；图3是图示本发明另一实施方式的嵌件螺母制造工程的说明图；图4是依据图3所制成的嵌件螺母的立体图；图5是依据图I的结构所测定的拉脱力的强度数值图；图6a是图示所测定的本发明实施方式的钻石结构嵌件螺母拉脱力强度的一数值图；图6b是图示所测定的本发明实施方式的钻石结构嵌件螺母拉脱力强度的另一数值图。
具体实施例方式以下，结合优选实施方式及附图对本发明进行详细说明。图2是图示本发明实施方式的嵌件螺母制造工程的说明图。首先，如图所示，对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘203及螺母本体205的锻造成型物；然后在为形成钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模213的第一滚丝模211及为形成钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模223的第二滚丝模221之间，夹设锻造成型物201 ;并使滚丝模211，221上下加压锻造成型，从而使螺母本体205的外周部上成型并排列若干钻石格子。在此，左斜纹及右斜纹是沿嵌件螺母横向倾斜的斜纹，并以嵌件螺母横向方向为中心，倾斜40度至60度。优选为45度，不足40度时，会导致因钻石格子左斜纹和右斜纹的角度过小而使母材熔融部不能稳定熔接。另外，前述的斜纹的倾斜超过60度时，格子过小，导致熔融部的面积过小，从而使拉脱力的强度变弱。也就是说，在斜纹倾斜超过60度时，钻石格子变小，格子变形，容易出现产品不合格。另外，为了弥补这一问题，需调整斜纹凸模的间距方可维持钻石格子的大小，但是这种情况下螺母本体205的外周部上所形成的格子的个数变少，还是会影响拉脱力的强度。本发明中，在螺母本体205上形成大量的格子，与此对应的凸模间距为I. 0毫米至
I.5毫米，优选为I. 25毫米；凸模横截面宽度为0. 4毫米至0. 6毫米，优选为0. 5毫米。这是在维持耐久性的范围内，模具的最低数值。如上所述，在形成钻石形态的格子时，如图所示，具有右斜槽241及左斜槽243，沿嵌件螺母的横向方向垂直配有竖槽。这不仅可以防止母材的熔融部向下流动，还可以在若干钻石格子之间流出，提高拉脱力的强度。比如说，具有四角形态格子的嵌件螺母，在四角格子的侧面上，无法安装熔融部。然而本发明的钻石格子与四角格子相比，熔融部的安装面积，即熔融部用于熔接的面积更大，可加强与母材的结合力。另外，在本发明中，通过滚丝过程，将第一滚丝模211和第二滚丝模221加压在螺母本体205的外周面上后，各滚丝凸模上下方向移动，在螺母本体205的外周部上形成钻石格子。根据通常的方法，锻造成型物201置其之间，在加压各滚丝模211，221后，使锻造成型物201旋转进入，开始滚丝工程，但是锻造成型物201和各滚丝模之间的摩擦力变大，增大了系统负荷。这不仅关系到系统的稳定性，还要根据需要构筑容量大的滚丝系统。然而，在本发明中，在固定锻造成型物201后，向各滚丝模加压上下移动，从而来进行滚丝工程，这时锻造成型物201按照一定的方向自动旋转，从而形成左斜纹和右斜纹。·由此可见上述锻造成型物201只负荷滚丝模的加压力，不发生因旋转而发生的摩擦力，从而使本发明的滚丝工程可减少系统符合，提高生产效率。本申请对以往技术的四角格子形态的嵌件螺母的拉脱力进行了试验，母材的材质使用通常使用的车辆用射出材质PA66-GF35，PA6-GF30。为了和先行技术形成对比，使用形态一样的射出物。试验结果如图6a所示，拉脱力的单位为kgf，嵌件螺母的超声波加热温度为300摄氏度至350摄氏度，共进行10次，使用众知的PA66-GF35材质的母材时，平均763. 6kgf ;使用PA6-GF30母材时，平均为756. 6kgf。由试验结果可知，具有四角格子的嵌件螺母的拉脱力分别增加了 20. 4%。另外，本发明中，在利用钻石格子形态使母材的熔融部易于熔接时，为提高其效率，螺母本体205的下端部上加工环凸模，以此来提高母材的熔接量。也就是说，在螺母本体205的下端部上形成环凸模，可部分防止母材的熔融部向下流出，从而可提高在若干钻石格子之间母材熔融部的熔接量。即可抑制熔融部向下向流出的时间，提高熔融部在格子之间的熔接量，并有效提高母材和嵌件螺母间的结合力。图3是图示本发明另一实施方式的嵌件螺母制造工程的说明图。在此，与图2结构相同的部分使用相同的附图符号。