CN105378303B - 螺栓部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种座面完全紧贴且强度高的螺栓部件。其特征在于:包括头部(10)和从该头部(10)延伸的螺栓轴(20),螺栓轴(20)包括:平行螺纹部(22),其上形成有完整螺纹牙;颈部(24),其上未形成有螺纹牙;过渡螺纹部(26),其上从平行螺纹部(22)向颈部(24)形成有不完整螺纹牙,该不完整螺纹牙的牙底径与完整螺纹牙相同,且螺纹牙的高度逐渐降低至颈部;和螺帽下圆弧部(28),其设置在颈部和头部座面的角落部,滚轧颈部(24)的直径与平行螺纹部的牙底径相比被轧细并被施以硬化加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种至头部座面附近滚轧形成有螺纹牙的螺栓部件。
背景技术
作为现有的这种全螺纹螺栓,例如公知有专利文献1中所记载的螺栓部件。对于该专利文献1中记载的全螺纹螺栓,形成在螺栓轴上的螺纹牙一直被设置到了头部座面,进而,在头部座面和不完整螺纹牙部分的螺纹末端之间,形成与牙底径相同直径的“结合部(結び入れ部)”。
专利文献1中的“结合部”是指头部座面附近没有螺纹的颈部,通过使不完整螺纹牙部的牙底径以及颈部的直径与牙底径相同,从而使螺母侧的螺纹牙不会与不完整螺纹牙部的牙底部发生干涉,且能够在将螺母螺合于螺栓时,使螺栓的头部座面贴紧螺母的座面。
然而,如图3所示,对于专利文献1中的全螺纹螺栓,即使螺栓101的不完整螺纹牙部126以及颈部124不与与螺母130的螺纹牙发生干涉,但由于颈部124的根部设有螺帽下圆弧部128,因此最终导致螺帽下圆弧部128与雌螺纹孔的开口边缘相干涉,而发生头部座面111不能够与螺母130的座面完整紧贴的问题。如果加大紧固扭矩,虽然能使其紧贴,但是存在螺帽下圆弧部128或者螺母的孔缘发生破损的可能。
因此,考虑切削颈部124以及螺帽下圆弧部128使之变细,但是强度会降低,应力集中在颈部124而有发生断裂的可能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-147425号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为解决上述现有的技术问题而形成的,提供了头部座面(与螺母)能够完全紧贴,且高强度的螺栓部件。
解决课题的方法
为了达到上述目的,本发明的螺栓部件,具有头部和从该头部延伸的螺栓轴,其中,
螺栓轴包括:
平行螺纹部,其上形成有完整螺纹牙;
颈部,其上未形成有螺纹牙;
过渡螺纹部,其上从平行螺纹部向颈部形成有不完整螺纹牙,该不完整螺纹牙的牙底径与完整螺纹牙相同,且螺纹牙的高度逐渐降低至颈部;和
螺帽下圆弧部,其设置在颈部和头部座面的角落部,
所述颈部的直径与平行螺纹部的牙底径相比被轧细,并被施以硬化加工。
优选设定所述颈部的直径为平行螺纹部的牙底径的96%~98%。
发明的效果
根据本发明,因为设定颈部的直径比平行螺纹部的牙底径小,颈部的直径也小于螺母的牙底径,原则上不会与螺母的螺纹发生干涉。螺帽下圆弧部朝向头部座面形成大直径圆弧状,由于颈部的直径比平行螺纹部的牙底径小,螺帽下圆弧部进入雌螺纹孔时不发生干涉,临近头部座面的颈部逐渐变宽至与头部座面形成接***行的状态,避免了与螺母的螺纹之间的干涉,使头部座面能够完全紧贴在螺母部件的座面上。
而且,虽然颈部的直径小于平行螺纹部的牙底径,但利用硬化加工使之强度高于平行螺纹部,因此,在发生断裂时,会在平行螺纹部处断裂,没有因颈部断裂使头部与紧固部位脱离的问题,安全性好。
通过使颈部的直径为平行螺纹部牙底径的大致98%以下,可通过硬化加工充分提高强度。若使其过细,即使提高硬化加工的程度,也会由于截面积减少,形成强度下降的趋势,优选设定在96%~98%左右。
附图说明
