本發(fā)明涉及自附接的緊固件，更特別是涉及鎖牢螺母和用于安裝它們的方法。

背景技術(shù)：

自附接的緊固件用于很多行業(yè)中，例如汽車和儀器行業(yè)，以便將多種部件固定在金屬面板上。當(dāng)鎖牢螺母附接至金屬面板上時(shí)，螺釘或螺栓擰入鎖牢螺母中，并擰緊至規(guī)定的扭矩值。在安裝過(guò)程中，鎖牢螺母必須有足夠的防旋轉(zhuǎn)性，以便防止它們?cè)诼葆敳迦牒蛿Q緊時(shí)相對(duì)于金屬面板旋轉(zhuǎn)。在使用過(guò)程中，鎖牢螺母必須具有足夠的防拉過(guò)性，以便防止它們?cè)谑┘油饬?例如振動(dòng)或其它拉伸力)時(shí)從金屬面板被拉出。鎖牢螺母通常包括中心引導(dǎo)或沖頭部分，該中心引導(dǎo)或沖頭部分至少局部延伸至在金屬板或面板中的開(kāi)口內(nèi)。當(dāng)鎖牢螺母自穿刺時(shí)，中心引導(dǎo)部分與工具配合，以便在將鎖牢螺母附接至金屬面板上時(shí)在金屬面板中形成開(kāi)口。鎖牢螺母通過(guò)模具部件而附接至金屬面板上，該模具部件形成在鎖牢螺母和金屬面板之間的機(jī)械互鎖。模具部件通常使金屬面板圍繞開(kāi)口變形成鎖牢螺母的環(huán)形槽，該環(huán)形槽環(huán)繞所述引導(dǎo)部分，和/或使鎖牢螺母的引導(dǎo)部分變形至金屬面板上，以便捕獲金屬面板。

熱沖壓的發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致用于結(jié)構(gòu)部件的更強(qiáng)、更輕和更復(fù)雜的幾何形狀。基本上，部件由金屬基體形成。基體在加熱狀態(tài)下進(jìn)入壓機(jī)，該壓機(jī)使它能夠形成所希望的形狀。壓機(jī)設(shè)計(jì)成快速形成所希望的形狀，并快速冷卻該基體

如上所述，自鎖牢緊固件是提供用于較薄結(jié)構(gòu)的緊固點(diǎn)的常用方法。遺憾的是，熱沖壓部件通常太硬，以至于不能使用這種緊固件。在這種部件中形成用于緊固件的孔以及將緊固件鎖牢至部件上都是很難的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過(guò)在部件仍處于部件形成模具中時(shí)將緊固件安裝至該部件中來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在基體材料冷卻而足以使緊固件合適地鎖牢之后安裝緊固件，但該基體材料并不硬到以至于使得沖壓和鎖牢都成問(wèn)題。

一種用于將自鎖牢緊固件安裝在金屬基體中的方法包括：在成形壓機(jī)中接收基體，該基體比壓機(jī)更熱得多；操作所述壓機(jī)以使得基體成形，該基體在壓機(jī)中冷卻時(shí)具有過(guò)渡硬度；以及在過(guò)渡期間將緊固件安裝在基體中。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的自穿刺鎖牢螺母的透視圖；

圖2是包括鎖牢螺母安裝工具的熱沖壓壓機(jī)的實(shí)例的示意圖；以及

圖3是冷卻速率對(duì)鋼性能的影響的示例曲線圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，圖中表示了示例的鎖牢螺母10。名詞“螺母”略微不夠準(zhǔn)確，因?yàn)殒i牢螺母應(yīng)當(dāng)不轉(zhuǎn)動(dòng)而且經(jīng)常沒(méi)有擰扳手的扁平部分。它可以有螺紋孔、無(wú)螺紋孔或者甚至包括有螺紋或無(wú)螺紋的螺柱。

