CN1325190C - 螺栓的制造方法和制造装置以及用在该装置中的螺纹滚轧成形辊以及多线螺纹螺栓 - Google Patents

Abstract

提供一种以较低单价大量生产例如所谓双线螺纹螺栓的多线螺纹螺栓成为可能的螺栓的制造方法和制造装置以及用在该装置中的螺纹滚轧成形辊。螺栓制造装置，具备：在规定间隔相对配置的一对螺纹滚轧成形辊(1)；以及在规定位置支撑圆柱状螺栓材料(3)的螺栓支撑部(2)。螺纹滚轧成形辊(1)具备的滚轧成形轨迹(4)是由作为展开了普通螺纹的部分普通螺纹牙的普通螺纹牙部(5)和作为对应展开了细牙螺纹的用假想线(6a)表示的细牙螺纹牙与普通螺纹牙的相位偏离，在普通螺纹牙的谷部(5a)呈周期地形成的部分细牙螺纹(6a)的突起(6)构成的。

Description

螺栓的制造方法和制造装置以及用在该装置中的螺纹滚轧成形辊以及多线螺纹螺栓

技术领域

本发明涉及具有防止松弛功能的螺栓的制造方法和制造装置以及用在该制造装置中的螺纹滚轧成形辊以及多线螺纹螺栓。

背景技术

近年，研究·开发具有防止松弛功能的各种螺栓以及其制造方法，例如，在国际公开第02/077466号小册子(以下，称为「特许文献1」)中记载的螺栓，具有：从螺栓轴部的前端部至规定部形成的螺距P的普通螺纹部；以及至少在螺栓轴部的普通螺纹部的全长上或从前端部至普通螺纹部的规定部上与普通螺纹部线叠形成了的螺距p(p＝P/n，n为2以上的整数)的细牙螺纹部的结构。

在该螺栓(所谓双线螺纹螺栓)中，使普通螺母螺纹啮合螺栓的普通螺纹部后，使细牙螺母螺纹啮合细牙螺纹部并与该普通螺母线叠，能够使螺栓以及两螺母之间拧紧。此时，细牙螺母与普通螺母的螺距不同，因此若二者一同沿同一方向转动，则在两螺母间的接触面(接合面)作用反弹力，能够防止普通螺母沿松弛方向转动。

另外，特许文献1中记载了有关该双线螺纹螺栓的制造方法。该制造方法，首先通过切削从螺栓轴部的前端部至规定部形成螺距P的普通螺纹部，此后至少在螺栓轴部的普通螺纹部的全长上或从螺栓轴部的前端部至普通螺纹部的规定部与普通螺纹部线叠，通过切削形成的螺距p的细牙螺纹部。

发明内容

如上所述，在首先通过切削形成普通螺纹部，此后通过切削形成与该普通螺纹部线叠的细牙螺纹部的场合，为了制造1个双线螺纹螺栓，必须进行两次切削工序。还有，当与通过第1次切削而形成的普通螺纹部线叠，进行第2次切削形成细牙螺纹部后，则在线叠切削处会产生飞边。因此必须进行利用钢丝刷除去该飞边的工序。

另外，在特许文献1中提到，使用普通辊与细牙辊利用1个工序滚轧成形双线螺纹螺栓的方案，但是如该特许文献1所记载的：将普通辊与细牙辊隔开一定间隔相对配置，将螺栓的轴部装入该普通辊与细牙辊之间进行滚轧成形，实际上不可能制造双线螺纹螺栓。这是因为，利用一方的辊(普通·细牙)滚轧成形了的螺纹牙会被另一方的辊(普通·细牙)所破坏。

还有，特许文献1中记载了：即使使用一体形成了的普通螺纹牙和细牙螺纹牙的辊同样可以实施，但是特许文献1中未记载具体地如何才能一体形成普通螺纹牙和细牙螺纹牙。一体形成普通螺纹牙和细牙螺纹牙辊的记载初次看会认为是正确的，但是实际上是不能在1个辊上一体形成普通螺纹牙和细牙螺纹牙，只根据该特许文献1的记载是不能制造双线螺纹螺栓的。

