專利名稱：螺紋墊板及其制造方法、制造用金屬模的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及螺紋墊板及其制造方法、制造用金屬模。
圖4示出了在工廠內配置油壓管等管子時所使用的管夾。在下墊板101之上裝有下夾構件105a，它的上面又裝有上夾構件105b的上側。此外，螺栓107穿過上板106及上、下夾構件105a、105b，與下墊板101擰合。
如圖5所示，上述下墊板101具有金屬板102及突出其上面的定位用座103，上述下夾構件105a的定位孔105h與該座103嵌合，確定該下夾構件105a的位置。此外，上述座103上形成有與上述螺栓107對應的螺孔104。
在工廠內配置壓送油或空氣的管子時，使用上述結構的管夾。但是，當上述工廠內的機械振動很大時，必須充分地加大多個螺栓107對金屬板102的緊固扭矩。為了充分加大螺栓107的緊固扭矩，采用了其長度β大于金屬板102的厚度α的座103。即，該座103是與金屬板102分別制成的，在金屬板102上開設插入座103用的孔108，把座103插入該孔108內后進行釬焊。
如上所述的傳統(tǒng)的下墊板101，由于是把分別制成的金屬板102和座103釬焊而成的，所以制造工序復雜，不利于降低成本，同時由于流體流過管夾而產生的振動，焊料還有可能脫落，此外，在煉鐵廠等高溫環(huán)境中使用時也存在同樣的問題。
因此，也考慮了如圖6所示的方法，即將金屬板202沖壓出一部分形成定位用座203，再在該座203的中心部開設螺孔204。
即，為了使座203形成規(guī)定的周面形狀，采用了設有形狀與座203對應的開口部301的凹模300。還使用了沖頭400，該沖頭400上設有投影范圍大于座203的投影圖形，突出程度小于金屬板的厚度的梯形凸部401，以及從其中央部進一步突出的、比座203的投影圖形狹小一定范圍、口徑比螺紋孔204大的中心凸部402。
在該方法中，之所以要把梯形凸部401做得比凹模的開口部(凹部)301大，其目的在于增大壓出部分的體積，增加所形成的座203的壁厚。但在該情況下;若要使座203和金屬板202間能有足夠的連接強度，金屬板202和座203的連接部分r就必須有一定的體積，所以，座203不能達到所希望的厚度，從而導致座203上開設的螺孔204的長度不足。
例如，公稱直徑d＝6mm的螺栓所使用的螺母的公稱高度為4.8mm以上(JIS-B1181)，螺栓緊固扭矩為120kgf-cm以上(JIS-B1052)，圓周部拉伸抗剪力為1.6噸以上(JIS-B1051)，在此情況下，即使想要用4.5mm厚的鋼板(JIS，及ISO標準厚度)形成座203，以代替滿足上述例舉的條件的螺母，也會出現(xiàn)如下情況如滿足了螺栓緊固扭矩及圓周部拉伸抗剪力的條件，座203的厚度便會降到4.8mm以下，而若將座203的厚度做成4.8mm以上，上述連接部分r便會變得非常薄，不能滿足螺栓緊固扭矩及圓周部拉伸抗剪力的條件。
與此相反，也有人考慮在上述4.5mm以上等級的JIS(ISO)規(guī)格產品即6mm的鋼板上，直接形成陰螺紋的方法。但是，在此情況下，下孔需要約5mm的直徑，若要這樣用沖頭沖壓出其直徑小于鋼板厚度的下孔，則施加于沖頭的載荷會增大，沖頭會承受不了該載荷。因此，也有人考慮過用鉆床來開設下孔，但這樣費時、費工。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的。其第1目的在于使用其厚度比所要求的螺母公稱高度小的金屬板，制成設有能滿足上述所要求的螺母高度的座(螺母)的螺紋墊板。第2目的在于，提供一種螺紋墊板及其制造方法和制造用金屬模，以便能用金屬模方便地制造上述螺紋墊板，同時，不必擔心座會與金屬板分離(金屬板與座的固接狀態(tài)牢固)，而且能形成足夠長的螺孔。
