專利名稱：螺紋緊固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及螺紋緊固件，特別是涉及一種新的改進(jìn)螺紋緊固件，該螺紋緊固件具有一體地結(jié)合于其上的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程結(jié)構(gòu)，為了方便和簡化螺紋緊固件的制造，并涉及一種改進(jìn)的進(jìn)入或?qū)С潭瞬糠?，以便于緊固件插入下面的基板，從而能夠?qū)崿F(xiàn)螺紋緊固件在下面的基板或工件中的進(jìn)入深度的增加。
背景技術(shù)：
用于形成螺紋緊固件的一種現(xiàn)有方法或技術(shù)包括坯料件在一對滾絲模之間的滾絲，該方法公開于例如1988年1月5日授予Wozniak的美國專利4716751中。根據(jù)這種用于制造螺紋緊固件的現(xiàn)有制造方法或技術(shù)，如圖所示，例如，在圖1-3中，該圖相應(yīng)于上述專利的圖1、圖1a和圖2，坯料件9置于一對滾絲模10、10a之間，其中，例如，第一個滾絲模10包括一個可動模具而第二個滾絲模10a包括一個固定模具。每個滾絲模10、10a包括一個具有工作面12的工具鋼主體11，如在圖1和圖3中最清楚地看到的，并且如有關(guān)滾絲模10的描述，該工作面12具有多條從滾絲模10的起始端14向終止端16延伸的模螺紋13，該模螺紋相對于滾絲模10的軸向或縱向或軸線L以預(yù)定角度設(shè)置，以在坯料件9上實際形成螺紋。當(dāng)坯料件9在兩滾絲模10、10a之間被從滾絲模10的起始端14滾絲到滾絲模10的終止端16時，構(gòu)成坯料件9的材料逐漸地移動并流動到滾絲模螺紋13之中或之間，從而完全形成的螺紋被形成于坯料件9上，該螺紋與滾絲模10、10a的滾絲模螺紋13相匹配或相對應(yīng)。更具體地說，如在圖3中最清晰地看到的，每一個滾絲模螺紋13包括多個牙頂部分17，該牙頂部分用于在螺紋滾絲操作中透進(jìn)坯料件材料，以在坯料件9上有效地并最終形成螺紋根部；該滾絲模螺紋還包括多個根部19，該根部適于在滾絲操作完成時，在坯料件9上最終地形成螺紋牙頂部分。最終，滾絲模螺紋13的齒側(cè)面部分18形成表面，在坯料件9上形成螺紋牙頂部分和根部的過程中，坯料件材料沿該表面流動，而滾絲模螺紋13的齒側(cè)面部分18在坯料件9上同樣地形成對應(yīng)的螺紋齒側(cè)面部分。還注意到，在滾絲過程進(jìn)行中，隨著透進(jìn)的深度增加，構(gòu)成坯料件的材料連續(xù)地沿滾絲模螺紋13的牙側(cè)面部分18移動，直到在滾絲模10、10a的終止端16處完全形成的螺紋形成于坯料件9上。
現(xiàn)參考圖4，其中公開了一種現(xiàn)有的螺紋緊固件100，由于該螺紋緊固件包括兩條不同的螺紋導(dǎo)程，即，第一或主螺紋導(dǎo)程102，以及為螺紋緊固件100提供加強(qiáng)特性的第二或副螺紋導(dǎo)程104，因而在本行業(yè)中被稱為“高-低”螺紋形式。主螺紋導(dǎo)程和副螺紋導(dǎo)程102、104以這樣一種方式設(shè)置于螺紋緊固件100上，使副螺紋導(dǎo)程104的連續(xù)部分沿螺紋緊固件100的軸向長度設(shè)置在主螺紋導(dǎo)程102的連續(xù)部分之間，應(yīng)特別注意的是，形成于主螺紋導(dǎo)程和副螺紋導(dǎo)程102、104之間的軸向距離或螺距被表示為P，而形成于例如連續(xù)的主螺紋導(dǎo)程或連續(xù)的副螺紋導(dǎo)程102、102或104、104之間的軸向距離或螺距為2P。螺紋緊固件100的根部以106表示，并注意到，從螺紋緊固件100的根部106量起的第一或主螺紋導(dǎo)程102的牙頂高，適合于為同樣從螺紋緊固件100的根部106量起的第二或副螺紋導(dǎo)程104的牙頂高的至少兩倍。一對滾絲模中的一個以110表示，該滾絲模用于在緊固件坯料件108上以一種類似于上述的、在緊固件坯料件9上用滾絲模10、10a形成螺紋的方式形成主和副螺紋導(dǎo)程102、104，并且可以看到，為在緊固件坯料件108上最終形成主和副螺紋導(dǎo)程102、104，滾絲模110包括多條主滾絲模螺紋112和多條副滾絲模螺紋114。以一種相應(yīng)于第一或主螺紋導(dǎo)程102和第二或副螺紋導(dǎo)程104在螺紋緊固件100上的交替設(shè)置的方式，多條主滾絲模螺紋112和多條副滾絲模螺紋114以交替的方式同樣地設(shè)置于滾絲模110上。
更特別的是，關(guān)于每一條滾絲模螺紋114，可以看到各副滾絲模螺紋114的牙頂部分實際上包括一對牙頂部分114a、114b，其中每個副滾絲模螺紋的每一個牙頂部分114a、114b具有0.003-0.010英寸之間的側(cè)向或橫向長度，而且，其中牙頂部分114a、114b彼此側(cè)向或橫向地分隔開一段預(yù)定距離，以在滾絲過程中在它們之間實際形成每條第二或副螺紋104。特別是，回想到滾絲模的透進(jìn)深度隨著滾絲過程的持續(xù)而增加的事實，并且知道每個滾絲模螺紋112、114相對于滾絲模110的縱向或軸向長度或軸線以預(yù)定角度設(shè)置的額外的事實，那么可以進(jìn)一步知道，為了在第二或副螺紋導(dǎo)程104已形成以具有預(yù)定深度后，在螺紋緊固件100上完全形成第一或主螺紋導(dǎo)程102，預(yù)定量的坯料件材料116必須在滾絲操作中被位移或移動一個預(yù)定的側(cè)向或橫向距離。
