当一个部件装配到一个大的或者重的铸件上时，经常使用一个紧固螺栓， 并且将该紧固螺栓插入一个包围在所述铸件的铸造材料中的盖形螺母中。为了 把盖形螺母包围在铸造材料中，将铸造材料或者熔化的金属灌注到砂模中，其 中，一个螺栓插入到盖形螺母的螺纹孔中，而螺栓的头部埋在砂模中。然而， 在上述的包围铸件中，盖形螺母在铸造材料的热量影响以及铸造后的冷却影响 下膨胀和收缩。此外，部分铸造材料可以进入到盖形螺母和螺栓之间，从而导 致盖形螺母和螺栓之间的卡死。盖形螺母的膨胀和收缩或者在盖形螺母和螺栓 之间的卡死导致螺纹孔的损坏或者变形，以致于盖形螺母的螺纹孔需要在铸造 后成形或者攻丝。所以用于形成盖形螺母的螺纹孔的额外工作导致生产力的降 低以及制造成本的增加。
这是最近提出的一种用于解决该问题的技术。例如，图8示出了一种通过 整个模铸过程把盖形螺母50包围在铸件中的铸造方法。盖形螺母50的内部形 成一个阶梯孔51，该孔包括一个在底部的小直径螺纹部51a和在开口部的大直 径螺纹部51b。盖形螺母50还靠近大直径螺纹部51b的周围形成一个环形的凹 陷部或者一个具有V形截面的圆周切口52。以此环形凹陷部52作为边界，盖 形螺母50在其底部形成一个盖形螺母体50a，而在相反侧形成一个圆柱形的延 伸部50b。
下面将说明这种铸造方法。盖形螺母50首先插入到一个支撑孔54中，该 支撑孔54形成于由膨胀聚苯乙烯制成的蒸发模具53(evaporative pattern)中。 盖形螺母50插入到支撑孔54中这样的一个深度，即，使环形凹陷部52与蒸 发模具53的表面齐平。在盖形螺母50相对于蒸发模具53固定后，螺栓55拧 紧到盖形螺母50的大直径螺纹部51b中。此后，制成砂模56，使得砂模56围 绕蒸发模具53，且使螺栓55和盖形螺母50部分埋在砂模56中。如图8A所 示，盖形螺母体50a由蒸发模具53支撑，而圆柱形延伸部50b埋在砂模56中。
然后将铸造材料灌注到砂模56中。铸造材料进入到砂模56的空腔中并且 取代蒸发模具53，从而将通过螺栓55固定到砂模56上的盖形螺母50包围在 铸件中。因为盖形螺母50的孔51被螺栓55封闭，铸造材料就不会进入到孔51 中。
如图8B所示，在冷却后从砂模中取出的所得铸件58包括一个由铸造材 料制成的铸造部57和包围在铸造部57中的盖形螺母50，而且螺栓55仍然插 在盖形螺母50中。如图8C所示，螺栓55在环形凹陷部52处切断。从而，将 螺栓55和盖形螺母50的圆柱形延伸部50b移走，而将盖形螺母50的盖形螺 母体50a仍然保持在铸造部57中。靠近盖形螺母体50a的孔51的切断表面与 铸造部57的表面齐平。利用一个紧固螺栓(没有示出)就可以将一个部件固 定到铸件58上，该紧固螺栓插入到盖形螺母50的小直径螺纹部51a中，而该 盖形螺母50包围在铸造部57中。
因此，上述的铸造方法对生产率的改进和制造成本的降低非常有利，而且 在其外圆周表面上具有环形凹陷部52的盖形螺母50适于实施铸造方法，该方 法在未审的日本专利公开号为2002-192326的第2页至第4页以及图1和2中 公开。
然而，传统的铸造方法或者铸件并不能实现足够高的铸件生产率或者足够 低的制造成本。根据传统的铸造方法，盖形螺母需要提前在其外圆周表面上机 加工来获得具有V型截面的环形凹陷部，并且该机加工过程阻碍了铸件生产力 的提高和制造成本的降低。
在铸造后，插入到盖形螺母中的螺栓被敲击从而在环形凹陷部切断盖形螺 母。因此传统的方法需要一个切断工序，以及用于磨光仍然保持在切断面上的 不规则形状的工序，这进一步阻碍了获得较高的生产力和较低的制造成本。