用于將鎖牢螺母附接至基體上的孔可以通過(guò)其它方式來(lái)提供，或者在鎖牢螺母10的情況下，沖頭部分12用于沖壓而穿過(guò)基體。

通常，鎖牢螺母有環(huán)形凹入部14，一部分基體被壓迫進(jìn)入該環(huán)形凹入部14內(nèi)，從而將鎖牢螺母鎖定就位。

參考圖1和2，熱壓機(jī)20包括頂部形成模具22和底部形成模具24?；w26在模具22、24之間，該基體26已經(jīng)通過(guò)壓機(jī)20而形成所希望的結(jié)構(gòu)。鎖牢螺母安裝工具30包含在壓機(jī)20中。在該實(shí)例中，工具30的固定模具32表示為在頂部形成模具22中，而工具30的運(yùn)動(dòng)模具34表示為在底部形成模具24中。鎖牢螺母10處于運(yùn)動(dòng)模具34的頂部。在操作中，促動(dòng)器36壓迫所述運(yùn)動(dòng)模具34，以便再壓迫沖頭部分12穿過(guò)基體26，并將基體26擠壓在鎖牢螺母10和固定模具32之間，從而使得基體26的一部分變形至環(huán)形凹入部14內(nèi)，以將鎖牢螺母10鎖牢到位。

很多可能的基體在它們冷卻時(shí)將突然改變它們的硬化速率。希望在基體已經(jīng)硬化得足以能夠?qū)⒕o固件鎖牢就位之后(但是在基體突然變得太硬之前)安裝該緊固件。

這種基體的一個(gè)實(shí)例是某些鋼。當(dāng)使用合適的冷卻速率時(shí)，在基體的溫度達(dá)到馬氏體開(kāi)始溫度時(shí)，基體非?？焖俚貜膴W氏體變化成硬得多的馬氏體。圖3表示了當(dāng)馬氏體開(kāi)始溫度為400攝氏度時(shí)鋼的示例曲線圖。不同曲線表示了基體的不同冷卻速率。低于冷卻“臨界速率”時(shí)，鋼開(kāi)始采取其它形式。

在高于臨界速率的冷卻速率下，基體在進(jìn)入壓機(jī)時(shí)基本為奧氏體，當(dāng)離開(kāi)壓機(jī)時(shí)基本為馬氏體。

用于安裝緊固件時(shí)的優(yōu)選條件是在馬氏體開(kāi)始溫度的+20％和-5％之間的基體溫度下進(jìn)行安裝。這使得基體足夠堅(jiān)固，以便合適地鎖牢該鎖牢螺母，但并不太硬以至于阻礙合適的安裝。

有多種方法來(lái)確定這種情況。一些實(shí)例如下：

(a)溫度傳感器可以安裝在模具內(nèi)，用于在傳感器測(cè)量的合適溫度下激發(fā)安裝工具。

(b)所述合適溫度由控制系統(tǒng)來(lái)估計(jì)，該控制系統(tǒng)根據(jù)基體的初始溫度和壓機(jī)的冷卻速率來(lái)確定溫度。然后，根據(jù)所述估計(jì)而在一定時(shí)間激發(fā)安裝工具。

(c)在熱壓機(jī)循環(huán)中的、與所述時(shí)間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)處激發(fā)安裝工具。

應(yīng)當(dāng)知道，自鎖牢緊固件可以包括(但并不局限于)具有螺紋孔、非螺紋孔、螺紋螺柱或非螺紋螺柱的緊固件。

顯然，本公開(kāi)只是實(shí)例，在不脫離本公開(kāi)的教導(dǎo)的公平范圍的情況下，可以通過(guò)添加、修改或刪除細(xì)節(jié)來(lái)進(jìn)行多種變化。因此，本發(fā)明并不局限于本公開(kāi)的特定細(xì)節(jié)，除了下面權(quán)利要求必須這樣限制之外。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種用于將自鎖牢緊固件安裝在金屬基體中的方法，包括：在成形壓機(jī)中接收基體，該基體比壓機(jī)熱得多；操作壓機(jī)以使得基體成形，該基體在壓機(jī)中冷卻時(shí)具有過(guò)渡硬度；以及在過(guò)渡期間將緊固件安裝在基體中。

技術(shù)研發(fā)人員：D·E·托馬斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：RBW制造有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.04.08
技術(shù)公布日：2017.08.29