然而，通常知道，根據(jù)滾絲制造技術(shù)及其內(nèi)在相關(guān)的實際限制，在坯料件沿該對共同運轉(zhuǎn)的螺紋滾絲模的每轉(zhuǎn)或每圈旋轉(zhuǎn)中，預(yù)定量的坯料件材料僅能被移動一個預(yù)定距離，以在坯料件上實際獲得良好、可靠、整齊的螺紋。因此，坯料件材料所必須位移的距離越大，坯料件在滾絲過程中所必須進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)或圈數(shù)就越多，直到螺紋導(dǎo)程完全形成于原始坯料件上。因此，如果坯料件必須進(jìn)行相當(dāng)大數(shù)目的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)或圈數(shù)，那么各滾絲模的縱向或軸向長度必須相當(dāng)大，而相應(yīng)地，需要使用相當(dāng)大的滾絲機(jī)，這使得螺紋緊固件的制造比較昂貴。由于與在緊固件坯料件108上形成例如第一或主螺紋導(dǎo)程102有關(guān)的實際問題在于第一或主螺紋導(dǎo)程102的連續(xù)螺紋之間的螺距2P，并因此在于在滾絲過程中坯料材料為形成第一或主螺紋導(dǎo)程102的連續(xù)螺紋而必須要移動或位移的距離，或與其有關(guān)，因而，此問題的一種解決方案可以是縮短第一或主螺紋導(dǎo)程102的連續(xù)螺紋之間的螺距。然而，第一或主螺紋導(dǎo)程102的連續(xù)螺紋之間的螺距的縮短將增加要出現(xiàn)在螺紋緊固件100上的每英寸螺紋數(shù)目。然而，在每英寸螺紋數(shù)目上的這種變化，例如發(fā)生于螺紋緊固件100上的變化，不利地改變了螺紋緊固件100的操作特性，例如，有關(guān)將螺紋緊固件擰入基板所需插入扭矩量、將螺紋緊固件100插入或擰入基板的所需時間、將螺紋緊固件100從基板中拔出時受到的阻力等。
因此，本領(lǐng)域需要一種新的改進(jìn)螺紋緊固件，從而，制造過程能夠由于下述事實而變得方便。根據(jù)該滾絲方法，在形成包括螺紋緊固件螺紋導(dǎo)程的每英寸預(yù)定數(shù)量螺紋的過程中，為在坯料件上完成螺紋導(dǎo)程的形成，坯料件材料僅僅需要有效地位移或移動一個較小的側(cè)向或橫向距離，這使得滾絲模的縱向或軸向長度能夠大大地縮短，這又使得需要使用一種大大地縮短的滾絲機(jī)，這種滾絲機(jī)使螺紋緊固件的制造更加經(jīng)濟(jì)。事實上，這種需要或目標(biāo)通過2002年12月18日提交的、名稱為“為便于緊固件的制造具有雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋緊固件、用于形成螺紋緊固件的滾絲模以及制造螺紋緊固件的方法”、順序號為10/323265的上述美國專利申請中所公開的螺紋緊固件、滾絲模、和制造方法實現(xiàn)。
然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，盡管如上述美國專利申請中所公開的螺紋緊固件事實上方便了緊固件的制造過程，從而相對地縮短了螺紋滾絲模并能夠以于一種更經(jīng)濟(jì)的方式使用螺紋滾絲機(jī)，但是，鑒于在螺紋緊固件的體部上的第二或副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的提供或存在，已體會到將這種雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件擰入和完全插入下面的基板或工件所需的插入扭矩相對較高，這是因為第二或副的雙向加強(qiáng)導(dǎo)程的連續(xù)螺紋設(shè)置于螺紋緊固件的第一或主螺紋的連續(xù)螺紋之間，從而導(dǎo)致第二或副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋的前面一個某種程度地受到下面的工件或基板的切屑或碎片的流動和排出的干擾，在螺紋緊固件被擰入和插入下面的工件和基板時，這些切屑或碎片在螺紋緊固件的自攻絲過程中產(chǎn)生于下面的工件或基板的預(yù)鉆孔中。因此，還有，緊固件經(jīng)常不能以他們所期望的透進(jìn)深度完全擰入和插入下面的基板或工件中。特別是，如果將螺紋緊固件旋轉(zhuǎn)地擰入和軸向地插入下面的基板和工件所通常需要的插入扭矩超過或變?yōu)榇笥谥瞥稍撀菁y緊固件的材料的扭矩強(qiáng)度特性，那么在緊固件對于下面的基板或工件的擰入和插入操作中，螺紋緊固件的頭端部分將遭受或發(fā)生破裂，從而，緊固件的這種頭端部分將與緊固件已經(jīng)擰入和插入下面的基板或工件中的螺紋體部分分開。因此，螺紋緊固件不能再旋轉(zhuǎn)，并顯然不能以所希望或需要的深度進(jìn)一步地擰入或插入下面的基板以便真正實現(xiàn)進(jìn)入在下面的基板或工件內(nèi)所希望或需要的程度。
因此，本領(lǐng)域需要一種新的改進(jìn)雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，其中關(guān)于將其旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動并軸向地插入下面的基板而旋轉(zhuǎn)該螺紋緊固件所需的驅(qū)動或插入扭矩充分有效地減少，以使其不超過制成該螺紋緊固件的材料的扭矩強(qiáng)度特性，從而將使螺紋緊固件可以以其所希望或需要的完全的進(jìn)入深度插入下面的基板，而不發(fā)生螺紋緊固件的被驅(qū)動的頭部的任何斷裂或分開。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種新的和改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，從而有效地克服現(xiàn)有技術(shù)的螺紋緊固件的各種操作缺點和不利特性。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，其中螺紋緊固件的驅(qū)動和插入扭矩特性被大大地減少。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，其中螺紋緊固件的驅(qū)動和插入扭矩特性被大大地減少，以使得制造螺紋緊固件的材料的扭矩強(qiáng)度特性不被超過，以便有效地消除螺紋緊固件的驅(qū)動頭部的破裂、斷裂、以及與已驅(qū)動并插入下面的基板的螺紋緊固件的螺紋體部分的分開。
