用于金属板的具有锥座的流动攻螺纹固定部 |
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申请号 | CN200580043198.0 | 申请日 | 2005-10-27 | 公开(公告)号 | CN101080577A | 公开(公告)日 | 2007-11-28 |
申请人 | 雷诺两合公司; | 发明人 | L·沃莱; A·拉耶; D·迪若尔; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及用于组装薄金属板的一种流动钻孔和攻 螺纹 的方法。在所述金属板上产生的管形延伸部分(12)包括在所述金属板(10)处的一锥形安装座(18)。通过所述安装座(18),有利地设置有一六边形基部(24), 载荷 沿着管形延伸部分(12)传递,以及可将一带孔元件(1)固定在厚度小于1.5mm的金属板上,以及施加一标准的 紧固 扭矩 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种金属板(10),包括在一个侧面凸起的管形延伸部分(12), 所述管形延伸部分与金属板(10)成一整体地制成,管形延伸部分(12) 在其凸起末端处限定第一直径(d1)的通孔(14),以及在管形延伸部 分内在金属板(10)那端处内切有一第二直径(d2)的圆(20),其特 征在于,管形延伸部分(12)包括:第一部分(16),在该第一部分(16) 中孔(14)的直径是恒定的,并等于第一直径(d1);以及锥座第二部 分(18),在该锥座第二部分中,在孔(14)内内切的圆(20)的直径 从第一直径(d1)增加至第二直径(d2)。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及在薄金属板上的组装的领域,以及具体地,涉及借助 将螺栓拧入板内的攻有螺纹的孔而将一元件固定至金属板。 本发明尤其涉及一种流动钻孔方法以及以这种方法压制的金属 板。 背景技术在汽车工业中,许多组装是在薄金属板上完成的。采用的解决方 案之一包括扣紧螺母。因此,例如,由图1A所示,在某些车辆发动 机罩内包括组装孔2的罩铰链1需要固定至1.2mm厚级别的铰链支承 件3,该支承件3例如是由“XES”型金属板制造的:支承件3被钻 有孔4,以及铰链1和支承件3使用M6型螺栓5固定以及使用扣紧 至支承件3的螺母6紧固至15N/m的紧固扭矩。 虽然该组件使用螺栓5和螺母6提供了可靠的固定,但它具有其 缺点。尤其是,无论螺母6的配合是扣紧或焊接就位,它都是麻烦的 和费用高的,因此增加了螺母本身的成本。 已开发了一种代替的方案,用于将传感器固定至排气管的圆筒板, 该代替的方案例如公开于文件FR-A-2 762 045:如图1B所示,它建 议金属板被流动钻孔,以及由此形成并攻有螺纹的套筒用于使用螺栓 进行固定。 然而,该技术也存在问题,如图1B所示,在薄板7的情况下, 尤其是板厚小于1.5mm,以及在组装至一元件1,该元件的固定孔2 在尺寸上大大超过螺栓5的直径的情况下;在前面实例的情况下,发 现当螺栓拧入流动攻有螺纹的延伸部分8时,该延伸部分将变形9, 有时甚至在普通的紧固扭矩下达到断裂点。现在,用于汽车内部固定 的紧固扭矩不能够简单地随意减小,而又不导致安全隐患,以及使用 的金属板的厚度为了重量、可靠性和成本因素而被优化。 发明内容本发明提出使用流动钻孔方法来固定,但同时减轻存在的问题。 一般地说,按照本发明的组件使用压制金属板的方法,即使当金 属板较薄。 本发明一方面涉及一种流动钻孔(flow drilling)方法,该方法在 金属板上产生管形组件延伸部分,该延伸部分包括锥座部分。该锥座 部分位于金属板和孔之间某处,该孔有利地是攻有螺纹的,由于该锥 座部分,载荷在组装时分散,以及管形延伸部分既不变形,也不断裂。 因此即使在金属板的厚度小于1.5mm的情况下,也有可能将螺栓紧固 至普通的扭矩。 