专利名称：分离模制槽机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生成管状紧固件的方法，特别是一种形成径向膨胀向外生成槽的管状金属紧固件的方法。
背景技术：
这种紧固件是用来把两个或者更多工件，通过将紧固件插入穿过所述工件的一个合适的孔中，并且该管状紧固件在径向至少部分膨胀，使所述的工件接合，而将这些工件固定在一起。通常，管状紧固件在其一端有一个径向放大的头部，和附近的工件表面接触。这种情况下，所述的紧固件可以与所有的工件接合，或者只是接合距离紧固件头部最远的工件。管状紧固件径向的膨胀可利用拉或者推心轴头部通过其孔来完成。
这种紧固件及其安装方法在机械装配行业是众所周知的。
发明内容
本发明目的在于提供一种改良的并且简化的形成这种紧固件的方法，该方法需要更少的加工操作。
本发明一方面提供一种形成径向膨胀向外生成槽的金属管状紧固件的方法，如后附的权利要求书中的权利要求1所限定的那样。此外，本发明最优选的特征将在权利要求2到16中陈述。本发明包括根据本发明的方法制造的紧固件。
本发明特定的实施例将以举例的方式并且参考附图进行描述，其中图1A到1N说明第一种方法；图2A到2K说明第二种方法；图3A到3M说明第三种方法；及图4A和4B，5A和5B，6A和6B说明形成管状紧固件可供选择的槽的形状。
在图1、2和3中，分别标有“A”、“B”、“C”直到“K”等后缀的附图，分别在三个举例说明的方法中表示相应的视图。
具体实施例方式
首先参见图1A到1N表示的方法，图1A和1B表示使用的坯料，图1A是图1B中沿1A-1A线的轴剖面，图1B是图1A中沿1B-1B线的横剖面，(其它的大多数附图也是这样成对表示，其中一个是轴剖面图，另一个则是横剖面图，如在工程制图的实践中常用的那样。因为读者对此熟悉，这种成对附图之间的关系将不再赘述)。坯料11具有一个细长的管状主体壁12，该壁有一个在径向放大的头部13(在其一端为所谓的“平锥头”形状)。所述坯料具有一个延伸穿过坯料整个长度的圆柱形孔14，从而提供一个管状壁内表面15。管状壁12具有一个圆柱形的壁外表面16。
显然孔14和/或壁12及15可以是非圆柱形的形状，如三弧形或者六边形。
坯料的内壁表面15支撑在紧密配合在孔14内的圆柱形支撑销17上(图1C和1D)。
管状壁12的外侧有分离模形式的四个外部压模构件18。坯料被插入到其间(如图1C所示)，使所述头部13的下侧邻接构件18的一套端面，其它端面超出坯料的管状壁12的尾端。每个构件18的内表面面朝着主体12的外壁16，并具有槽19。构件18最初被稍微分开，提供一个坯料的主体壁12可以有间隙地引入的空间21，如图1C和1D所示。在相邻的压模构件18之间有径向的缝隙22。
如图1E和1F所示，通过强迫四个压模构件18如图1F中的箭头A指示的方向径向向内朝着支撑销17移动，使坯料的管状壁12受到径向挤压。所示的压模构件的槽表面接合坯料的管状主体壁12的外壁表面16，并使之变形。坯料的内壁15通过与刚性的支撑销17接触免于在径向向内移动。主体壁12的径向外部被变形，成为基本上与压模构件18内槽19的形状互补的形状，于是管状主体的外表面壁16形成圆周槽23(见图1G)。如图1F所示，四个压模构件18紧靠在一起，只在彼此之间留下减小的径向间隙22。这些间隙容纳并帮助形成突起24，突起沿着在坯料上形成的螺纹径向向外伸出。这些现象的产生是由于作用在管状壁12的金属上的挤压动作，如图1F所示。它们在图1M(是图1F中标出的放大部分)中以放大的比例表示，也在图11中表示，图11是沿图1F中X-X线的部分放大剖面图。突起24形成于坯料壁上的槽23的凹部，且径向向外延伸，稍稍超出所述槽的脊。显然，突起24不必延伸超过槽23的脊。
另一种方案表示在图1N中，它是对应于图1M的放大图。在该方案中，每个压模构件18的侧壁进一步分开，使得当坯料上的槽23完全形成时，压模构件18的相邻壁互相接触，如图1N所示。但是，在压模构件有槽的表面附近留下了合适的空间25，来容纳突起24。