本發(fā)明的最后一個目的在于提供一種新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，其中螺紋緊固件的驅(qū)動和插入扭矩特性被充分地減少，以使得制造螺紋緊固件的材料的扭矩強(qiáng)度特性不被超過，以有效地消除螺紋緊固件的驅(qū)動頭部的破裂、斷裂、以及與已驅(qū)動并插入下面的基板的螺紋緊固件的螺紋體部分的分開，從而增強(qiáng)螺紋緊固件對下面的基板的進(jìn)入以能夠達(dá)到所希望或需要的深度。
根據(jù)本發(fā)明的公開和原理，通過提供一種新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)栓螺紋緊固件，實現(xiàn)了上述和其它的目的，其中該螺紋緊固件包括第一或主螺紋導(dǎo)程，以及一對交替地設(shè)置在第一或主螺紋導(dǎo)程的連續(xù)螺紋之間的第二或副螺紋導(dǎo)程。該螺紋緊固件還包括尖端部分，該部分用于將螺紋緊固件初始驅(qū)動插入下面的工件或基板，并且，根據(jù)本發(fā)明的原理和公開，預(yù)先設(shè)置于端部和主螺紋導(dǎo)程之間、或者第一或主螺紋導(dǎo)程的第一和第二連續(xù)螺紋之間的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程部分已被移除。以這種方式，有效地形成圓周地延伸的空間，以使得通常在螺紋緊固件向預(yù)先在下面的工件或基板中預(yù)鉆孔形成的孔中自攻絲的過程中所產(chǎn)生的切屑或碎片可以暫時地積累在此圓周空間中，從而使這些切屑或碎片在螺紋緊固件繼續(xù)進(jìn)入工件或基板的預(yù)鉆孔中時，能夠基本上自動從這些空間排入預(yù)鉆孔的深度中。對于碎片的這種容納減少了插入扭矩水平，并可以增加緊固件向工件或基板中的進(jìn)入程度。


本發(fā)明的各種其它目的、特性和附加優(yōu)點可從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述中更全面地得到理解，在附圖中，相同的參考標(biāo)號表示若干個圖中相同或相應(yīng)的零部件，其中圖1為常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的滾絲模的頂視圖；圖2為圖1所示類型的一對常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的滾絲模的側(cè)視圖，該圖示出了使用該滾絲模與設(shè)置于該對常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的滾絲模之間的坯料件一起進(jìn)行滾絲的過程；圖3為圖1所示的常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的滾絲模的透視圖，該圖為部分截面圖；圖4為示意圖，該圖示出一對常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)的滾絲模，該滾絲模用于在坯料上形成現(xiàn)有的“高-低”式螺紋，其中“高-低”式螺紋包括第一或主螺紋導(dǎo)程以及第二或副螺紋導(dǎo)程，而其中進(jìn)一步地，第一或主螺紋導(dǎo)程和第二副螺紋導(dǎo)程的連續(xù)螺紋沿坯料件形成于交替的軸向位置；圖5為類似于圖4的示意圖，然而示出了一對根據(jù)本發(fā)明的原理和公開構(gòu)造的新的改進(jìn)滾絲模，該滾絲模由2002年12月18日提交的、名稱為“為便于緊固件的制造具有雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋緊固件、用于形成螺紋緊固件的滾絲模以及制造螺紋緊固件的方法”、順序號為10/323265的美國專利申請所公開，用于在坯料件上形成新的改進(jìn)“高-低”式螺紋，其中該“高-低”式螺紋包括第一或主螺紋導(dǎo)程和一對第二或副螺紋導(dǎo)程，其中進(jìn)一步地，第一或主螺紋導(dǎo)程和第二或副螺紋導(dǎo)程的連續(xù)螺紋沿坯料件形成于交替的軸向位置；圖6為軸向截面視圖，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的原理和公開構(gòu)造的新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件，其中如在2002年12月18日提交的、名稱為“為便于緊固件的制造具有雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋緊固件、用于形成螺紋緊固件的滾絲模以及制造螺紋緊固件的方法”、順序號為10/323265的美國專利申請中所希望的屬性、特性被有效地保留，而同時有效地減少了這種螺紋緊固件的插入扭矩特性，從而便于將這種螺紋緊固件插入下面的基板或工件中，以便真正實現(xiàn)使得螺紋緊固件以全部或完全深度進(jìn)入下面的基板或工件中。
具體實施例方式
現(xiàn)參考附圖，并具體首先參考其中的附圖5，其中公開了根據(jù)本發(fā)明的原理和公開內(nèi)容開發(fā)的一種新的改進(jìn)螺紋緊固件，該螺紋緊固件公開在2002年12月18日提交的、名稱為“為便于緊固件的制造具有雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋緊固件、用于形成螺紋緊固件的滾絲模以及制造螺紋緊固件的方法”、順序號為10/323265的上述美國專利申請中，該螺紋緊固件總的以附圖標(biāo)號200表示。應(yīng)當(dāng)理解，鑒于根據(jù)本發(fā)明的新的改進(jìn)螺紋緊固件200以及用于有關(guān)螺紋緊固件200的形成的滾絲模210除了下面的特別說明之外，類似于現(xiàn)有螺紋緊固件100和用于形成有關(guān)現(xiàn)有螺紋緊固件100的滾絲模110，本發(fā)明的螺紋緊固件200、滾絲模210、以及這些結(jié)構(gòu)的各種部件將用相應(yīng)的現(xiàn)有螺紋緊固件100和用來制造該緊固件100的滾絲模110有關(guān)描述的附圖標(biāo)號進(jìn)行說明，然而，用于緊固件200有關(guān)描述、以及與用于制造緊固件200的滾絲模210的有關(guān)描述的附圖標(biāo)號將在200系列中。