本发明另一方面涉及一种金属板,该金属板已经过流动钻孔,从 而使它能够依靠由此产生的管形延伸部分例如借助拧入螺栓而被组 装。 按照本发明的金属板具有由两部分组成的管形延伸部分。穿过管 形延伸部分的孔包括一内切圆,该内切圆的直径在延伸部分邻接金属 板的部分减小,以及该孔的直径在延伸部分的外部部分中是恒定的。 有利地,在外部部分内,该孔是攻有螺纹的。 按照优选的实施例,在金属板内形成的孔为六边形横截面。 金属板的厚度可以小于1.5mm,以及尤其是,金属板可以是汽车 发动机罩铰链支承件,其具有四个按照本发明的流动钻孔。 金属板可以使用一螺栓组装,该螺栓被拧入例如汽车发动机罩中 的孔中。 附图说明 本发明的特征和优点可以由阅读以下参照附图的说明更好地理 解,这些附图以完全非限制性说明的方式给出。 图1A已经被说明,示出按照现有技术的发动机罩铰链组件;图 1B已经被说明,示出用于这种组件的按照现有技术的流动钻孔; 图2A和2B示出按照本发明的优选的实施例的一组件。 具体实施方式下面的说明涉及与前面相同的实例,即涉及使用M6型螺栓以 15N/m级别的紧固扭矩在汽车车身面板上的固定。具体地,在图2A 内,一发动机罩铰链1固定至由“XE 320D”型金属板制造的厚度为 1.2mm的铰链支承件10。通常使用四个固定点。然而,此应用当然可 以有所不同,尤其在螺栓5的直径、紧固扭矩或金属板10的材料方面 有所不同。 在组装之前,金属板10会经过按照本发明的流动钻孔。 流动钻孔是使用一种工具,例如由碳化钨制造的工具,以一速度 (1000至5000rpm的级别)和一穿透力钻入板壁,该速度和穿透力应 能使局部升温引起板壁的材料熔化。当工具逐渐地前进时,板壁材料 由于其塑性将围绕工具竖立。因此形成在金属板10的一侧面凸起的管 形延伸部分12。管形延伸部分的长度以及在其远端处的孔14的内径 d1可以适当匹配。具体地,孔14可为一螺栓紧固件攻有螺纹。 在如图所示的组件的情况下,待与金属板10组装的元件1的组装 孔2的尺寸比使用的螺栓5的直径大得多,这就是说,比在管形延伸 部分12的远端部分内获得的孔14的直径d1大得多。 为了横过管形延伸部分12的壁分散载荷,管形延伸部分12包括 两个部分。管形延伸部分12的第一部分16,或外部,或远端部分, 类似于传统的延伸部分8:内部孔14具有基本恒定的直径d1。有利地, 该部分16随后可以使用一种技术攻螺纹,该技术通过使管形延伸部分 12的第一部分16变形而不包含材料的去除。 管形延伸部分12的第二部分18形成它的座:该座位于“未变形 的”金属板10和第一部分16之间,该座形成金属板10的整体部分, 第一部分16与该座形成一体。第二部分18总体为锥形。尤其是,管 形延伸部分12的内部孔14在第二部分18内为锥形,这就是说,在孔 14内的内切圆20具有在金属板10与第一和第二部分16、18的会合 点22之间有利地连续减小的直径。 在金属板10端部处的孔14可以是任何总体形状24。尤其是该孔 可照常是圆形,定中心在与管形延伸部分12的第一部分16相同的轴 线上。 按照优选的实施例,孔14在金属板10的表面上为六边形24,如 图2B所示。例如,六边形24的每边尺寸为4mm,从而使该六边形能 够内切一个直径d2为12mm的圆20,丝锥的最终直径d1为8mm; 第一部分16的高度对于长度尺寸为5mm的锥座18可以是5mm。应 该理解,这些尺寸包含误差范围,因此事实上,7mm≤d1≤9mm。 这样的轮廓可以通过不同的压制孔型(passes)获得,使用的工 具的尺寸,例如长度,能够被匹配以适应所需孔型的数目。例如,各 种压制孔型可以跟随在所谓的“球形隆起(balling-up)”第一传统的 压制孔型之后。 按照本发明的金属板10可涉及任何车辆部件,尤其是厚度小于 1.5mm的部件,以及包括普通的紧固扭矩或甚至更高的紧固扭矩。使 用这种薄金属板,因此有可能借助本发明通过流动攻螺纹产生带锥座 的固定部,该锥座的基部是六边形的。 |