此外，因为传统的盖形螺母需要在铸造后切断，适于切断的盖形螺母的外 直径和孔的内直径应该预先确定，这妨碍了确定盖形螺母的外直径和可供螺栓 插入的孔的内直径的自由。因此，存在提供一种铸件和铸造方法的需要，该方 法不需要在盖形螺母上形成孔的工序，因而使具有较高的生产力和较低的铸件 制造成本成为可能，另外还使得盖形螺母设计的自由度较高。

根据本发明，提供一种制造具有铸造部和盖形螺母的铸件的方法，该方法 包括步骤：在所述盖形螺母中形成一个呈阶梯状的孔，该孔在开口部具有一个 大直径的孔，而在底部具有一个带螺纹的小直径孔；将一个紧固件插入到所述 大直径孔中；用一个盖部件覆盖所述盖形螺母的靠近孔的第一表面，其中所述 盖部件安装在所述紧固件上；将所述紧固件支撑到一个砂模中；将铸造材料灌 注到所述砂模中，从而所述盖形螺母包围在所述铸造部中，并且所述盖形螺母 的靠近孔的一个第一表面暴露在所述铸造部的一个第二表面上；以及在从所述 砂模上移走所述铸件之后，将所述紧固件从所述盖形螺母上移走。
根据本发明，还提供一种铸件，包括：一个由铸造材料制成的铸造部；以 及一个通过铸造包围在所述铸造部中的盖形螺母，所述盖形螺母具有一个形成 在其内部的孔和一个靠近该孔的第一表面，所述第一表面暴露在所述铸造部的 一个第二表面上，其中所述孔呈阶梯状，并且包括在开口部的一个大直径孔和 在底部的一个小直径螺纹孔，其中所述大直径孔允许一个紧固件安装在其内， 其中所述紧固件包括一个插入部和一个支撑部，所述插入部插入到所述大直径 孔中，所述支撑部在铸造过程中可以通过一个砂模支撑，并且其中所述紧固件 在铸造后从所述盖形螺母上移走；其中所述紧固件在其上设置一个用于覆盖第 一表面的盖部件。
本发明的其它方面和优点通过下面的说明并参考附图将变得清楚，并且通 过示例的方式图示了本发明的原理。

本发明被认为具有新颖性的特征在所附权利要求中特别提出。参考随后的 优选实施例及附图说明，可以更好地理解本发明及其目的和优点。其中：
图1是一个剖视图，示出了利用本发明的一优选实施例的铸造方法进行铸 造时的一状态；
图2A至2C为说明性视图，示出了在本发明的优选实施例的铸造方法中， 在灌注过程之前，该铸造方法的各个步骤；
图3A至3C为说明性视图，示出了在本发明的优选实施例的铸造方法中， 在灌注过程之后直到完成一个铸造产品，该铸造方法的各个步骤；
图4为一个剖视图，示出了在本发明的一个可选择的实施例的铸造过程 中，盖形螺母的顶部表面从铸造部的表面突出的状态；
图5为一个剖视图，示出了在本发明的一个可选择的实施例的铸造过程 中，盖形螺母的顶部表面从铸造部的表面凹陷的状态；
图6为一个剖视图，示出了在本发明的一个可选择的实施例的铸造过程 中，盖形螺母安装在一个带头销钉上的状态；
图7为一个剖视图，示出了在本发明的一个可选择的实施例中，一个紧固 件在其上形成一有盖部分的状态；以及
图8A至8C为说明性视图，示出了现有技术的铸造方法的各个步骤。

为此，将参考图1至3C对本发明的铸造方法和铸件的优选实施例进行说 明。
图1示出了一个螺栓或者一个紧固件15，一个砂模17，一个通过螺栓15 由砂模17支撑的盖形螺母10，一个锁紧螺母或盖元件16，以及一个由铸造 材料制成的铸造部20。图2A至2C，以及图3A至3C示出了在本发明的优选 实施例的铸造方法的各个步骤。
根据优选实施例的铸造方法，包围在铸件21的铸造部20中的盖形螺母 10、螺栓15和锁紧螺母16是预先准备。