與現(xiàn)有螺紋緊固件100的情況一樣，本發(fā)明的螺紋緊固件200具有在本行業(yè)中已知的類型，即“高-低”式螺紋，鑒于該螺紋緊固件基本上包括一個體部201，該體部上有兩種不同的螺紋導(dǎo)程，即，第一或主螺紋導(dǎo)程202和為螺紋緊固件200提供加強(qiáng)特性的第二或副螺紋導(dǎo)程204。然而，應(yīng)當(dāng)注意，代替在螺紋緊固件200上設(shè)置現(xiàn)有螺紋緊固件100的單條第二或副螺紋導(dǎo)程，設(shè)置一對軸向間隔開的第二或副螺紋導(dǎo)程204。
更特別地，可以看到主螺紋導(dǎo)程202和一對副螺紋導(dǎo)程204以這樣一種方式設(shè)置于螺紋緊固件200上，使該對副螺紋導(dǎo)程204的連續(xù)部分或螺紋沿螺紋緊固件200的軸向長度設(shè)置在主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)部分或螺紋之間。特別是，應(yīng)特別注意，形成在每組主和副螺紋導(dǎo)程202、204之間的軸向距離或螺距，與形成在每組主和副螺紋導(dǎo)程102、104之間、作為現(xiàn)有螺紋緊固件100的特性的軸向距離或螺距相同，并因此地用附圖標(biāo)號P表示，而形成于例如連續(xù)的主螺紋導(dǎo)程202、202或例如在連續(xù)的副螺紋對204、204之間軸向距離或螺距，與形成于例如連續(xù)的主螺紋導(dǎo)程102、102之間或例如連續(xù)的副螺紋導(dǎo)程104、104之間、作為現(xiàn)有螺紋緊固件100的特性的軸向距離或螺距相同，并相應(yīng)地用附圖標(biāo)號2P表示。螺紋緊固件200的根部用206表示，并注意到，如同現(xiàn)有螺紋緊固件100一樣，從螺紋緊固件200的根部206量起的第一或主螺紋導(dǎo)程202的牙頂高度，適合于為同樣從螺紋緊固件200的根部206量起的第二或副螺紋導(dǎo)程204的牙頂高度的至少兩倍。
以類似上述用滾絲模10、10a、110在緊固件坯料件9、108上形成有關(guān)螺紋的方式，用于在緊固件坯料件208上形成主和副導(dǎo)程的一對滾絲模中的一個以210表示，并且可以看到，為在緊固件坯料件208上最后形成主和副螺紋導(dǎo)程202、204，滾絲模210包括多條主滾絲模螺紋212和多條副滾絲模螺紋214。特別是，以一種相應(yīng)于第一或主螺紋導(dǎo)程202和第二或副螺紋導(dǎo)程組204在螺紋緊固件200上的交替設(shè)置的方式，多條主滾絲模螺紋212和多條副滾絲模螺紋214交替地設(shè)置于滾絲模210上。更特別是，有關(guān)用于在坯料件208上形成第二或副螺紋導(dǎo)程對204并最終形成螺紋緊固件200的各副滾絲模螺紋214，可以看到，每個副滾絲模螺紋214的牙頂部分實際包括三個牙頂部分214a、214b、214c。如同現(xiàn)有滾絲模110的各個牙頂部分114a、114b一樣，各個牙頂部分214a、214b、214c具有0.003-0.010英寸之間的側(cè)向或橫向長度，此外，牙頂部分214a、214b、214c側(cè)向地或橫向地彼此分開一個預(yù)定的距離，以在滾絲過程中在其之間實際上形成每個第二或副螺紋導(dǎo)程對204、204。
設(shè)置各個副滾絲模螺紋214，以便有效地包括三個側(cè)向或橫向分開的牙頂部分214a、214b、214c，從而在最終用于形成新的改進(jìn)螺紋緊固件200的坯料件208上形成雙重或一對第二或副螺紋導(dǎo)程204、204，這種做法的重要性將在此強(qiáng)調(diào)。特別是，已注意到，一旦例如第二或副螺紋導(dǎo)程的形成已經(jīng)被形成以具有一個預(yù)定深度或牙頂部分高度尺寸，滾絲模透進(jìn)的深度隨著滾絲過程的持續(xù)而增加，以在坯料件上最終形成或完成第一或主螺紋導(dǎo)程的形成。此外還注意到，如同每個滾絲模螺紋112、114的情形，每個滾絲模螺紋212、214相對于滾絲模210的縱向或軸向長度或軸線以預(yù)定角度設(shè)置。因此，還應(yīng)當(dāng)理解，為在坯料件208上最終完全地形成作為螺紋緊固件200的第一或主螺紋導(dǎo)程202，預(yù)定量的坯料件材料216必須移動或位移一個預(yù)定的側(cè)向或橫向距離。另外還應(yīng)當(dāng)回憶起，如根據(jù)滾絲制造技術(shù)以及其內(nèi)在的實際限制而通常知道的，在坯料件沿該對共同運轉(zhuǎn)的滾絲模的每轉(zhuǎn)或每圈旋轉(zhuǎn)中，預(yù)定數(shù)量的坯料件材料能夠僅僅位移一個預(yù)定距離，以在坯料件上獲得良好的、可靠的、整齊的螺紋。
