專利名稱：螺紋形成元件、特別地用于在冷可變形材料中制造的孔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺紋形成元件(thread-forming element),特別地用于在冷可變形材料中制造的孔。
背景技術：
螺紋元件是公知的，其通過螺絲(screw,螺釘)/內螺絲接合，將兩個或更多個元件
接合在一起。特別地，這些螺紋元件，通常地稱作螺絲，具有圓柱形形狀，帶有切入到外表面內的螺旋狀螺紋的圓形底部。螺絲的外螺紋與螺母或孔的內螺紋(即內螺絲)配合，其中該內螺絲具有與螺絲的外螺紋相同的幾何形狀特性，由此使每個螺紋的齒的相應表面附著。已知類型的螺紋元件在多個以及不同的應用領域中廣泛地使用，并且因此要求廣泛的工業(yè)批量生產。螺絲和內螺絲螺紋因此由不同的機器工具制成，其相應地采用螺紋模具(threading die,切絲板牙)和螺紋攻絲(threading tap)的名稱，并且其受到磨損。已知類型的螺紋元件不是沒有缺點的，其中實際上這種螺紋元件的批量生產趨于獲得具有不同精密度的混合元件，即由機器工具獲得，在機器工具中磨損程度隨制造運行時間可變化的，結果是螺絲與內螺絲之間可獲得的接合是有瑕疵的，在兩個螺紋的齒之間留有小的空間。由于制造中的瑕疵形成的這些空間，在兩個螺紋元件之間引入了一些間隙，并且如果兩個螺紋元件受到熱沖擊或者振動，因此螺絲趨于從內螺絲旋開，因此不確保初始的緊固。為了防止該缺點并且確保兩個螺紋元件之間的緊密接合，在螺紋上執(zhí)行尺寸檢查，分開螺絲與內螺絲，以便確保兩個元件之間的恒定干涉。螺絲之間的分開要求太高的檢查花費，并且可能不會有效證明這種類型的螺紋元件的應用性。已知類型的螺紋裝置的缺點通過插入螺絲與內螺絲之間以粘合劑，更好地稱作“螺紋鎖定件”而解決，其允許完全抑制機械應力。在這種已知技術中的一個缺點是插入處理步驟的必要性，因此導致額外的制造成本。此外，如果螺絲/內螺絲將要脫離接合，粘合劑可能施加相反力，其使得不允許操作者將螺絲從其座處移除，導致螺絲頭的損壞以及因此取出螺絲自身的不可行性。非常強的緊固的這些缺點通過使用自攻絲螺絲克服，其在適當尺寸的孔的內部形成內螺絲，在內螺絲中它們被螺接。已知類型的螺紋元件不是沒有缺點的，這包括以下事實螺絲在它們通過移除材料的旋擰期間形成內螺紋，并且因此它們形成切屑，如果不移除切屑的話，將會損壞剛形成的螺紋的頂部。此外，形成的內螺紋不能與傳統(tǒng)的螺絲接合，并且如果替換自攻絲螺絲的話，這阻礙了使用具有標準定義螺紋的螺絲。此外，具有帶多個凸角(lobe，圓形突出部)的橫截面的圓柱形本體的特別形式的自攻絲螺絲在螺絲與孔之間形成了卓越的接合，但是與此同時其形成了具有很差質量的內螺紋，在相同的自攻絲螺絲的第二次旋擰的情形中，可能損壞內螺絲，使其不能使用。此外，容納自攻絲螺絲的孔必須具有極其精確的機械公差，以便能夠獲得使螺絲正確擰入到孔中。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種螺紋形成元件，特別地用于在冷可變形材料中制造的孔，其解決了上述缺陷并且克服了背景技術中的一些限制，這是通過使本發(fā)明能夠獲得耐機械應力的螺絲/內螺絲接合而實現。在此目的內，本發(fā)明的一個目標是提供一種螺紋形成元件，其不需要使粘合劑介入到螺絲與內螺絲之間。本發(fā)明的另一個目的是提供一種在其擰入到孔中期間產生內螺絲的螺紋元件，該內螺絲還容納已知類型的螺絲。在下文中此目的和這些目標、以及其他目標將變得更顯而易見，這些目的都通過一種螺紋形成元件來實現，該螺紋形成元件特別地用于在冷可變形材料中制造的孔，該螺紋形成元件包括具有圓形橫截面的圓柱形本體，該圓柱形本體在其外表面的至少一部分上具有螺旋狀螺紋，所述螺旋狀螺紋延伸接近所述圓柱本體的至少一個錐形端部，其特征在于，所述端部在其表面上具有至少一個攻絲元件(tapping element),所述攻絲元件具有帶三角形底部的六面體形狀。