下面将对盖形螺母10进行说明。如图1所示，盖形螺母10包围在铸件21 的铸造部20中，而盖形螺母体11已经在其上形成了一个孔12，其中，铸件21 的铸造部20将在后面进行说明。该孔12形成为阶梯状，在底部具有一个小直 径的孔12a，而在开口部具有一个大直径的孔12b。在优选的实施例中，孔12a 和12b在其内部都形成一个内螺纹。一个用于将一部件安装到完成的铸件21 上的紧固螺栓(没有示出)可以插入到小直径孔12a中，，而将在后面说明的 螺栓15可以拧紧到大直径孔12b中。
盖形螺母体11在其外周面上形成相互平行延伸的啮合槽13，啮合槽13 起着止动装置的作用，以防止盖形螺母10从铸件21的铸造部20脱开。盖形 螺母体11在底端形成一个平的倾斜部14，该倾斜部14起着旋转防止装置的作 用，以防止盖形螺母10相对部件21的铸造部20旋转。
螺栓15和锁紧螺母16分别使用已知的螺栓和螺母。螺栓15具有一个与 盖形螺母10的大直径孔12b相配合的外螺纹，而锁紧螺母16具有一个与螺栓 15的外螺纹相配合的内螺纹。在优选实施例中，盖形螺母10、螺栓15和锁紧 螺母16都是由金属制成的。
现在将参考图2A至3C对优选实施例的铸造方法进行说明。如图2A所 示，形成砂模17。一个母模18用于形成砂模17并且在其内形成一个用于接纳 螺栓接头(bolt fitting)19的凹陷部18a。该螺栓接头19在其内形成有一个用 于接纳螺栓15的螺纹孔19a。因此，在形成砂模17之前，将锁紧螺母16安装 到螺栓15上，以便于螺栓15的外螺纹的远端从锁紧螺母16突出。
随后，螺栓接头19以这样一种方式安装在螺栓15的突出外螺纹上，即螺 栓接头19的表面(相应于本发明的第三表面)与锁紧螺母16的背面紧密接触。 螺栓接头19同螺栓15和锁紧螺母16一起安装到母模18上。根据优选实施例， 是这样设置的，即母模18的表面与螺栓接头19的表面平齐。在螺栓接头19 安装到母模18上之后，母模18中填充用于砂模18的模砂。与螺栓接头19连 接的螺栓15和锁紧螺母16的一部分，将用模砂覆盖，然后掩埋在砂模17中。
在优选实施例中，模砂包含作为硬化剂的呋喃基树脂，以便于由这种模砂 制成的砂模17具有较强的形状保持性。因此，当砂模17从母模18上移走时， 砂模17会保持它的形状而不会塌陷，并且螺栓15和锁紧螺母16稳固地由砂 模17支撑。在优选的实施例中，螺栓15被砂模17支撑的部分为螺栓15的支 撑部。
如图2B所示，螺栓接头19从螺栓15上移走，而如图2C所示，盖形螺 母10安装在螺栓15的外螺纹部分上，该外螺纹部分从砂模17的表面上突出，。 如图2B所示，螺栓15的外螺纹部分(或者螺栓15的插入部分)从砂模17的 表面突出，并插入到盖形螺母10的孔12的大直径孔12b中，靠近孔12的盖 形螺母体11的表面11a(该表面11a相应于本发明的第一表面并且在这之后称 为“盖形螺母体顶面11a)设置成与锁紧螺母16的背面紧密接触，。拧紧在螺 栓15上的盖形螺母10通过螺栓15由砂模17支撑。通过使盖形螺母体11的 螺母体顶面与锁紧螺母16的背面紧密接触，即使盖形螺母10没有牢固地拧紧 在螺栓15上，盖形螺母10相对于螺栓15也牢固地保持着。
随后，将铸造材料或者熔融金属灌注到砂模17中。在优选的实施例中用 铸铁作为铸造材料。然而，除铁基金属(例如，铸铁)之外的其它金属，例如 铝基金属，铜基金属可以在优选的实施例中使用。