因此，此前也注意到，在例如在坯料件上的完全形成主螺紋導(dǎo)程的過程中，坯料件材料所必須移動或位移的距離越大，坯料件在滾絲過程中必須轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)或圈數(shù)的數(shù)目就越大，直到主螺紋導(dǎo)程完全形成在原始坯料件上。而且，如果坯料件在滾絲過程中必須轉(zhuǎn)過相當(dāng)大數(shù)目的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)或圈數(shù)，那么各滾絲模的縱向或軸向長度必須相當(dāng)大，這又要求使用相當(dāng)大的滾絲機(jī)，這種滾絲機(jī)使螺紋緊固件的制造比較昂貴。也注意到，由于與例如在緊固件坯料件上208上形成第一或主螺紋導(dǎo)程202有關(guān)的實際問題在于形成在第一或主螺紋202的連續(xù)螺紋之間的螺距為2P，而坯料件材料在滾絲過程中因而所必須移動或位移的距離為例如螺距2P的函數(shù)，那么解決此問題的方案應(yīng)當(dāng)是有效地減少或縮短形成于第一或主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)螺紋之間的距離，坯料件材料208為在滾絲過程中完成第一或主螺紋導(dǎo)程202及其連續(xù)螺紋的完全形成需要位移或移動過該距離?？紤]到在第一或主螺紋導(dǎo)程202之間的實際螺距間隔2P的縮短將增加螺紋緊固件200的每英寸螺紋數(shù)目，這將會不利地改變螺紋緊固件200的工作特性，業(yè)已注意到縮短第一或主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)螺紋之間的螺距間隔2P不是上述問題的一種可行的解決方案。
然而，由于雙重或一對第二或副螺紋導(dǎo)程204、204的設(shè)置，坯料件材料208在第一或主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)螺紋形成時所必須相應(yīng)地移動或位移通過的有效距離216、216能夠大大地或明顯地減少，其中，該副螺紋導(dǎo)程軸向地分開一個例如0.003-0.010英寸的預(yù)定的距離或間隔218，并且第一或主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)螺紋之間形成同樣的間隔，即，在同樣的距離或直線螺距尺寸2P內(nèi)。由于坯料件材料208在第一或主螺紋導(dǎo)程202的連續(xù)螺紋形成時所必須相應(yīng)地移動或位移通過的該距離216、216能夠大大地或明顯地減少，因而坯料件材料208在整個滾絲過程中為了實際上實現(xiàn)第一或主螺紋導(dǎo)程202的完全形成所必須轉(zhuǎn)過的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)或轉(zhuǎn)數(shù)能夠按比例地減少。因此，每個滾絲模的縱向或軸向長度能夠按比例地減少或縮短，從而又能夠使用大大減少或縮短的滾絲機(jī)，這種滾絲機(jī)使螺紋緊固件200的制造能夠更加經(jīng)濟(jì)。另外，在螺紋緊固件200上設(shè)置雙重或一對第二或副螺紋導(dǎo)程204、204增加了沿螺紋緊固件200的軸向長度賦于其上的軸向加強(qiáng)特性。
盡管滾絲模的上述結(jié)構(gòu)方便了緊固件制造過程，從而相對地縮短了滾絲模并能夠以更經(jīng)濟(jì)的方式使用滾絲機(jī)，但是已經(jīng)了解到，將這種雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件驅(qū)動并全部插入下面的基板所需的插入扭矩相對較高。業(yè)已確定第二或副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程在緊固件體部上的設(shè)置或存在，在該螺紋緊固件中，第二或副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的連續(xù)螺紋設(shè)置于螺紋緊固件的第一或主螺紋導(dǎo)程的連續(xù)螺紋之間，這種設(shè)置和存在導(dǎo)致第二和副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程的螺紋中的前面一個某種程度地干擾了下面的工件或基板的切屑和碎片的流動或排出，這種流動或排出產(chǎn)生于在螺紋緊固件被驅(qū)動并插入下面的工件或基板時在下面的工件或基板中的預(yù)留孔中螺紋緊固件的自攻絲期間。
因此，更進(jìn)一步地，緊固件通常不能以它們所希望的進(jìn)入深度完全地驅(qū)動并插入下面的基板或工件中。更特別的是，如果將螺紋緊固件旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動并軸向地插入下面的基板或工件通常所需要的插入扭矩超過或變?yōu)榇笥谥圃煸撀菁y緊固件的材料的扭矩強(qiáng)度特性，那么在緊固件向下面的基板或工件的驅(qū)動并插入操作中，螺紋緊固件的頭端部分將遭受或產(chǎn)生破裂，從而，這種緊固件頭端部分將與已經(jīng)驅(qū)動并插入下面的基板或工件的緊固件的螺紋體部的部分分開。因此，螺紋緊固件不再能夠轉(zhuǎn)動，并且明顯地不能被進(jìn)一步地被驅(qū)動插入下面的基板或工件到所希望的或需要的深度，以真正實現(xiàn)在下面的工件或基板中所希望或所需要的進(jìn)入程度。