如此，特许文献1记载的双线螺纹螺栓实际上只能通过切削制造。但是，由于如上所述的通过切削的制造方法比一般的螺栓制造工序增多工序，因此制造成本极高，使双线螺纹螺栓的单价也提高地非常高。

因此，在本发明中，以提供一种以较低单价可以大批量生产所谓双线螺纹螺栓那样的多线螺栓的螺栓的制造方法和制造装置以及用在该制造装置中的螺纹滚轧成形辊为目的。

为解决上述问题，本发明的螺纹滚轧成形辊，具备：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和对应展开了细牙螺纹的细牙螺纹牙与上述普通螺纹牙的相位偏离，在上述普通螺纹牙的谷部呈周期形成的上述细牙螺纹牙部分。在将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊滚轧成形螺栓的制造装置中，本发明的螺栓制造装置是将上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个作为上述本发明的螺纹滚轧成形辊的装置。在将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊滚轧成形螺栓的制造方法中，本发明的螺栓制造方法是将上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个作为上述本发明的螺纹滚轧成形辊的方法。

采用本发明的螺栓的制造方法和制造装置，通过形成于螺纹滚轧成形辊上的普通螺纹牙部分以及细牙螺纹牙部分推压螺栓材料，在1个工序中通过螺纹滚轧成形辊上的普通螺纹牙部分在螺栓材料的外周表面滚轧1次普通螺纹牙的部分，以及通过螺纹滚轧成形辊上的细牙螺纹牙部分在螺栓材料的外周表面滚轧1次细牙螺纹牙的部分。由此，形成了普通螺纹牙部分与细牙螺纹牙部分，得到具备所谓双线螺纹的螺栓。

这里，普通螺纹是指直径与螺距的组合为一般的最为普遍使用的螺纹。另外，细牙螺纹是指相比普通螺纹螺距对直径的比例小，深度浅的螺纹。涉及本发明的螺纹滚轧成形辊的细牙螺纹牙的螺距只要是普通螺纹牙的螺距以下即可。另外，各自的螺纹牙的形状可以是三角螺纹、梯形螺纹、角形螺纹、锯齿形螺纹、圆螺纹、棘爪螺纹或其他的特殊螺纹等等的任何一种，也可以是任意组合。

另外，在本说明书中，将螺纹的螺纹方向一致的，且在同一轴上具有不同螺距的两个以上螺纹牙的圆筒体或圆锥体称为多线螺纹。多线螺纹中，当不同螺距的螺纹牙数为2时，称为双线螺纹、螺纹牙数为3时，称为三线螺纹、螺纹牙数为4时，称为四线螺纹、…、螺纹牙数为n时，称为n线螺纹。将其中最大螺距的螺纹牙与最小螺距的螺纹牙比作为a比n时(a和n为最小整数比)，多线螺纹在每个大螺距的螺纹牙的螺距a上其多线螺纹的螺纹牙形状呈周期地变化。

制造双线螺纹螺栓时，螺纹滚轧成形辊，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和在该普通螺纹牙的谷部展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比普通螺纹的螺距小的细牙螺纹(但是，普通螺纹与细牙螺纹的螺距比为a比b，a和b为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹牙的b螺旋中呈周期形成的细牙螺纹牙部分。

另外，螺纹滚轧成形辊还具有：普通螺纹牙部分和在通过细牙螺纹牙部分形成的谷部展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比细牙螺纹的螺距还要小的最细牙螺纹(但是，普通螺纹与细牙螺纹与最细牙螺纹的螺距比为a比b比c，a和b和c为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙部分以及细牙螺纹牙部分的相位偏离，在每个普通螺纹牙的c螺旋中呈周期形成的最细牙螺纹牙部分，由此制造形成了普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分以及最细牙螺纹牙部分的三线螺纹螺栓成为可能。

还有在制造n线螺纹螺栓时，螺纹滚轧成形辊，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和在该普通螺纹的谷部分别展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比普通螺纹的螺距小并且螺距不同的1个或多个细牙螺纹(但是，普通螺纹与1个或多个细牙螺纹的螺距比为a比…n，a，…，n为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在普通螺纹的n螺旋中呈周期形成各自的细牙螺纹牙部分。由此，使制造形成了普通螺纹牙部分和各个的多个细牙螺纹牙部分的多线螺纹螺栓成为可能。