如图3所示，对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘203及螺母本体205的锻造成型物；然后在为形成钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模213及第一环凸模313的第一滚丝模211及为形成钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模223及第二环凸模313的第二滚丝模221之间，夹设锻造成型物201 ;并使滚丝模211，221上下加压锻造成型，从而使螺母本体205的外周部上端上成型若干钻石格子，在螺母本体205的外周部下端上成型环形突起 341。第一环凸模311及第二环凸模313沿滚丝模211，221的垂直方向形成，在嵌件螺母成型物331的下端部，以正面为准水平方向形成。第一环凸模311及第二环凸模313要比左斜纹凸模213及右斜纹凸模223设计得大，并增大环形突起341间的凹沟深度。设计较深的环形突起341间的凹沟，是为了充分的嵌入母材的熔融部，并使其熔接。如上所述，经锻造和滚丝过程而成型的嵌件螺母成型物331在螺母本体205上，还形成有自右斜槽343及左斜槽345而成的钻石格子333，以及环形突起341。环形突起341在钻石格子333的下端部形成，可抑制在钻石格子333之间流入的母材熔融部向嵌件螺母下部流出。环形突起341优选为至少两个以上构成，在环形突起341之间形成的凹沟，可使母材熔融部充分熔接，提高拉脱力的强度。环形突起341与钻石格子333的外周面一样或突出于该外周面，在钻石格子333之间嵌入熔融部时，可抑制下向流出。但是，当环形突起341的直径超出突缘203的直径时，嵌件螺母的嵌入过程中，在母材上所形成的孔的直径变大，影响母材和嵌件螺母间的结合力。因此，环形突起341的直径要与螺母本体205的直径一样或大于其直径，且要小于突缘203的直径。在本发明的实施方式中，左斜纹和右斜纹如上所述，是沿着嵌件螺母横向倾斜的斜纹，并以嵌件螺母横向方向为中心，倾斜40度至60度。优选为45度，不足40度时，会导致因钻石格子左斜纹和右斜纹的角度过小而使母材熔融部不能稳定熔接。另外，前述的斜
纹的倾斜超过60度时，格子过小，导致熔融部的面积过小，从而使拉脱力的强度变弱。也就是说，在斜纹倾斜超过60度时，钻石格子变小，格子变形，容易出现产品不合格。另外，为了弥补这一问题，需调整斜纹凸模的间距方可维持钻石格子的大小，但是这种情况下螺母本体205的外周部上所形成的格子的个数变少，还是会影响拉脱力的强度。经过上述的锻造及滚丝过程，嵌件螺母成型物231制成，为了向突缘203的内侧形成螺纹，进行丝锥工程，嵌件螺母的螺母本体205形成若干均匀的格子，在钻石格子的下端部形成至少两个以上的环形突起341。图4是依据图3所制成的嵌件螺母的立体图。如图4所示，在突缘203的下端形成若干钻石格子，向其下端形成环形突起341。嵌件螺母内部具有螺栓连接孔417，在螺栓连接孔417的外周面上形成螺丝部415，上述环形突起341至少有两个以上，在环形突起341之间具有凹沟413。最下端上的环形突起341上形成曲率形态的端部411。端部411的形态为曲率形态，这可在嵌件螺母嵌入的过程中引导母材的熔融部埋入凹沟413的里侧。也就是说，端部411的曲率在嵌件螺母被压入母材的插入孔时，通过超声波加热温度熔融的母材熔融部沿着端部411的曲率，流入凹沟413的里侧。本发明实施方式中的嵌件螺母因若干钻石格子333及环形突起341，可加大与母材的熔接面，提高拉脱力。具有环形突起341的钻石格子嵌件螺母经多次试验，其拉脱力非常大，提高了嵌件螺母的标准要求。其试验结果如下，母材的材质使用通常使用的车辆用射出材质PA66-GF35，PA6-GF30。为了和先行技术形成对比，使用形态一样的射出物。试验结果如图6b所示，拉脱力的单位为kgf，嵌件螺母的超声波加热温度为300摄氏度至350摄氏度，共进行10次，使用众知的PA66-GF35材质的母材时，平均1067. 9kgf ;使用PA6-GF30母材时，平均为1056. lkgf。由试验结果可知，具有四角格子的嵌件螺母的拉脱力分别增加了68. 4%, 68. 1%。产业上的使用可行性本发明中的具有钻石格子形态的嵌件螺母，以格子形态相互交错排列，钻石格子之间可引导母材熔融部的熔接，另外嵌件螺母的格子形成面设计成弯曲的，不仅可提高嵌件螺母的拉脱力，还可以符合海外市场的需要，具有高产业价值。
权利要求