如图3A所示，盖形螺母10包围在铸造材料中，并且除了盖形螺母体顶 面11a外，盖形螺母的所有表面全部包围在铸造材料中。当灌注铸造材料时， 由于铸造材料的热量，盖形螺母10膨胀，而盖形螺母10的孔12的大直径孔12b 的内螺纹稍微有些变形，其中螺栓15拧紧在该孔12b中。另一方面，盖形螺 母10的孔12的小直径孔12a基本上不会变形，其中螺栓15没有插入到该孔12a 中。
盖形螺母体顶面11a和锁紧螺母16的背面互相紧密接触，也就是说，盖 形螺母体顶面11a由锁紧螺母16的背面覆盖，因此熔融的铸造材料不会进入 到这两个面之间，并且也不会到达盖形螺母10的孔12。
灌注预定量的铸造材料到砂模中，使灌注的铸造材料冷却，在冷却后移走 砂模17，然后盖形螺母10包围在其内的铸件21形成，如图3B所示。在冷却 的过程中盖形螺母10收缩，以至于由于热膨胀而变形的大直径孔12b的内螺 纹进一步变形损坏。最终的铸件21具有由冷却的铸造材料形成的铸造部20和 包围在铸造部20中并在其内接纳螺栓15的盖形螺母10盖形螺母。
如图3C所示，通过从盖形螺母10上移走螺栓15和锁紧螺母16而最终 形成铸件21。移走的螺栓15可以作为紧固件使用多次。锁紧螺母16还可以作 为盖部件重复使用。
随着螺栓15从盖形螺母10上移走，盖形螺母体顶面11a和铸造部20的 表面(相就应于本发明的第二表面)基本上互相齐平，并且如图3A所示，与 锁紧螺母16的背面紧密接触的盖形螺母体顶面11a是平坦和光滑的，并且该 顶面11a也暴露在铸造部20的表面上。由于盖形螺母体11的啮合槽13和铸 造部20之间的啮合，包围在铸造部20中的盖形螺母10不会从铸造部20脱开。 设置在盖形螺母体11的底端的与铸造部20啮合的倾斜部14阻止了盖形螺母10 相对铸造部20旋转。一个紧固螺栓(没有示出)可以拧紧到盖形螺母10的小 直径孔12a中用于把一个部件固定到铸件21上。
根据优选实施例，可以获得下述有利的效果。
(1)根据优选实施例，防止了在盖形螺母10和螺栓15之间的卡死现象， 仅仅通过从盖形螺母10上移走螺栓或者紧固件15就可以形成允许一个部件固 定在其上的铸件21。如果在盖形螺母10和螺栓15之间产生卡死现象，且因此 螺栓15需要从盖形螺母10上用力地移走，也仅仅只有盖形螺母10的孔12的 大直径孔12b损坏，而用于安装部件的小直径孔12a保持完好。
(2)根据优选实施例的铸造方法不需要如图8所示的一个凹陷部或者一 个圆周切槽52，且因此不需要实施用于切断盖形螺母的繁琐并费时的工作以及 抛光盖形螺母的切断表面。所以，降低了铸造的生产成本。
(3)将铸造材料灌注到这样模具中，在该模具中锁紧螺母或者盖部件16 的背面与盖形螺母体顶面11a紧密接触，从而不允许铸造材料进入并到达盖形 螺母顶面11a，因此使得将盖形螺母体顶面11a作为一个用于安装一个部件的 底座表面成为可能。
(4)因为在铸造后不必实施用于去除盖形螺母的一部分的切断工作，例 如，可以确定盖形螺母在大直径孔12b处的厚度，而不必考虑切断，因此盖形 螺母10的孔12的直径可以根据任何所给出的要求很少限制地确定。例如，当 一个重的部件安装到铸件21上时，可以使用一个具有相对较大轴向张力的紧 固螺栓。
(5)当锁紧螺母16拧紧在螺栓15上，螺栓15插入盖形螺母10的深度 可以通过增大螺栓的螺距进行调节。考虑到盖形螺母10的热膨胀和收缩以及 在铸造后螺栓15移走的可操作性，螺栓15可以根据所需插入盖形螺母10中。
(6)锁紧螺母16的背面与盖形螺母体顶面11a紧密接触，因此螺栓15可以 牢固地保持在盖形螺母10中，而不会相对于盖形螺母10倾斜。