本發(fā)明為了達到上述目的，采用以下方法。即，沖壓出金屬板2的一部分，形成與該金屬板2連續(xù)的座3，同時在該座3的中心部，再沖壓出直徑比螺紋孔4的內徑小的沖壓孔7，然后再在該座3上，形成與上述沖壓孔7同心的螺孔4。
上述的螺孔4，也可以在開設與座3上形成的沖壓孔7同心的下孔8之后，再加工形成。
為了實現(xiàn)上述方法，采用了螺紋墊板用金屬模，該金屬模由設有其形狀與上述座3的外部形狀對應的開口部11的凹模10，以及下述的沖頭20組成。上述沖頭20具有投影范圍比上述開口部11大、突出程度小于板厚的凸部21，以及從該凸部21的中心部分突出，直徑比形成于上述座3的中心部分的螺孔4的內徑小的中心凸起23。
再在上述凸部21和中心凸起23之間，形成口徑小于開口部11的第2凸部22，由此即能形成其周面形狀沿著上述凹模10的內周面的座3。
用上述金屬模制成的螺紋墊板其結構包括金屬板2、下述的座3，以及與形成于該座上的沖壓孔7同心的，其長度與上述座3的厚度對應的螺孔4。上述座3是在與該金屬板2相連的狀態(tài)下沖壓出上述金屬板2的一部分，同時在該沖壓部分的中心形成直徑小于螺孔4的沖壓孔7。
本發(fā)明中的金屬模，其凹模10具有與沖壓出的座3的形狀相對應的開口部11，其沖頭20的凸部21的投影范圍大于凹模10的開口部11，所以，擴大了沖壓部分(座3及該座3與金屬板2的連接部)的體積，結果也就是加大了座3的厚度。又因為中段的凸部22比凹模10的開口部11小，所以可嵌入上述開口部11內，形成座3的外形。
此外，沖頭頂端的凸起23可增加沖頭20在凹模10的開口部11內的體積，結果也就是增加了座3的厚度。
而且，若用直徑小于螺孔(形成于座3的中心部分的螺孔)4的內徑的中心凸起23來形成沖壓孔7，隨后就可在座3上形成與該沖壓孔7同心的下孔8，并在該下孔8，并在該下孔8上形成螺孔4。這時，沖壓孔7的深度部分可作螺孔4利用，所以該螺孔4的長度與座3的厚度相等。
附圖的簡單說明

圖1本發(fā)明的螺紋墊板的剖視圖。
圖2本發(fā)明的螺紋墊板用金屬模的剖面圖。
圖3本發(fā)明的螺紋墊板制造方法的流程圖。
圖4傳統(tǒng)例子中所應用的管夾的主視圖。
圖5傳統(tǒng)例子的剖視圖。
圖6傳統(tǒng)例子的剖視圖。
其中1、螺紋墊板， 2、金屬板， 3、座，4、螺孔， 7、沖壓孔， 8、下孔，10、凹模， 11、開口部， 20、沖頭，21、凸部， 23、中心凸起以下參照附圖，具體說明本發(fā)明的實施例。
如圖1的剖視圖所示，本發(fā)明一實施例涉及的螺紋墊板1由金屬板2，沖壓出其一部分而形成的座3，以及形成于該座3的中心部的螺孔4組成。
上述座3是用由圖2所示的凹模10和沖頭20構成的金屬模，如圖3那樣沖壓而成的。即，如圖3(a)所示，先用由沖頭20和凹模10組成的金屬模沖壓出金屬板2的一部分，使其形成與金屬板2相連續(xù)、具有與金屬模相對應形狀的座3。上述凹模10在結構上具有與沖壓出的座3的外周形狀對應的開口部11(該開口部可以留底，也可以是貫通孔)。
上述沖頭20包括其投影范圍大于開口部11、突出程度小于板的厚度的凸部21;從該凸部21的中心部起向外突出的、其投影范圍比開口部11小但比上述螺孔4大的第2凸部22;以及從該第2凸部22的中心部起突出的、其直徑小于上述螺孔4的內徑的中心凸起23。
上述凸部21比凹模10的開口部11大。因此，沖壓出的體積比僅由第2凸部22沖壓出的體積(參照圖1中虛線)要大，可增加座3的厚度。但是，該凸部21的直徑即便取得再大，因為在凹模10一側內沒有相對應的凹部，所以也不能充分擠壓出。此外，若減小凸部21的直徑，使其接近凹模10的開口部11，則會減小圓周部拉伸抗剪力。因此，凸部21的直徑做得比凹模10的開口部11大10-30%。