图1的(A)是表示本发明实施方式的螺栓部件的整体图,(B)是表示紧固状态的图。
图2的(A)是表示本发明的螺栓部件和现有螺栓部件的螺栓整体的拉伸试验结果的图表,(B)是表示本发明的螺栓部件颈部的拉伸试验结果的图表。
图3是表示现有螺栓部件在螺帽下圆弧部处的干涉状态的图。
具体实施方式
以下,根据图示的实施方式详细地说明本发明。
图1表示本发明实施方式的螺栓部件。图中,1表示螺栓部件,该螺栓部件1包括头部10和从头部10延伸的螺栓轴20,螺栓轴具有:形成有完整螺纹牙的平行螺纹部22;无螺纹牙的颈部24;形成有从平行螺纹部22向颈部24,形成有不完整螺纹牙的过渡螺纹部26,以及在颈部24和头部座面11之间的角落部设有螺帽下圆弧部28。
本发明优选,颈部24的直径D与平行螺纹部22的牙底径d相比被轧细且被实施硬化加工。颈部24的直径设定为平行螺纹部22牙底径的96%~98%。
在该实施方式中,作为螺栓部件1以六角螺栓为例,头部10是六棱柱形状,其下面的头部座面11向与螺栓轴20的中心轴线垂直方向伸展。当然,不止限定于六角螺栓,对于头部形状没有特别的限定。
过渡螺纹部26,其牙底部与平行螺纹部22的牙底径相同,且形状为,不完整螺纹牙26a的高度从平行螺纹部向颈部24逐渐变低,其螺纹牙的形状是连续成形的无歪斜的螺纹牙形状。
颈部24形成为比平行螺纹部22以及过渡螺纹部26的牙底径相比被轧细,截面为圆形的圆桶面。在颈部24的头部座面和根部之间形成有截面圆弧状的螺帽下圆弧部28。螺帽下圆弧部28在头部加工时先粗成形,并在滚轧时精成形。
螺帽下圆弧部28呈末端扩大形状,向着头部座面11越接近头部座面11越扩大形成圆弧状。
这个例子中,虽然令颈部24是圆桶面,但颈部24也可以是弯曲成凹状。此外,在颈部24长度短时,也可由螺帽下圆弧部28的一部分构成颈部。
在本实施方式中,令从头部座面11到完整螺纹牙22a的终端(开始向不完整螺纹牙26a过渡的位置)的距离P1为1.5牙距以内,设定过渡螺纹部26的轴方向的范围,即从完整螺纹牙22a终端到不完整螺纹牙终端的距离P2为1牙距左右,从不完整螺纹牙26a的终端到头部座面11之间连续成形颈部24和螺帽下圆弧部28。
根据固定板材的板厚以及紧固力设定从上述头部座面11到完整螺纹牙22a终端的距离P1。在大紧固力时,由于螺纹会受剪切而断裂,因此必须确保螺母内(雌螺纹)有尽量多的完整螺纹牙的牙数。
适当设定过渡螺纹部26的范围,根据牙底径螺栓从螺纹牙的高度和螺栓外形部的圆周长的关系来看,如为50°则加工困难,优选设定为50°以上,其范围也可以是180°到360°左右(一卷的量)。
通过滚轧形成螺栓轴20的平行螺纹部22和过渡螺纹部26,对于颈部24,也在滚轧平行螺纹部22和过渡螺纹部26滚轧时通过滚轧成形。对于滚轧,没有特地用图表示,可利用滚轧模具使过渡螺纹部26的牙底径与平行螺纹部22的牙底径相同。
螺帽下圆弧部28是在头部加工时粗成形,并在滚轧时精成形而成的部分。
下面,对本实施方式的螺栓部件的作用加以说明。
如图1的(B)所示,假定紧固于螺母等的雌螺纹部件30的雌螺纹孔32,由于螺栓轴20从平行螺纹部22到过渡螺纹部26的牙底径以相同的直径延伸,因此不会与雌螺纹孔32的螺纹牙32a发生干涉,直到过渡螺纹部26进入雌螺纹孔32中,又由于颈部24的直径也小于平行螺纹部22的牙底径,因此直到颈部24进入都不会发生干涉。
进而,由于螺帽下圆弧部28形成为向着头部座面11直径变大的圆弧形,而且颈部24的直径比平行螺纹部22的牙底径小,因此,螺帽下圆弧部28无干涉地进入到雌螺纹孔32中,又由于临近头部座面11的部分为末端扩大形状,呈与头部座面11接***行的状态,因此,能够避免与雌螺纹的螺纹牙32a发生干涉,并使头部座面11与雌螺纹部件30的座面完全紧贴,而能够加大紧固力。