從在附圖中通過非限定實例的方式示出的螺紋形成元件的優(yōu)選但不排他的實施方式的描述中，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見，上述螺紋形成元件特別地用于在冷可變形材料中制造的孔，在附圖中圖I是根據本發(fā)明的螺紋形成元件的第一實施方式的側視圖；圖2是圖I的向右端視圖；圖3是圖I的細節(jié)的放大比例視圖；圖3a是沿著標記A-A的平面截取的圖3的橫截面視圖；圖4是圖2中示出的攻絲元件的放大比例示意圖；圖5是根據本發(fā)明的通過螺紋形成元件執(zhí)行的螺絲/內螺絲接合的放大比例示意圖；圖6是通過已知螺紋形成元件執(zhí)行的螺絲/內螺絲接合的放大比例示意圖；圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e、圖7f、圖7g是根據本發(fā)明的多個實施方式的示意圖。
具體實施例方式參照附圖，總體地以參考數字I指示的螺紋形成元件包括具有圓形橫截面的圓柱形本體2，該本體在外表面的至少一部分上具有螺旋狀螺紋4。圓柱形本體2還包括螺旋狀螺紋4在其上延伸的至少一個端部5。端部5具有圓錐形狀，其中具有面向圓柱形本體2的較大的圓柱形底部(base)。
根據本發(fā)明，端部5在其表面上具有至少一個攻絲元件6，其具有帶三角形底部的六面體形狀。有利地，端部5設置有多個相互間隔的攻絲元件6。具體地說，它們在端部5上的布置沿著與存在于本體2上的螺旋狀螺紋4對應的角度構造，相對于圓柱形本體2的延伸軸線7優(yōu)選地以恒定的角度徑向地擴展。適宜地,攻絲元件6的高度沿著延伸軸線7是漸進的(progressive)并且包含于最小高度與最大高度之間，最小高度相對于端部5的錐形表面幾乎可忽略，最大高度基本上不大于螺旋狀螺紋4的深度。具體地說，攻絲元件6的最大高度出現在螺旋狀螺紋4附近，同時在端部5的相對側上,在那里存在末端圓柱形部分(terminal cylindrical section)8，攻絲元件6的高度是最小的。具體地說，末端圓柱形部分8具有小于螺旋狀螺紋4的小直徑的直徑，并且適宜地小于螺紋形成元件待插入其中的孔12的直徑。如圖2中所示，攻絲元件6在它們的三角形底部具有，根據圍繞延伸軸線7的同心螺線(spiral)沿著端部5布置的邊緣9。這些邊緣9還根據螺旋狀螺紋4的旋轉方向定向。更簡單地，如果螺旋狀螺紋是右手的那么邊緣9則面向順時針方向，并且如果螺紋是左手的那么邊緣9則面向逆時針方向。三角形底部具有與邊緣9相對的面10，其適宜地防止了螺旋狀螺紋的旋開。下面描述螺紋形成元件的功能。通過引入直徑小于將要形成螺紋的孔12的直徑的作為第一元件的末端圓柱形部分8，將螺紋形成元件I插入到先前形成在諸如例如鋼、鋁合金、鎂、銅的冷可變形材料中的孔12中。適宜地，孔12的直徑基本上與螺旋狀螺紋4的平均直徑類似。具體地說，由于接合沒有間隙，因此將要形成螺紋的孔12具有比用于已知類型的自攻絲螺絲的孔要求的公差更寬的公差。
基于布置在端部5上的攻絲件6的存在，螺紋元件I的漸進的擰入使能夠在孔12中形成螺旋狀螺紋。實際上，攻絲件6不執(zhí)行從孔12移除材料，以及形成切屑，而是使其中它們形成螺紋的材料塑性地變形。攻絲元件6使其中存在孔12的材料塑性地冷變形。該塑性冷變形使材料自身加強，因此使可獲得的內螺紋加強。容納自螺紋元件(self-threading,自螺紋形成元件)的孔12將會在元件被抒入其中以后，在直徑上比初始直徑更小。如圖5中所示，作為加工硬化的一種形式的該塑性變形，使得在螺絲與剛形成的內螺絲之間接近完全附著。自螺紋元件I與螺紋孔12之間的完全附著使得能夠完全地排除其中諸如熱沖擊或振動的機械應力可以傳送的空間，因此確保緊密接合。攻絲元件11的傾斜度便于螺紋的形成并且增加了其對趨于使螺旋狀螺紋4旋開的力的抵抗性。緊固與旋開操作，如果保持在正常使用的扭轉載荷的范圍內，可以執(zhí)行無限多次，因為內螺絲的螺紋改進，從螺絲的壓力成為結構上越來越緊湊并且受到繼續(xù)的加工硬化。有利地，可以通過傳統(tǒng)機器、通過水平螺絲擠壓機器或滾絲切割機器制造自螺紋元件1，其模具與攻絲由燒結鎢構成并且通過電解制造。