此外，上述凸部21的高度要取小于金屬板2的厚度的值。這是為了使座3與金屬板2以充分的強度相連結。若凸部21的高度取得太大，則不能以充分的強度與金屬板2之間相連結。相反，若凸部21的高度取得過分地小于金屬板2的厚度，則沖壓出的體積會變小，結果座3就會達不到所希望的厚度。因此，上述凸部21的高度取金屬板2的厚度的約50-75%。當然，上述的范圍取決于金屬板2的厚度，關于所要求的座3的厚度，這里是假設使用了下文將說明的、板厚比下孔8的直徑薄的鋼材，JIS(ISO)規(guī)格中最厚的鋼材(金屬板2)。
此外，上述凸部21的外周，帶有約5-10度的錐度，以便使上述凸部21易于進入金屬板2。
上述第2凸部22比凹模10的開口部11狹窄。因此，嵌入凹模10的開口部11內后，就可形成具有與該開口部11的內徑相等的外徑的座3。若上述第2凸部22的直徑過于接近凹模10的開口部11的直徑，則金屬板2和座3的連接部r會變薄，金屬板2和座3的連接強度(需要大于上述圓周部拉伸抗剪力)會變小，相反，若第2凸部22的直徑與凹模10的開口部11的直徑之差取得過大，則沖壓出的體積會變小，結果是使座3的厚度減小。
出于以上考慮，將第2凸部22的直徑與凹模10的開口部11的直徑之差，取為金屬板2的厚度的50-75%。這一范圍也取決于金屬板2的厚度，關于所要求的座3的厚度，這里也是假設使用了壁厚比下孔8的直徑薄的鋼材，JIS(ISO)規(guī)格中最厚的鋼材(金屬板2)。
再有，上述第2凸部21的外周，與上述凸部21的外周一樣，也帶有5-10度左右的錐度。
上述頂端的中心凸起23所取的直徑比螺孔4的內徑小。因此，就可進一步增厚由上述凸部21、22沖壓出的座3的高度。此外，因為由該中心凸起23形成的沖壓孔7比螺孔4的直徑小，所以可將該沖壓孔7如下文所述那樣利用作為螺孔4。因此，可以原封不動地把上述那樣增厚的座3的厚度作螺孔4的長度。沖壓出座3后，如圖3(b)所示，再按照需要，例如可使用沖頭40來形成開口于座3的頂端面的、直徑小于螺孔4內徑的、與沖壓孔7同軸的下孔8。這兒也可以使用鉆頭，但使用沖頭40更省事簡單。
下孔8的孔徑與沖壓孔7的孔徑的大小關系雖無特別的限定，但一般做法是，使下孔8的孔徑與沖壓孔7的孔徑相同，或更小。
在本實施例中，為了提高下孔8的位置精度以及縮短下孔8的開孔時間，使下孔8的孔徑與沖壓孔7的孔徑相等。
然后，如圖3(c)所示，把絲錐(tap)50從座3的頂端面起伸入下孔8，用絲錐50在該下孔8從頭至尾攻出螺紋。
開設下孔8并不是本發(fā)明必須做的工序，但可以把下孔8及沖壓孔7作為向導來攻螺紋，所以可容易攻出螺紋，并且能使螺孔4不傾斜，正確地開設，所以是有利的。
如上所述，通過用上述的金屬模沖壓出金屬板2的一部分而形成座3，并在該座3的中心部分開設螺孔4，即能獲得圖1所示的螺紋墊板1。
使用厚4.5mm的金屬板2，應用本發(fā)明制成用于公稱直徑d＝6mm的螺栓的座3時，獲得了如下的結果。
(1)座3的高度為5.5mm(滿足了JIS-B1181規(guī)定的4.8mm)。
(2)螺栓緊固扭矩為200kgf-cm以上(滿足了JIS-B1052規(guī)定的120kgf-cm以上)。
(3)圓周部拉伸抗剪力為2.6噸以上(滿足了JIS-1051規(guī)定的1.6噸以上)。
又，凹模10的開口部11的直徑為12mm，凸部21的直徑為14mm(但上端由于上述錐度，大于14mm)，高度為3mm，第2凸部22的直徑為9.7mm(但是，下端由于錐度，小于9.7mm)，高度為2.5mm，中心凸起23的直徑為5.1mm，高度為2mm。
如上所述，本發(fā)明的該螺紋墊板1，因為其座3是沖壓出金屬板2的一部分形成的，所以與傳統(tǒng)方法那種分別制作金屬板102和座103然后焊接的例子相比，能夠簡化制造工序。因此，能大幅度降低成本，而且因為提高了材料利用率，所以能更進一步大幅度降低成本。