那么因此，現(xiàn)特別地參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的原理和公開內(nèi)容構(gòu)造的一種新的和改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件被公開并以附圖標(biāo)號300表示。鑒于該新的和改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程緊固件300非常類似于所公開的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件200，例如圖5中所示，該新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300的詳細(xì)描述為簡潔起見而沒有被包括，然而，該詳細(xì)描述將實際上集中在構(gòu)成雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件200和該新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300的結(jié)構(gòu)差別。也注意到，由于雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300和新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300之間存在的結(jié)構(gòu)相似性，相應(yīng)于雙重導(dǎo)程螺紋緊固件200的結(jié)構(gòu)部件的該新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300的結(jié)構(gòu)部件將被指定相應(yīng)的附圖標(biāo)號，除了該附圖標(biāo)號在300系列中之外。而后，更特別的是，可以看到，該新的改進(jìn)的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程螺紋緊固件300包括體部301，一體地形成于體部301第一端部上的六角形頭部320，以及一體地形成于體部301第二相對端部上的末端部分322。頭部320通過凸緣部分324以及錐形的或倒角的軸頸部分326一體地與體部301相連接，而尖的末端部分322具有金字塔形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)包括多個面328和一個形成于末端部分322的直徑相對兩側(cè)之間的夾角A，該夾角在43-47°的范圍內(nèi)。
螺紋緊固件300的體部301具有螺紋部分330，根據(jù)前面與在圖5中所公開的螺紋緊固件200的形成一起提出和描述的公開內(nèi)容和原理，該螺紋部分包括第一或主螺紋導(dǎo)程302和一對第二或副螺紋導(dǎo)程304、304。單個主螺紋導(dǎo)程302和雙重副螺紋導(dǎo)程304、304與圖5中所公開的螺紋緊固件200的單個主螺紋導(dǎo)程202和雙重副螺紋導(dǎo)程204、204基本相同，第一或主螺紋導(dǎo)程302包括多個連續(xù)的軸向間隔開的主螺紋332，而每個第二或副螺紋導(dǎo)程304、304包括多個連續(xù)地軸向間隔開的副螺紋334、334，并因此，為簡潔起見，以下省略了對相同部件的詳細(xì)描述。然而注意到，如圖6中所公開的，螺紋緊固件300的螺紋部分330能夠具有一個預(yù)定的軸向長度，該長度實際上可以根據(jù)各種因子或參數(shù)變化，這些因子或參數(shù)諸如，例如緊固件300要被驅(qū)動并插入的特定工件或基板，所希望的扭矩插入值和拔出阻力值等，然而如圖6中所公開的，例如，螺紋緊固件300的螺紋部分330的軸向長度實際上能夠包括緊固件300的軸向長度的大約至少一半到三分之二。
為清楚地理解本發(fā)明獨特和新穎的公開內(nèi)容及原理，最前面的主螺紋被指定為332-1、332-2、和332-3，并且，第一主螺紋332-1軸向地設(shè)置于螺紋緊固件300的末端部分322的緊鄰上游，第二和第三主螺紋332-2、332-3軸向地設(shè)置于第一主螺紋332-1的上游，并分別地以根據(jù)圖5中所提出和描述結(jié)構(gòu)的相關(guān)闡述及原理的彼此軸向地分開一軸向距離或螺距2P。回憶到如圖5所示，鑒于第二或副的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程204、204前面的螺紋已明顯地以某種程度地干擾下面的工件或基板的切屑或碎片的流動或排出，這些切屑或碎片產(chǎn)生于在螺紋緊固件200被驅(qū)動并插入下面的工件或基板時在下面的工件或基板的預(yù)鉆孔中的螺紋緊固件200的自攻絲期間，因而將緊固件驅(qū)動并完全插入下面的基板或工件中所需的插入扭矩相對較高，根據(jù)本發(fā)明的原理和闡述可見，第二或副螺紋導(dǎo)程304、304的副螺紋334的最前面一條已被從螺紋緊固件300的螺紋部分330的前端除去。
更特別的是，形成于螺紋緊固件300的末端部分322與第一主螺紋332-1之間的螺紋緊固件300的體部301的軸向部分完全沒有第二或副螺紋導(dǎo)程304、304的任何副螺紋334，以便有效地形成第一邊緣或圓周延伸空間、凹陷或槽336-1，在螺紋緊固件300的末端部分322以及螺紋緊固件300的第一主螺紋332-1開始進(jìn)入工件或基板并從而開始產(chǎn)生或形成這些切屑或碎片時，螺紋緊固件300被驅(qū)動并插入的下面的工件或基板的切屑或碎片能夠暫時地容納或積累于該空間、凹陷或槽中。以類似的方式，形成于第一主螺紋332-1和第二主螺紋332-2之間的螺紋緊固件300的體部301的軸向部分，同樣地完全沒有第二或副螺紋導(dǎo)程304、304的任何副螺紋334，以便有效地形成第二邊緣或圓周延伸空間、凹陷或槽336-2，螺紋緊固件300被驅(qū)動并插入的下面的工件或基板的切屑或碎片能夠同樣地暫時容納或積累于該空間、凹陷或槽中。能夠容易地理解，這些碎片或切屑隨后將落入在工件或基板中預(yù)鉆的孔的底部深度，并且凹陷或槽336-1、336-2的設(shè)置有效地為這些碎片或切屑在其確實落下到預(yù)鉆孔的底部區(qū)域之前提供容納。由于在凹陷或槽336-1、336-2中對碎片或切屑的容納，這些碎片或切屑并不干擾或不利地阻礙主螺紋332-1、332-2中最前面的螺紋的自攻絲推進(jìn)，從而插入扭矩水平能夠顯著地減少。盡管已經(jīng)注意到，該槽或凹陷336-1、336-2可以有效地與第一和第二主螺紋332-1、332-2設(shè)置在一起，但是在插入扭矩水平可以指定或需要時，類似的槽或凹陷可以任選地與另外的，例如在第二主螺紋332-2和第三主螺紋332-3之間的，主螺紋設(shè)置在一起。