在實踐中已經發(fā)現根據本發(fā)明的自螺紋元件，特別地用于在冷可變形材料制造的孔，實現了設定的目標和目的，其中其使得能夠獲得完全附著并且耐機械應力的螺絲/內螺絲接合。根據本發(fā)明的自螺紋元件的另一個優(yōu)點在于，其不需要在螺絲與內螺絲之間插入粘合劑。根據本發(fā)明的自螺紋元件的另一個優(yōu)點在于，在其擰入到孔中期間其產生內螺絲，該內螺絲還適于容納已知類型的螺絲。此外，所有細節(jié)可以被其他技術上等同的元件替換。在實踐中使用的材料，前提是它們與特定的用途匹配，以及視條件而定的尺寸和形狀可以是根據要求的任何材料以及尺寸和形狀。 本申請要求在意大利專利申請NO.PV2010A000004中公開的優(yōu)先權，其內容通過
引證結合于此。在任一項權利要求中提及的技術特征都附有參考數字和/或標記，包含這些參考數字和/或標記僅是為了增加權利要求的可理解性的目的，并且相應地這些參考數字和/或標記對通過由該參考數字和/或標記以實例方式表示的該元件的解釋上不具有任何限定作用。
權利要求
1.一種螺紋形成元件(1)，特別地用于在冷可變形材料中制造的孔，所述螺紋形成元件包括具有圓形橫截面的圓柱形本體(2)，所述圓柱形本體在其外表面的至少部分上具有螺旋狀螺紋(4)，所述螺旋狀螺紋(4)延伸接近所述圓柱形本體(2)的至少一個圓錐端部(5)，其特征在于，所述端部(5)在其表面上具有至少一個攻絲元件(6)，所述攻絲元件具有帶有三角形底部的六面體形狀。
2.根據上述權利要求所述的螺紋形成元件(1)，其特征在于，所述螺紋形成元件包括多個攻絲元件(6)，所述多個攻絲元件沿著所述圓柱形本體(2)的延伸軸線(7)在徑向上相互等距離并且根據對應于所述螺旋狀螺紋(4)的角度構造進行布置。
3.根據權利要求I和2所述的螺紋形成元件(1)，其特征在于，所述攻絲元件(6)的高度沿著所述延伸軸線(7)是漸進的并且包含于最小高度與最大高度之間，所述最小高度相對于所述端部(5)的錐形表面幾乎能夠忽略，并且所述最大高度在所述螺紋處基本上不大于所述螺旋狀螺紋(4)的深度。
4.根據前述權利要求中的一項或多項所述的螺紋形成元件(1)，其特征在于，所述圓柱形本體(2)具有末端圓柱形部分(8)，所述末端圓柱形部分的直徑小于所述螺旋狀螺紋(4)的小直徑。
5.根據前述權利要求中的一項或多項所述的螺紋形成元件(I)，其特征在于，所述多個攻絲元件(6)的所述三角形底部具有根據圍繞所述延伸軸線(7)的同心螺線布置的相應的邊緣(9)。
6.根據前述權利要求中的一項或多項所述的螺紋形成元件(1)，其特征在于，所述多個攻絲元件(6)的所述三角形底部使得所述邊緣(9)根據所述螺旋狀螺紋(4)的旋轉方向定向，并且所述三角形底部具有與所述邊緣(9)相對的面(10)，所述面適于防止所述螺旋狀螺紋(4)的旋開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺紋形成元件，特別地用于在冷可變形材料中制造的孔，該螺紋形成元件包括具有圓形橫截面的圓柱形本體(2)，該圓柱形本體在其外表面的至少部分上具有螺旋狀螺紋(4)。該螺旋狀螺紋(4)延伸接近圓柱形本體(2)的至少一個圓錐端部(5)。該螺紋形成元件(1)的區(qū)別特征包括以下事實在端部(5)的表面上具有至少一個攻絲元件(6)，該攻絲元件具有帶有三角形底部的六面體形狀。
文檔編號F16B25/00GK102933861SQ201180022806
公開日2013年2月13日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權日2010年3月11日
發(fā)明者卡洛·維托里奧·薩拉 申請人:卡洛·維托里奧·薩拉