在优选的实施例中，暴露的盖形螺母体顶面11a和铸造部20的暴露表面 互相平齐。然而，也可以这样设置，盖形螺母体顶面11a从铸造部20的表面 突出，如图4所示。此外，如图5所示，可以将盖形螺母体顶面11a设置成从 铸造部的表面凹陷。在这种情况下，可优选地，锁紧螺母16应该以这样的一 种方式安装到螺栓15上，即锁紧螺母16与盖形螺母体顶面11a紧密接触，从 而铸造材料不会进入到达螺栓15的外螺纹。如图4和5所示，通过设置盖形 螺母10的暴露的盖形螺母体顶面11a与铸造部20的暴露的表面在不同的平面 上，铸件21可以满足安装到铸件21上的部件的一个更宽范围的需要。
本发明不仅限于上述的实施例，可以将其修改成下面可选择的实施例。
在优选的实施例中，盖形螺母的大直径孔中形成一个内螺纹，用于接纳螺 栓或者紧固件。在一个可选择的实施例中，盖形螺母可以通过紧固件保持，该 紧固件通过任何适当的方式由砂模支撑，大直径孔不需要具有一个内螺纹，并 且螺栓或者紧固件也不需要。在如图6所示的例子中，具有头部和阶梯状的销 钉34从砂模35向上突出，该砂模35具有一个水平面并且盖形螺母30的孔31 的大直径孔31b安装到销钉34上，安装到销钉34上的盖形螺母30由于它自 身的重量不会从销钉34上脱开。在这种情况下，仅仅只有小直径孔31a具有 螺纹，并且盖形螺母30具有啮合槽32以及一个倾斜部33。一个没有螺纹部的 环形部件或者盖部件36安装到销钉34的中间部上。
在优选的实施例中，螺栓或者紧固件15以及锁紧螺母或者盖部件16分别 制备的。在一个可选择的实施例中，可以这样设置，即盖部件和紧固件作为一 个单独的部件一体形成，如图7所示。为了更详细地的说明，作为紧固件的螺 栓41形成一个有盖的部件41a作为盖部件。将这样的螺栓41用于与盖形螺母 10配合，减少了铸件所需的部件的数目，导致铸件的安装时间缩短。
在优选的实施例，锁紧螺母或者盖部件用作安装盖形螺母的螺栓或者紧固 件。在一个可选择的实施例，如果盖形螺母没有相对于螺栓移动或者倾斜，锁 紧螺母或者盖部件可以省略。在这种可选择的实施例的情况下，可以减少用于 铸造的时间和铸件所需的部件的数目，因此使进一步降低铸件的成本成为可 能。
在优选的实施例中，盖形螺母在外周表面上形成平行的啮合槽作为制动机 构。然而，当插入到盖形螺母的小直径孔以便于把部件安装到铸件上的螺栓具 有一个小的紧固力时，凹槽可以省去。在该可选择的实施例中，可以省略用于 提供盖形螺母的凹槽的加工，因此进一步降低了铸件的成本。
在优选的实施例中，盖形螺母已经在外周表面上形成平行的啮合槽作为制 动机构。然而，制动机构不限于啮合槽。在一个可选择的实施例中，可以使用 任何类型的制动机构，只要制动机构可以阻止盖形螺母从铸件的铸造部上脱 开。例如，设置在盖形螺母的外周面上的突起也可以作为制动机构。
在优选的实施例中，盖形螺母分别在其内部形成啮合槽或者在其外周面上 形成制动机构以及在底端形成倾斜面或者旋转防止装置。在一个可选择的实施 例中，盖形螺母形成一个突起或者凹陷部，它们可以同时作为制动机构和防止 旋转装置。
虽然优选实施例的说明没有参考铸件的应用，但本发明可以应用到一个工 业机动车的配重的制造和一个用于冲压机动车部件的大尺寸的冲压模。
因此，从前述可以清楚地知道，可以将本发明的在其内包围有一个盖形螺 母的铸件以及制造这样的铸件的方法有利地应用到大尺寸或者重的部件的制造 中，而这些部件是难于处理并因此在其内形成许多盖形螺母作为紧固部件。
因此，本发明的例子和实施例作为示例性的和非限制性的，本发明不限于 本文中所给出的细节，并且在附的权利要求的范围内可以修改本发明的细节。