这里，展开了细牙螺纹时的谷底比普通螺纹牙的谷底位于高位置地展开细牙螺纹时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹牙的n螺旋中只要呈周期形成细牙螺纹牙中螺距最小的细牙螺纹牙部分后，则在滚轧成形时滚动螺距圆直径移动到在展开了细牙螺纹时的谷底处高出谷底约一半的螺栓材料的内侧。由此，在加工后期能减少滚动螺距圆直径的变动及减轻螺栓材料转动中心位置的变动。

另外，此时，期望展开了的细牙螺纹时的谷底位于比普通螺纹的谷底高出标准规格细牙螺纹高度的5～50％的位置。只要在此范围，就能够有效减少加工中的高频振动以及噪音。另外，比5％小的场合，几乎看不到由于使谷底高度变化而带来的高频振动以及噪音的改善。一方面，若超过50％则由滚轧成形制造的多线螺纹螺栓的细牙螺纹牙的高度比标准规格细牙螺纹牙的中径小，因此向该多线螺纹螺栓的细牙螺纹牙的卡合变小。

另外，螺纹滚轧成形辊具备更加切入到细牙螺纹牙部分的谷底的深槽，因此滚轧成形多线螺纹螺栓时，该深槽起到缓冲作用，即使螺栓材料向螺纹滚轧成形辊的槽部未完全填充，也能够制造出具有标准规格细牙螺纹尺寸的多线螺纹螺栓。另外，利用不完全填充，能够抑制因为完全填充时发生的加工后期的高频振动。

此时，期望槽的深度为标准规格细牙螺纹牙高度的3～10％。只要在此范围，就能够充分发挥缓冲作用，能够制造具有完整形状的细牙螺纹牙的多线螺纹螺栓的同时，能够充分抑制加工后期的高频振动。而在，比3％小的场合，几乎看不到设置槽带来的改善。一方面，若超过10％，则槽过深，有可能影响多线螺纹螺栓的细牙螺纹牙的形状。

这里，本发明的螺纹滚轧成形辊，只要在圆形成形辊上形成普通螺纹牙部分以及细牙螺纹牙部分，使该螺纹滚轧成形辊按规定间隔配置，并分别使其沿同一方向转动，通过在该螺纹滚轧成形辊之间推压螺栓材料，就能够制造双线螺纹螺栓。

还有，本发明的螺纹滚轧成形件，只要在平板搓丝板上形成普通螺纹牙部分以及细牙螺纹牙部分，使该螺纹滚轧成形搓丝板规定间隔配置，固定一方使另一方平行移动，或使彼此沿反方向平行移动，通过在该螺纹滚轧成形搓丝板之间推压螺栓材料，就能够制造双线螺纹螺栓。

另外，本发明的螺纹滚轧成形辊，只要配置按规定间隔配置的多个螺纹滚轧成形辊中的一个即可，也可将所有的螺纹滚轧成形辊用做本发明的螺纹滚轧成形辊。将螺纹滚轧成形辊中的一个用做本发明的螺纹滚轧成形辊的场合，将其他螺纹滚轧成形辊用做只展开普通螺纹的常规普通螺纹滚轧成形辊。另外，在使用旋转行星方式的螺栓的制造方法或制造装置的场合，也可适用本发明的螺纹滚轧成形辊为圆形成形辊或扇形成形辊的任何一方，可也适用双方。

采用本发明，能够得到以下效果。

(1)至少配置一个螺纹滚轧成形辊，其具备：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和对应展开了细牙螺纹的细牙螺纹牙与普通螺纹牙的相位偏离，在普通螺纹牙的谷部呈周期形成的细牙螺纹牙部分，利用将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊中进行滚轧成形的结构，通过形成于螺纹滚轧成形辊的普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分推压螺栓材料，在1个工序中在该螺栓材料的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹的部分和细牙螺纹的部分，因此可以形成普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分，这就是所谓的用比切削成本还低的费用就能大量生产具有双线螺纹的螺栓。