1.一种钻石格子结构型嵌件螺母结构，其特征在于，在由突缘和螺母本体构成的嵌件螺母结构中，通过在所述螺母本体上滚丝成型由均匀间隔构成的右斜槽及左斜槽，形成钻石形态的格子，所述右斜槽及左斜槽分别以I. O毫米至I. 5毫米的间隔形成，所述各槽的厚度维持在O. 4毫米至O. 5毫米。
2.根据权利要求I所述的钻石格子结构型嵌件螺母结构，其特征在于，形成所述右斜槽及左斜槽的各斜纹的角度，沿所述嵌件螺母的横向方向形成，以所述嵌件螺母的横向方向为中心，倾斜40度至60度。
3.根据权利要求I所述的钻石格子结构型嵌件螺母结构，其特征在于，在所述右斜槽及左斜槽的下端，至少有两个以上的环形突起被滚丝成型，最下端的环形突起具有边角呈曲率形态的端部。
4.一种钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，在权利要求I的所述钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法中，包括 a)对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘及螺母本体的锻造成型物的阶段； b)在为形成所述钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模及第一环凸模的第一滚丝模及为形成所述钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模及第二环凸模的第二滚丝模之间，夹设所述锻造成型物的阶段 '及 c)使所述滚丝成型物向所述锻造成型物加压，使所述各滚丝成型物上下方向移动进行滚丝成型，从而使所述螺母本体的外周部上成型并排列若干钻石格子的阶段。
5.一种钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，在钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法中，包括 a)对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘及螺母本体的锻造成型物的阶段； b)在为形成所述钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模及第一环凸模的第一滚丝模及为形成所述钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模及第二环凸模的第二滚丝模之间，夹设所述锻造成型物的阶段 '及 c)使所述滚丝成型物向所述锻造成型物加压，使所述各滚丝成型物上下方向移动进行滚丝成型，从而使所述螺母本体的外周部上成型并排列若干钻石格子的阶段。
6.根据权利要求5所述的钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，所述第一环形凸模及所述第二环形凸模为形成至少两个以上的环形突起而被滚丝成型，最下端的环形突起具有边角呈曲率形态的端部。
7.根据权利要求4或5中任意一项所述的钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法，其特征在于，形成所述右斜纹凸模及左斜纹凸模的各斜纹的角度，沿所述嵌件螺母的横向方向形成，以所述嵌件螺母的横向方向为中心，倾斜40度至60度。
全文摘要
本发明涉及一种可提高嵌件螺母拉脱力的钻石格子结构型嵌件螺母结构及其制造方法。本发明的钻石格子结构型嵌件螺母结构的制造方法包括对金属棒进行切割及锻造成型，制造具有突缘及螺母本体的锻造成型物；然后在为形成所述钻石格子左斜纹而具有左斜纹凸模及第一环凸模的第一滚丝模及为形成所述钻石格子右斜纹而具有右斜纹凸模及第二环凸模的第二滚丝模之间，夹设所述锻造成型物；并使所述滚丝成型物向所述锻造成型物加压，使所述各滚丝成型物上下方向移动进行滚丝成型，从而使所述螺母本体的外周部上成型并排列若干钻石格子。本发明在将嵌件螺母的突起形状成型为钻石格子的同时，在钻石格子的下端部滚丝成型至少两个以上的环形突起，因此除了钻石格子的结构和排列外，还可以防止环形突起的形状在母材熔合部的流动，从而达到增强嵌件螺母拉脱力强度的效果。
文档编号F16B37/00GK102788073SQ201210275110
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月3日 优先权日2011年9月21日
发明者朴元术 申请人:Gen株式公司