一种便于认帽的螺栓和认帽方法

1.本发明涉及螺栓技术领域，尤其是涉及一种便于认帽的螺栓和认帽方法。


背景技术：

2.螺栓作为最常用的紧固件,广泛运用于各种产品生产制造、工业工程中。为了提高生产节拍、产品质量及产品批量生产的一致性,越来越多的产品生产制造过程及工业工程采用了拧紧设备对螺栓进行拧紧,如汽车车身关键部位螺栓拧紧、发动机关键部位螺栓拧紧等。由于批量生产时产品尺寸,螺栓的尺寸不可能完全相同,产品在生产线上位置、螺栓在产品上位置不可能完全相同,在使用拧紧设备对螺栓进行拧紧时,拧紧设备的拧紧轴轴线不可能每次均与螺栓轴线重合,如此装配在拧紧轴上的套筒与螺栓头部也有一定偏差,在使用拧紧设备对螺栓进行拧紧前,需对装配在拧紧轴上的套筒与螺栓进行认帽。
3.通常拧紧设备的拧紧轴与装配在拧紧轴上的套筒之间有一定间隙,在对螺栓进行认帽时,拧紧轴旋转运动,套筒可沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动,在对螺栓进行认帽时通过套筒沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动弥补拧紧轴轴线与螺栓轴线之间的偏离。拧紧设备上的拧紧轴在对螺栓进行认帽时有多种原因可能导致认帽不成功：
4.1)由于部分螺栓头部尺寸较小,拧紧轴上的套筒在认帽过程沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动很容易从螺栓头部脱落造成认帽对齐失败；
5.2)部分拧紧轴处于非垂直状态或拧紧轴与套筒之间的加长杆过长导致套筒与螺栓头部偏离过大,套筒在认帽过程沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动无法完全弥补拧紧轴轴线与螺栓轴线之间的偏离造成认帽对齐失败；
6.3)部分螺栓头部内凹，套筒需伸入螺栓头部的内壁进行认帽，而此种螺栓通常螺栓头部边缘处较薄，在拧紧轴认帽时，套筒沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动时很容易从螺栓头部滑落造成认帽对齐失败；
7.4)当拧紧轴采用卧式布置或倾斜布置时，由于重力作用，会使前端的拧紧套筒下垂，与拧紧轴中心线有较大的偏离，套筒在认帽过程沿拧紧轴轴线偏摆旋转运动无法完全弥补套筒与拧紧轴中心线的偏离及拧紧轴轴线与螺栓轴线之间的偏离，造成认帽对齐失败。
8.此外，若拧紧设备配置了多根拧紧轴可同时拧紧多颗螺栓时，多根拧紧轴上的套筒需全部对螺栓认帽成功才能进行后续拧紧，否则需重复对螺栓进行认帽直至全部认帽成功，如此很容易降低设备效率及生产节拍。


