自冲孔螺母制造装置

本发明涉及制造自冲孔螺母的装置，该螺母能戳穿金属板而冲制出一开口，其中，开口周边部分变形而嵌入螺母的槽中从而把螺母固定到金属板上。

多种自冲孔螺母取代可焊螺母或固紧螺母而被广泛应用于比方说需把许多部件用螺栓旋紧到金属板上的汽车制造业中。任何自冲孔螺母都必须在受到转矩时不随螺栓一起转动，同时必须牢固连接在金属板上而不被拔下。近来，需要有更大连接力的新颖高应力型自冲孔螺母。

一般来说，自冲孔螺母包括一圆柱形导向部，该导向部包括阴螺纹和用作冲头的端面。该形成在螺母体中央的导向部被沿螺母体周边伸展并以与该导向部同方向突起在该周边上的一凸缘围绕。因此，在导向部与该凸缘之间形成一环状凹槽。在一种高应力型自冲孔螺母中，螺母体为四角形或六角形，使该环形凹槽不成圆形，以承受更大转矩，在另一种高应力自冲孔螺母中，凸缘和导向部面对凸缘的周壁中的至少一个相对螺母体轴线倾斜。由这一倾斜件或两个倾斜件形成的环形凹槽的宽度从其开口向其底部渐渐增大，从而形成燕尾形截面，从而提高固紧力。

图5    表示出固定到金属板10上的高应力型自冲孔螺母1。该自冲孔螺母1包括形成在螺母体中央处的导向部3，导向部3包括螺纹孔2。沿螺母体周边伸展并突出在周边上的凸缘4围绕着导向部，从而在凸缘和导 向部之间形成环状凹槽5。导向部3和凸缘4的侧壁6和7都相对螺母体轴线倾斜，因此环状凹槽5的截面为燕尾形。在使用此自冲孔螺母时，卷边模8与导向部7的端面合作而在金属板10上冲制出开口。该冲出的开口的周边部分10a发生变形，并被压入螺母1的环状凹槽5中，从而使螺母1固定在金属板10上。

从图5中可见，导向部3的圆形外缘3a（同时也是互相面对面形成环状凹槽5的两周壁之一6的圆形顶缘）确实可用作与卷边模8合作的刀刃而在金属板10上冲制出开口。该圆形外缘3a的直径D1，也即环状凹槽5的内径的尺寸必须做得极精确。形成环状凹槽的另一周壁7具有内周边缘7a。此边缘7a在金属板10的开口周边部10a变形而被卷边模8压入环状凹槽5后把固紧力加到该周边部10a上。该内周边缘7a的直径D2、也即环状凹槽5的外径的尺寸也必须做得极精确，才能获得恒定可靠的固紧力。

因此，本发明的目的是提供一种适于批量生产高质量自冲孔螺母的装置，该装置生产的自冲孔螺母具有互相相对的两突起周壁，从而形成截面为燕尾形的环状凹槽，该装置必须使两周壁或其中之一以精确的角度相对螺母轴线倾斜。作为螺母周壁之一而由该装置冲制出的导向部的形状必须能在金属板上冲制出光滑开口。该冲制出的开口必须确保获得足够大的恒定固紧力。

按照本发明，自冲孔螺母制造装置适于使用该螺母的半成品来制造它们，此半成品包括导向部，该导向部包括与一盲底同轴且被该盲底互相隔开的两盲孔以及用作冲头的端面，作为两周壁之一形成在螺母体中央的该导向部被作为另一周壁而沿螺母体周边伸展并以与导向 部同方向突出在该周边之上的一凸缘包围，从而在该导向部和凸缘之间形成环状凹槽;该装置包括一冲模，该冲模包括一钻孔冲头和装在该钻孔冲头上的第一圆柱形嵌入件，该钻孔冲头用来除去盲底而使两盲孔连通，其底部上具有第一环状斜壁。第一圆柱形嵌入件的端面上具有可插入环状凹槽中的环状突缘，从而当钻孔冲头的环状斜壁径向扩张导向部一端时，把形成环状凹槽的导向部周壁离心压斜，而所述周壁的圆形外边缘为突起在圆柱形嵌入件上的环状突缘的内周挡住。

按照本发明，本装置还可包括另一冲模，该冲模包括：第二模具，其上有用来装入自冲孔螺母半成品的模槽;以及位于该模槽底部的第二圆柱形嵌入件，第二模具在其内部具有第二环状斜壁，从而把凸缘向心压斜。第二嵌入件端面上做有第二环状突缘，因此当把环状凹槽冲压成燕尾形截面时所述凸缘的内周边缘被第二环状突缘的外周挡住。

在该装置工作时，钻孔冲头的环状斜壁会径向扩张螺母半成品的导向部端部，从而把所述导向部周壁压到与自冲孔螺母轴线倾斜的位置，直到所述周壁的圆形外边缘抵靠在第一圆柱形嵌入件的环状突缘的内周上。若该装置包括具有第二环状突缘的第二圆柱形件，则当第二模具的模槽中的第二环状斜壁使凸缘向轴线倾斜时，第二环状突缘的外周会抵靠住凸缘的内周边缘。因此，导向部和凸缘被制成精确尺寸。