这四个压模构件然后按图1H中箭头B表示的方向再次被拉开，如图1G和1H所示。这把形成于管状主体12外表面的槽23从压模构件上的槽19的相互接合中释放出来。支撑销17于是带着坯料从压模之间轴向抽出。坯料从所述的销上离开，留下成形的坯料，如图1J和1K所示。
为了一致性和方便起见，在此阶段仍使用“坯料”这个术语。在此阶段，也许管状紧固件已经被完全加工好了。
或者，也许具有槽的坯料还要进行进一步的加工，如热处理和/或者表面处理。
本发明的方法第二个例子在图2A到2K中表示，如上面分别提到的对应于图1A到1K的那样，其中相同的附图标记表示相同的部分。第二个方法基本上与第一个相同，可以被看作是第一个方法的改进。因此下面将只详细介绍第二个方法与第一个方法的不同之处。
如图2A所示，坯料11的头部13具有一个沉孔26。支撑销17(图2C)的端面34与扩展销36的端面35接触，扩展销36具有扩展部分27或更大的直径，通过锥形体28与支撑销的直径合并。四个压模构件18最初紧靠在一起，于是在其侧面之间没有径向上的间隙，并且它们的径向的内槽表面与坯料的管状主体壁12的外壁16之间具有很小的间隙，如图2C和2D所示。支撑销17于是相对于坯料被朝着坯料头部13的方向也就是图2C所示朝上的方向拔起来。锥体28和扩展部分27逐渐进入到坯料的孔14。利用接触坯料头部13并吸收反作用力的支撑工具29阻止所述坯料在轴向朝上移动。管状主体壁12于是在径向膨胀，其外部被挤压进入压模构件的槽19内，于是在管状壁外周形成了槽。坯料头部13内的沉孔26容纳扩展部分27，所以头部13没有径向膨胀。这是在图2E和2F中所示的状态。因为在压模构件18之间没有径向的间隙，因此没有在坯料的外表面的槽中形成突起。然后压模构件18在径向退出，如图2G和2H所示，并且外部具有槽的坯料被推离扩展部分27，得到如图2J和2K表示的结果。突起可以通过压模构件之间留下的径向间隙形成，如上述第一种方法所述。
图3A到3M表示的第三个方法的例子可以看作是前两个方法特征的结合，该方法有效降低接合外部压模表面的直径，并增加接合内部支撑件的直径。
如图3A和3B表示的，坯料11与图2A和2B中表示的和用于第二例方法中的坯料相同。同样，支撑销27通过锥形体28和直径增大的扩展部分27接合。如图3C和3D所示，最初坯料放置在支撑销17上，并插入到压模构件18的具有槽的内壁之间。于是压模构件径向向内前进到达图3E和3F标示的位置，压模构件内槽之间的脊部分进入到外表面壁16，如图3E和3F所示，在放大图3L中更清楚。主体壁12被支撑销17支撑，防止向内的变形。支撑销17然后被轴向向上推入管状坯料，抵消接触坯料头部13的支撑工具29的作用，于是扩张部分27进入到管状壁12的孔内并在径向使其膨胀。所述壁材料的外部被压入压模构件的槽内，如图3G和3H所示。如放大的图3M所示，该材料可以不完全充满压模构件的槽。
压模构件然后径向从接合的坯料退出，然后坯料被推离扩展部分27，获得的结果如图3J和3K所示。从图3H可知，当压模构件18结合在一起时，其间具有径向的间隙22，于是如图3J和3K表示的，就形成突起24。
在前面的例子中，所述坯料的材料是铝5052，其中包含2.5％的镁。成型之后，管状体或者杆状部分的长度是7.0mm，外直径是3.4mm，内部孔的直径是1.6mm，头部直径是6.0mm，头部的厚度是0.9mm。显然也可以使用其它的材料或者尺寸。
本发明不限于前面例子的细节。例如，通过在压模构件18内表面提供具有适当形式的槽19，可以在坯料的外管状壁上形成其他所要求形状的外部槽。因此图4A和4B表示一种具有螺旋槽31的紧固件，它提供了螺纹(这可以被认为是多个圆周或者近似圆周的槽结合在一起形成了螺旋槽)。在螺纹部分的一端或者两端可以有一个非螺纹的部分33。如果这种螺旋的螺纹通过前述第一个例子的方法形成，那么将形成径向的突起，这将会给旋出安装好的紧固件造成阻力。这表示在图5A和5B中。图6A和6B说明了一种具有纵向槽32的紧固件。本发明的方法提供生产具有这些或者其它形状的管状紧固件的方法。