因此，可以看到，根據(jù)本發(fā)明的原理和闡述，已開發(fā)了一種新的改進(jìn)螺紋緊固件，其中不但用于制造螺紋緊固件的滾絲工藝或技術(shù)得到了充分的促進(jìn)，而且另外，在緊固件驅(qū)動和插入過程中，扭矩插入水平也由于碎片或切屑與螺紋緊固件之間干擾的消除而顯著地減少。另外，由于扭矩插入水平的上述減少，因而螺紋緊固件不會產(chǎn)生過早破裂或失效，從而螺紋緊固件能夠以所希望的進(jìn)入深度驅(qū)動并插入下面的基板或工件。
顯然，根據(jù)上述闡述，本發(fā)明的許多改變和修改都是可能的。例如，盡管已說明了螺紋緊固件的特定尺寸、形成于連續(xù)螺紋之間的軸向距離、或者螺紋導(dǎo)程的相關(guān)尺寸，已經(jīng)注意到這些尺寸、距離、或大小當(dāng)然能夠如可能希望的那樣改變，以相應(yīng)地改變螺紋緊固件的性能特性而不背離本發(fā)明的原理和公開內(nèi)容。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以通過與在這里具體描述的方式不同的其它方式實施。
權(quán)利要求
1.一種適于螺旋地插入工件中的螺紋緊固件，其包括具有軸向長度的體部；形成于所述體部一端的末端部分；第一或主螺紋導(dǎo)程，其設(shè)置于所述體部上，并包括多條第一或主螺紋，這些第一或主螺紋連續(xù)地設(shè)置于所述體部上以第一預(yù)定的軸向分隔距離相互間隔開的位置；一對第二或副螺紋導(dǎo)程，其設(shè)置于所述體部，其中所述第二或副螺紋導(dǎo)程對中的每一個包括多條第二或副螺紋，這些螺紋連續(xù)地設(shè)置于所述體部以第二預(yù)定的軸向分隔距離相互間隔開的位置，并設(shè)置在所述的多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間，以及分別形成于所述螺紋緊固件的所述末端部分和所述第一或主螺紋最前面的一條之間、以及所述第一主螺紋的所述最前面的一條與所述第一或主螺紋的第二條之間的第一和第二間隔而沒有所述的第二或副螺紋，以便在所述螺紋緊固件螺旋地插入工件中時能夠容納來自工件的碎片，以使得來自工件的碎片不干擾所述螺紋緊固件進(jìn)入該工件，從而所述螺紋緊固件螺旋地插入工件中的插入扭矩水平特性能夠大大地減少。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于所述第一和第二間隔繞所述螺紋緊固件的所述體部圓周地延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于構(gòu)成所述的第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述的多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋，被第三預(yù)定軸向分隔距離相互軸向間隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺紋緊固件，其特征在于形成于所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間的所述第一預(yù)定軸向分隔距離，基本上等于形成于所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋之間的所述第三預(yù)定軸向分隔距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于構(gòu)成所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋，與構(gòu)成所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述的多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋被預(yù)定的第四距離軸向間隔開；而且其中，形成于所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間的所述第一預(yù)定軸向分隔距離，等于形成于構(gòu)成所述第二或副螺紋對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋之間的所述第四預(yù)定軸向分隔距離的兩倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于形成在構(gòu)成所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條第二或副螺紋之間的所述第二預(yù)定距離，在0.003-0.010英寸的范圍之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于從所述螺紋緊固件的所述體部的根部量起的所述多條第一或主螺紋的牙頂高度，至少為從所述螺紋緊固件的所述體部的根部量起的所述多條第二或副螺紋的牙頂高度的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于所述末端部分包括具有基本上為金字塔狀的幾何結(jié)構(gòu)的尖的末端部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺紋緊固件，其特征在于所述金字塔的直徑相對側(cè)面相對于彼此設(shè)置，以具有一個形成于其中的夾角，該夾角在43-47°的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件，其特征在于所述第一或主螺紋導(dǎo)程和第二或副螺紋導(dǎo)程沿所述螺紋緊固件的所述體部延伸，該導(dǎo)程包括所述螺紋緊固件的所述體部的所述軸向長度的一半到三分之二。