技术实现要素：

9.为克服现有技术缺点，本发明目的在于提供一种便于认帽的螺栓和认帽方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
10.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
11.本发明提供了一种便于认帽的螺栓，包括螺栓头部和认帽引导部，所述螺栓头部
上成型有认帽引导部，所述认帽引导部为锥体或棱台，且越靠近螺栓头部的顶端，所述锥体的横截面直径越大或棱台的横截面面积越大。
12.优选的，所述螺栓是通过所述螺栓头部的外壁与套筒内壁配合拧紧的螺栓，所述认帽引导部向上凸起且成型在螺栓头部的外部。
13.更优选的，所述螺栓包括外六角螺栓或外花键螺栓。
14.优选的，所述螺栓是通过所述螺栓头部的内壁与套筒外壁配合拧紧的螺栓，所述认帽引导部向下凹陷且成型在螺栓头部的内部。
15.更优选的，所述螺栓包括内六角螺栓或内花键螺栓。
16.优选的，所述认帽引导部的表面设有凸起或凹陷的条纹、点或图案。
17.优选的，所述认帽引导部和螺栓头部一体成型。
18.本发明还提供了上述一种便于认帽的螺栓的认帽方法，包括以下步骤：
19.s1、在拧紧设备对螺栓进行认帽时,拧紧轴上的套筒先与螺栓上的认帽引导部接触；
20.s2、在认帽引导部的限位及拧紧轴向螺栓方向压力的分解力作用下,套筒向减少拧紧轴轴线与螺栓轴线偏差的方向运动，直至套筒套入螺栓头部。
21.更优选的，所述s2中，套筒与认帽引导部接触后,所述拧紧轴向螺栓施加的力分解为螺栓轴线方向的力和平行于认帽引导部的接触面的斜向下力，平行于认帽引导部的接触面的斜向下力引导套筒向减少拧紧轴轴线与螺栓轴线偏离的方向移动，逐步减少拧紧轴轴线与螺栓轴线的偏差。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.本发明可解决现有技术中拧紧套筒和螺栓轴线存在偏离,造成认帽对齐失败问题,有效地提高拧紧设备上拧紧轴套筒对螺栓认帽成功率；适用于不同的拧紧设备去拧紧螺栓；适用于不同拧紧轴布置方式(卧式布置、倾斜布置等)的拧紧设备去拧紧螺栓。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对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。
25.图1为本发明实施例1的认帽过程示意图。
26.图2为通过螺栓头部的外壁与套筒内壁配合拧紧的传统螺栓的认帽过程示意图。
27.图3为本发明实施例2的认帽过程示意图。
28.图4为通过螺栓头部的内壁与套筒内壁配合拧紧的传统螺栓的认帽过程示意图。
29.图中，各附图标记为：
30.1-拧紧轴；2-套筒；3-拧紧轴轴线；4-螺栓；41-螺栓头部；42-认帽引导部；5-螺栓轴线。
具体实施方式
31.为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此
限制本发明的保护范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图2和4，对于传统螺栓，传统螺栓的螺栓头部41为平面，拧紧轴1在对螺栓4进行认帽时，拧紧轴1上的套筒2向螺栓的头部方向运动直至与螺栓头部41接触，由于传统螺栓的螺栓头部41为平面，套筒2在螺栓头部41沿拧紧轴轴线3偏摆旋转运动时，无法限制套筒2沿拧紧轴轴线3摆动旋转运动的方向，套筒2在螺栓头部41沿拧紧轴轴线3偏摆旋转运动时，其偏摆旋转方向不确定，有可能使拧紧轴轴线3与螺栓轴线5的偏差越来越大，套筒2很可能无法成功认帽。
34.实施例1：
35.如图1所示的一种便于认帽的螺栓，包括螺栓头部41和认帽引导部42，螺栓头部41上成型有认帽引导部42，螺栓头部41和认帽引导部42一体成型；认帽引导部42为锥体或棱台，相应地，其侧壁为锥面或多个斜面，且越靠近螺栓头部41的顶端，锥体的横截面直径越大或棱台的横截面面积越大。
36.其中，螺栓4是通过螺栓头部41的外壁与套筒2内壁配合拧紧的螺栓4，包括外六角螺栓、外花键螺栓等，认帽引导部42向上凸起且成型在螺栓头部41的外部，认帽引导部42的表面还可以设有凸起或凹陷的条纹、点或图案。本实施例中，认帽引导部42为外凸的圆锥体或棱台，为了防止伤人，认帽引导部42的顶部可导圆角或加工成一个小平台。
37.上述螺栓的认帽方法如下：
38.s1、在拧紧设备对螺栓4进行认帽时,拧紧轴1上的套筒2先与螺栓4上的认帽引导部42接触；
39.s2、在认帽引导部42的限位及拧紧轴1向螺栓4方向压力的分解力作用下,套筒2向减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5偏差的方向运动，直至套筒2套入螺栓头部41。
40.套筒2与认帽引导部42接触后,拧紧轴1向螺栓4施加的力f分解为螺栓轴线5方向的力fr和平行于认帽引导部42的接触面的斜向下力fn，平行于认帽引导部42的接触面的斜向下力fn引导套筒2向减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5偏离的方向移动；在本实施例中，斜向下力fn使得套筒2与外凸的认帽引导部42的接触点逐渐远离螺栓轴线5，但能逐步减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5的偏差。
41.套筒2沿认帽引导部42的接触面向下运动直至套筒2套进螺栓头部41，此时套筒2完成对螺栓4的认帽，拧紧轴1开始拧紧工序。
42.实施例2：
43.如图3所示，其中螺栓4是通过螺栓头部41的内壁与套筒2外壁配合拧紧的螺栓4，包括内六角螺栓、内花键螺栓等，认帽引导部42向下凹陷且成型在螺栓头部41的内部。螺栓
4的其他结构与实施例1相同。
44.上述螺栓的认帽方法如下：
45.s1、在拧紧设备对螺栓4进行认帽时,拧紧轴1上的套筒2先与螺栓4上的认帽引导部42接触；
46.s2、在认帽引导部42的限位及拧紧轴1向螺栓4方向压力的分解力作用下,套筒2向减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5偏差的方向运动，直至套筒2套入螺栓头部41。
47.套筒2与认帽引导部42接触后,拧紧轴1向螺栓4施加的力f分解为螺栓轴线5方向的力fr和平行于认帽引导部42的接触面的斜向下力fn，平行于认帽引导部42的接触面的斜向下力fn引导套筒2向减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5偏离的方向移动，在本实施例中，斜向下力fn使得套筒2与内凹的认帽引导部42的接触点逐渐靠近螺栓轴线5，同时逐步减少拧紧轴轴线3与螺栓轴线5的偏差。
48.套筒2沿认帽引导部42的接触面向下运动直至套筒2插入螺栓头部41，此时套筒2完成对螺栓4的认帽，拧紧轴1开始拧紧工序。
49.显然，本发明的上述实施例仅仅是为更清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方法予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。