另外,即使颈部24的直径比平行螺纹部22的牙底径小,由于利用硬化加工使之比平行螺纹部22有更高的强度,因此在发生断裂时,会在平行螺纹部22处断裂,不存在在颈部24处断裂而使头部10从固定处脱落的问题,安全性好。
从这点上比较现有螺栓,现有技术中,假定颈部与平行螺纹部的牙底径大致相同,***螺栓孔可至颈部,然而,最终螺帽下圆弧部发生干涉,而在头部座面与配合部件的对置面之间产生了微小的间隙。如果加大紧固扭矩,虽然可以消除间隙,但是干涉部分的螺纹会有局部压碎。
另外,假定要紧固薄板钢板等薄板时,基本上旋入螺栓直到与对方螺母部件的对置面紧密为止,对于任何厚的板材都能够进行紧固。
图2的(A)表示的是,对于通常的滚轧螺栓,轧细颈部的本发明的实施产品,以及通过切削使颈部变细的切削品,对螺栓整体的拉伸试验结果进行比较。
对于切削品,比现有滚轧螺栓拉伸强度降低,而且断裂部位在颈部,与此不同,对于本发明产品,虽颈部细,但具有通常螺栓同等的拉伸强度,而且断裂部位在螺纹部,假如在发生断裂时,不存在紧固部脱落的问题。
图2的(B)表示本发明的实施产品的颈部24的拉伸试验结果。
在试验中,制备滚轧直径强度大、中、小的样品,并变换轧细比率而进行试验。上述图2(A)的本发明的实施产品的样品是强度大的滚轧直径样品。
从图表可以得知,随着颈部24的直径减小,拉伸强度逐渐上升,96%~98%之间为最大,随着压细量加大,呈现强度逐渐降低的倾向。尽管硬化加工的程度变大,但截面积减小成为强度走低的原因,因而若轴直径相对于牙底径设定在牙底径的96%~98%左右,则可以获得最大强度。
此外,本发明不限定于上述实施方式,可以在不超出本发明的宗旨的范围内选择各种形状和结构。
符号说明
1 螺栓部件
10 头部
11 头部座面
20 螺栓轴
22 平行螺纹部
24 颈部
26 过渡螺纹部
26a 不完整螺纹牙
28 螺帽下圆弧部
30 雌螺纹部件
32 雌螺纹孔
32a 螺纹牙
d 平行螺纹部的牙底径
D 颈部的轴径
P1 从头部座面11到完整螺纹牙22a终端的距离
P2 从完整螺纹牙22a的终端到不完整螺纹牙终端的距离
Claims (5)
1.一种螺栓部件,其特征在于,
具有头部和从该头部延伸的螺栓轴,其中,
螺栓轴包括:
平行螺纹部,其上形成有完整螺纹牙;
颈部,其上未形成有螺纹牙;
过渡螺纹部,其上从平行螺纹部向颈部形成有不完整螺纹牙,该不完整螺纹牙的牙底径与完整螺纹牙相同,且螺纹牙的高度逐渐降低至颈部;和
螺帽下圆弧部,其设置在颈部和头部座面的角落部,
所述颈部的强度大于螺纹部的强度,断裂时的断裂位置为平行螺纹部,
所述颈部的直径与平行螺纹部的牙底径相比被轧细而施以加工硬化,并且
设定所述颈部的直径为平行螺纹部的牙底径的96%~98%。
2.根据权利要求1所述的螺栓部件,其特征在于:
平行螺纹部和过渡螺纹部为滚轧螺纹。
3.根据权利要求1~2中任一项所述的螺栓部件,其特征在于:
所述头部座面至平行螺纹部的完整螺纹牙的终端的距离为1.5倍牙距以内。
4.一种螺栓部件的制造方法,其特征在于:
所述螺栓部件具有头部和从该头部延伸的螺栓轴,其中,
螺栓轴包括:
平行螺纹部,其上形成有完整螺纹牙;
颈部,其上未形成有螺纹牙;
过渡螺纹部,其上从平行螺纹部向颈部形成有不完整螺纹牙,该不完整螺纹牙的牙底径与完整螺纹牙相同,且螺纹牙的高度逐渐降低至颈部;和
螺帽下圆弧部,其设置在颈部和头部座面的角落部,
在所述螺栓部件的制造方法中,在滚轧形成所述平行螺纹部和过渡螺纹部时,通过滚轧使所述颈部与平行螺纹部相比被轧细而施以加工硬化,并且,设定所述颈部的直径为平行螺纹部的牙底径的96%~98%。
5.根据权利要求4所述的螺栓部件的制造方法,其特征在于:
所述螺帽下圆弧部在进行头部加工时被粗成形,并在滚轧加工时被精成形。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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