下面结合附图说明本发明一些实施例。

图1    为自冲孔螺母半成品的剖面图，该半成品正在形成过程中，接着将用本发明装置继续加工。

图2    为以本发明一种方式提供的装置加工螺母半成 品的剖面图，其中，该半成品的导向部被径向扩张;

图3    也是螺母半成品的剖面图，但正在用本发明另一种方式提供的装置弯曲其上的凸缘;

图4    为自冲孔螺母成品的透视图;

图5    表示戳穿金属板并固定于其上的螺母。

图1    表示制作有待本发明装置完成的自冲孔螺母半成品的初步步骤。在这一步，未画出但已经过几步加工的金属板料被置于初步模具21的模槽22中。初步冲头23和顶杆24互相对着冲压金属板料的两边，从而形成盲孔12a和12b。有待攻出螺纹的盲孔在这一步仍被一底部隔开。在形成所述两盲孔的同时，装在顶杆24上的套筒冲头25冲压该半成品的一端面，突起在所述套筒冲头冲压端上的环状突缘26从而冲制出螺母体中央的圆柱形导向部13。围绕着盲孔12a的该导向部包括一端面，其在后面使用中用作能戳穿金属板的冲头。由于套筒冲头25的这一冲压，与导向部13形成的同时还形成凸缘14。该凸缘14与螺母体周边同轴地突起在该周边上，因而围绕导向部，从而半成品11在导向部13和凸缘14之间形成环状凹槽15。凸缘14的环状端面相对于导向部的环状端面缩进一段距离。

图2表示本发明的一种装置。该装置包括用来径向向外扩张导向部13一端的冲模，从而使形成环状凹槽15的周壁16相对螺母轴线倾斜而使环状凹槽15成为燕尾形。详细地说，第一固定模31包括模槽32，钻孔冲头33可送进该模槽的中央处。钻孔冲头33的底部具有环状斜壁34。装在钻孔冲头33上的第一圆柱形嵌入件35具有一端面，从该端面上突起的环状突 缘36围绕环状斜壁34。第一圆柱形嵌入件35固定不动地放置在支座37上。

驱动冲头38冲压放置在第一固定模31模槽32中的螺母半成品11。因此钻孔冲头33除去分隔两盲孔12a和12b的底部，从而打穿半成品形成未经攻出螺纹的粗糙穿孔12，此时环状突缘36仍在环状凹槽15中。接着，环状斜壁34径向扩张导向部13端部，因此导向部外周壁16相对轴线倾斜而使环状凹槽15的截面成为燕尾形。在所述导向部扩张时，导向部13的圆形外边缘13a（即所述周壁16的圆形外边缘）被环状突缘36的内周面挡住，从而防止导向部13发生过度变形而把其外径（即环状凹槽15的内径）改变成不应有的大小。

图3表示本发明以另一种方式提供的装置，这种方式的装置包括可使凸缘14向被扩导向部13的轴线倾斜的第二冲模，从而使环状凹槽15完全成为宽度从开口处向底面逐渐增大的燕尾形。详细地说，第二冲模包括第二固定模具41，其模槽42内部具有第二环状斜壁43，该斜壁43把凸缘14压向轴线。装在顶杆44上且位于模槽42底部的第二圆柱形嵌入件45具有第二环状突缘46。该面对斜壁43的环状突缘46与斜壁43隔开一段距离，该圆柱形嵌入件45固定不动地放置在第二固定模具41中。

向着嵌入件45驱动第二冲头47冲压放在模槽42中的螺母半成品11。随着第二环状突缘46插入环状凹槽15，环状斜壁43把凸缘14压向轴线，因此凸缘的内周壁17相对轴线倾斜，从而使环状凹槽15的截面完全成为燕尾形。当凸缘变形时，内周壁17 的内周边缘17a被环形突缘46的外周挡住，从而，防止凸缘14过度变形而确保环形凹槽15的外直径获得精确尺寸。

最后在半成品11的孔12上攻出阴螺纹从而制成图4所示自冲孔螺母1。

在上述实施例中周壁16和17都倾斜而形成完全的环状燕尾槽15。但可以只倾斜16和17之一而形成宽度朝底面也逐渐增大的环状半燕尾形凹槽15。

总之，本发明提供的装置包括至少一个环状突缘，该突缘当由凸缘包围而形成环状凹槽的导向部和/或凸缘变形而相对螺母轴线倾斜时挡住导向部的圆形外边缘和/或凸缘的内周边缘。如此精确制成的导向部和环状凹槽可有效地使自冲孔螺母在金属板上冲出光滑开口，并确保该自冲孔螺母具有恒定且足够大的固紧力。