权利要求
1.一种形成具有径向膨胀向外生成槽的金属管状紧固件的方法，包括以下步骤提供合适的具有管状壁的管状坯料；在内部构件和多个外部构件之间挤压所述管状壁，其中内部构件的一个表面与所述坯料的管状壁内部表面接合，多个外部构件设置有与所述坯料的管状壁外部表面接合的适当成型的表面；从而在坯料的管状壁外部表面形成槽。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过有效减少外部构件的适当成型表面与坯料的管状壁外部表面的接合面的直径来完成挤压。
3.如权利要求1所述的方法，其中通过有效增加所述内部构件与坯料的管状壁内部表面的接合面的直径来完成挤压。
4.如权利要求1所述的方法，其中通过有效增加所述内部管状构件与坯料的管状壁内部表面的接合面的直径并有效减少外部构件的适当成型表面与坯料的管状壁外部表面的接合面的直径来完成挤压。
5.如权利要求1或者权利要求2所述的方法，其中内部构件如前所述以不变的直径接合坯料的管状壁内部，并且外部构件渐进靠近到所述管状坯料的外壁表面，在那里形成槽，如前所述，然后从与所述坯料的管状壁外部表面的接合处脱离从而释放形成了槽的坯料。
6.如权利要求5所述的方法，其中如前所述，当所述外部构件靠近到所述坯料的管状壁外部表面的时候在那里形成槽，并形成多个径向延伸的突出部或者其它突起。
7.如权利要求6所述的方法，所述外部构件靠近到所述坯料的管状壁外部表面，在每个构件和下一个构件之间留下一个空间，从而容纳从这些槽伸出的突起。
8.如权利要求7所述的方法，其中其间限定有空间的相邻外部构件的相对壁也帮助形成突起。
9.如权利要求1或3所述的方法，其中外部构件最初以彼此间预先设定的空间关系互相靠在一起，内部构件与直径增大的坯料的管状壁内部表面接合，从而使管状壁径向膨胀成与之接合的外部构件所具形状的表面，并且外部构件然后从与坯料的管状壁外部表面的接合中脱离来释放它。
10.如权利要求9所述的方法，其中外部构件互相保持前述的空间关系，直到如前所述外部构件脱离并释放所述的坯料。
11.如权利要求4或9所述的方法，其中外部构件最初还渐进地靠近所述坯料的管状壁外部表面以便如前所述与管状壁外部表面接合，并至少部分地在其上形成槽，并且其内部构件直径增大与坯料的管状壁内表面接合，以此帮助形成槽。
12.如权利要求3或9所述的方法，其中内部构件外直径沿着其长度变化，并且内部构件相对于管状坯料在轴向移动以增加前述的结合坯料的管状壁内部表面的直径。
13.如权利要求1到12任一个所述的方法，其中所述的坯料的管状壁外部表面的槽是圆周槽的形式。
14.如权利要求1到12任一个所述的方法，其中所述的坯料的管状壁外部表面的槽是螺纹的形式。
15.如权利要求1到12任一个所述的方法，其中所述的坯料的管状壁外部表面的槽是纵向槽的形式。
16.一种形成径向膨胀的管状紧固件的方法，基本上如前参考附图1A到1N，或者图2A到2K，或者图3A到3M所描述的。
17.一种前面任何权利要求所述的方法所形成的紧固件。
18.一种紧固件，基本上如前参考附图1J到1K，或者图2J到2K，或者图3J到3K，或者图4A和4B，或者图5A和5B所描述的。
全文摘要
一种形成具有径向膨胀向外生成槽的金属管状紧固件的方法，包括以下步骤提供合适的具有管状壁的管状坯料；并在内部构件和多个外部构件之间挤压所述管状壁，内部构件的表面与所述坯料的管状壁内部表面接合，多个外部构件提供与所述坯料的管状壁外表面接合的适当成型表面；在所述坯料的管状壁外部表面形成槽。
文档编号B21C37/20GK1404936SQ02143908
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月27日 优先权日2002年6月28日
发明者德里克·克拉切利 申请人:泰克斯特兰紧固系统有限公司