11.一種適于螺旋地插入基板的螺紋緊固件，包括具有軸向長度的體部；形成于所述體部一端的末端部分；第一或主螺紋導(dǎo)程，其設(shè)置于所述體部上，并包括多條第一或主螺紋，這些第一或主螺紋連續(xù)地設(shè)置于所述體部上以第一預(yù)定的軸向分隔距離相互間隔開的位置；一對第二或副螺紋導(dǎo)程，其設(shè)置于所述體部，其中所述第二或副螺紋導(dǎo)程對中的每一個包括多條第二或副螺紋，這些螺紋連續(xù)地設(shè)置于所述體部以第二預(yù)定的軸向分隔距離相互間隔開的位置，并設(shè)置在所述的多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間；分別形成于所述螺紋緊固件的所述末端部分和所述第一或主螺紋最前面的一條之間、以及所述第一主螺紋的所述最前面的一條與所述第一或主螺紋的第二條之間的第一和第二間隔而沒有所述的第二或副螺紋，以便在所述螺紋緊固件螺旋地插入基板中時能夠容納來自基板的碎片，以使得來自基板的碎片不干擾所述螺紋緊固件進(jìn)入該基板，從而所述螺紋緊固件螺旋地插入基板中的插入扭矩水平特性能夠大大地減少，這又使所述螺紋緊固件能夠大大地增加進(jìn)入基板的深度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于所述第一和第二間隔繞所述螺紋緊固件的所述體部圓周地延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于構(gòu)成所述的第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述的多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋，被第三預(yù)定軸向分隔距離相互軸向間隔開。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺紋緊固件，其特征在于形成于所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間的所述第一預(yù)定軸向分隔距離，基本上等于形成于所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋之間的所述第三預(yù)定軸向分隔距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于構(gòu)成所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋，與構(gòu)成所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述的多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋被預(yù)定的第四距離軸向間隔開；而且其中，形成于所述第一或主螺紋導(dǎo)程的所述多條連續(xù)設(shè)置的第一或主螺紋之間的所述第一預(yù)定軸向分隔距離，等于形成于構(gòu)成所述第二或副螺紋對的所述多條連續(xù)設(shè)置的第二或副螺紋之間的所述第四預(yù)定軸向分隔距離的兩倍。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于形成在構(gòu)成所述第二或副螺紋導(dǎo)程對的所述多條第二或副螺紋之間的所述第二預(yù)定距離，在0.003-0.010英寸的范圍之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于從所述螺紋緊固件的所述體部的根部量起的所述多條第一或主螺紋的牙頂高度，至少為從所述螺紋緊固件的所述體部的根部量起的所述多條第二或副螺紋的牙頂高度的兩倍。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于所述末端部分包括具有基本上為金字塔狀的幾何結(jié)構(gòu)的尖的末端部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的螺紋緊固件，其特征在于所述金字塔的直徑相對側(cè)面相對于彼此設(shè)置，以具有一個形成于其中的夾角，該夾角在43-47°的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺紋緊固件，其特征在于所述第一或主螺紋導(dǎo)程和第二或副螺紋導(dǎo)程沿所述螺紋緊固件的所述體部延伸，該導(dǎo)程包括所述螺紋緊固件的所述體部的所述軸向長度的一半到三分之二。
全文摘要
一種新的改進(jìn)螺紋緊固件包括第一或主螺紋導(dǎo)程、以及交替地設(shè)置于第一或主螺紋導(dǎo)程之間的一對第二或副螺紋導(dǎo)程。該螺紋緊固件還包括用于把螺紋緊固件開始擰入下面的工件的尖的末端部分，并且預(yù)先設(shè)置于末端部分和第一螺紋導(dǎo)程之間、或第一或主螺紋導(dǎo)程的第一和第二連續(xù)螺紋之間的雙重加強(qiáng)導(dǎo)程部分已被除去。以這種方式，有效地形成了一種圓周空間，該空間使通常在將螺紋緊固件向下面的工件的預(yù)鉆孔中自攻絲的過程中產(chǎn)生的切屑或碎片可以暫時地積累于這種圓周空間，從而這些切屑或碎片能夠隨后在將螺紋緊固件向工件中的預(yù)鉆孔中螺旋地插入的過程中自動地從該空間中排出到預(yù)鉆孔的深度。這種結(jié)構(gòu)降低了扭矩插入水平，并可以增加螺紋緊固件進(jìn)入工件的進(jìn)入深度。
文檔編號F16B33/02GK1508450SQ20031012323
公開日2004年6月30日 申請日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月18日
發(fā)明者肯尼斯·R·利維, 肯尼斯 R 利維 申請人:伊利諾斯工具公司