此外，該螺紋墊板1，因為其座3是沖壓出金屬板2的一部分形成的，所以，座3與金屬板2以其材料的組織有機地相連。因此，金屬板2和座3的連接強度高，可以提高抗機械性振動的疲勞強度，使用中不必擔心從金屬板2上脫落，其結果可顯著提高制品強度的可靠性。
再有，在該螺紋墊板1中，因為螺孔4的螺紋開設在厚度變得大于金屬板2的座3的中央部分的整個壁厚處，所以能夠形成長度能達到螺孔4和與之擰合的螺栓之間的結合強度所必需要的螺孔4。
還有，根據(jù)上述的螺紋墊板1的制造方法，可以使用比所要求的螺母高度(座的高度)薄的金屬板，制成目標厚度的座，所以，可以降低材料成本。
以上僅對座3的外周是圓形的情況進行了說明，顯然，也可以適用于一般所用的螺母形狀，即六角形。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的螺紋墊板用金屬模，通過使用該金屬模沖壓金屬板，能形成與金屬板相連續(xù)的座，制造工序簡化，所以能大幅度降低成本，同時，材料的利用率提高，也能進一步大幅度降低成本。
此外，根據(jù)本發(fā)明的螺紋墊板用金屬模，通過用該金屬模沖壓金屬板，能夠與金屬板相連續(xù)地形成一個既具有規(guī)定的外周形狀、其中心部又具有直徑比螺紋孔的內徑小的沖壓孔的座，所以，能夠提高座和金屬板結合部的抗機械性振動的疲勞強度，使用中不必擔心座從金屬板上脫落，能顯著提高制品強度的可靠性。
此外，通過在如此形成的座的中心部，從座的沖壓頂端面起在整個上述沖壓孔內加工螺孔，就能形成其長度比所用原材料金屬板的壁厚大的螺孔，螺孔和與之擰合的螺栓間的結合強度得到提高。
權利要求
1.一種螺紋墊板，其特征在于它包括金屬板(2)；以與該金屬板(2)連續(xù)的狀態(tài)沖壓出該金屬板(2)的一部分，同時在該沖壓部的中心形成具有直徑小于螺孔(4)的沖壓孔(7)的座(3)；與上述沖壓孔(7)同心地、其長度與上述座(3)的厚度相對應地形成的螺孔(4)。
2.一種制造上述螺紋墊板的制造方法，其特征在于，沖壓出金屬板(2)的一部分，形成與該金屬板(2)相連續(xù)的座(3)，同時在該座(3)的中心部沖壓形成直徑小于螺孔(4)的內徑的沖壓孔(7)，再在該座(3)上，與上述沖壓孔(7)同心地形成螺孔(4)。
3.按權利要求2所述的螺紋墊板的制造方法，其特征在于，與形成于上述座(3)的上述沖壓孔(7)同心地開設下孔(8)后，再形成座(3)厚度的螺孔(4)。
4.一種上述螺紋墊板制造用金屬模，該螺紋墊板具有沖壓出金屬板(2)的一部分而與該金屬板(2)相連續(xù)地形成的座(3)，以及位于該座(3)中心部的螺孔(4)，其特征在于，該金屬模包括凹模(10)，它設有與上述座(3)的外形相對應的開口部(11)。沖頭(20)，它設有其投影范圍大于上述開口部(11)、其突出程度小于板的厚度的凸部(21)，以及從該凸部(21)的中心部起突出的、直徑比形成于上述座(3)的中心部的螺孔(4)的內徑小的中心凸起(23)。
5.按權利要求4所述的螺紋墊板制造用金屬模，其特征在于，在上述凸部(21)和中心凸起(23)之間，還形成有口徑小于開口部(11)的第2凸部(22)。
全文摘要
一種螺紋墊板及其制造方法，制造用金屬模，目的在于使用板厚小于要求的螺母公稱高度的金屬板，制成具有能滿足上述要求的螺母高度要求的座(螺母)的螺紋墊板，以及能用金屬模方便地制成上述螺紋墊板，同時不必擔心座與金屬板分離，且能形成足夠長的螺孔。通過沖壓出金屬板的一部分而形成與該金屬板相連續(xù)的座，同時在該座的中心部再沖壓形成直徑小于螺孔內徑的沖壓孔，再在該座上形成與上述沖壓孔同心的螺孔，從而達到上述目的。
文檔編號B21D53/24GK1101706SQ9311722
公開日1995年4月19日 申請日期1993年9月1日 優(yōu)先權日1992年9月1日
發(fā)明者平井隆 申請人:平井工作株式會社