(2)至少配置一个螺纹滚轧成形辊，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和在该普通螺纹牙的谷部展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比普通螺纹的螺距小的细牙螺纹(但是，普通螺纹与细牙螺纹的螺距的比为a比b，a和b为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹牙的b螺旋中呈周期形成的细牙螺纹牙部分，利用将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊中进行滚轧成形的结构，通过形成于螺纹滚轧成形辊的普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分推压螺栓材料，在1个工序中在该螺栓材料的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹牙的部分和细牙螺纹牙的部分，因此可以形成普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分，这就是所谓的用比切削成本还低的费用就能大量生产具有双线螺纹的螺栓。

(3)还有，至少配置一个螺纹滚轧成形辊，具有：在由普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分形成的谷部展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比细牙螺纹的螺距还要小的最细牙螺纹(但是，普通螺纹与细牙螺纹与最细牙螺纹的螺距比为a比b比c，a和b和c为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分的相位偏离，在每个普通螺纹的c螺旋中呈周期形成的最细牙螺纹牙部分，利用将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊进行滚轧成形的结构，通过形成于螺纹滚轧成形辊的普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分以及最细牙螺纹牙部分推压螺栓材料，在1个工序中在该螺栓材料的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分以及最细牙螺纹牙部分，因此可以形成普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分以及最细牙螺纹牙部分，这就是所谓的用比切削成本还低的费用就能大量生产具有三线螺纹的螺栓。

(4)至少配置一个螺纹滚轧成形辊，还具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和在该普通螺纹的谷部分别展开与普通螺纹具有同一方向的螺旋线的且比普通螺纹的螺距小并且螺距不同的1个或多个细牙螺纹(但是，普通螺纹与1个或多个细牙螺纹的螺距比为a比…n，a，…，n为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在普通螺纹的n螺旋中呈周期形成各自的细牙螺纹牙部分，利用将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊中进行滚轧成形的结构，通过形成于螺纹滚轧成形辊的普通螺纹牙部分和多个的细牙螺纹牙部分推压螺栓材料，在1个工序中在该螺栓材料的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹牙的部分和多个细牙螺纹牙的部分，因此可以形成普通螺纹牙部分和各自的细牙螺纹牙部分，这就是所谓的用比切削成本还低的费用就能大量生产具有多线螺纹的螺栓。

(5)展开了细牙螺纹时的谷底比普通螺纹牙的谷底位于高位置地展开细牙螺纹时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹牙的n螺旋中呈周期形成细牙螺纹牙中螺距最小的细牙螺纹牙部分，以便在滚轧成形时的加工后期减少滚动螺距圆直径的变动，减轻螺栓材料的转动中心位置的变动。由此，向螺纹滚轧成形辊的槽部的材料填充率接近均等，能够大幅抑制高频振动。

(6)螺纹滚轧成形辊具备更加切入到细牙螺纹牙部分谷底的深槽，因此滚轧成形多线螺纹螺栓时，即使螺栓材料向螺纹滚轧成形辊的槽部未完全填充，也能够制造具有螺纹轮轧成形辊的细牙螺纹尺寸的多线螺纹螺栓。另外，利用不完全填充，能够抑制因为完全填充时发生的加工后期的高频振动。

(7)使用本发明的螺纹滚轧成形辊进行滚轧成形得到的双线螺纹螺栓的普通螺纹牙与细牙螺纹牙的边界部的前端形状为圆滑的曲率，不发生通过切削制造的双线螺纹螺栓在普通螺纹牙与细牙螺纹牙的边界部产生的棱边。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例的双线螺纹螺栓的制造装置的概要图。图2是表示图1的螺纹滚轧成形辊的立体图。图3是图2的螺纹滚轧成形辊外周的滚轧成形部分的平面展开图。图4A是图3的A-A剖面图。图4B是图3的B-B剖面图。图4C是图3的C-C剖面图。图4D是图3的D-D剖面图。图4E是图3的E-E剖面图。图4F是图3的F-F剖面图。图5A是图4A的部分放大图。图5B是图4D的部分放大图。图6A是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5A的部分放大图。图6B是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5B的部分放大图。图7A是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5A的部分放大图。图7B是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5B的部分放大图。图8A是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5A的部分放大图。图8B是对应增加了修正的螺纹滚轧成形辊的图5B的部分放大图。图9是表示本发明的第2实施例的双线螺纹螺栓的制造装置的概要图。图10A、图10B、图10C、图10D、图10E、图10F是本发明的第3实施例的三螺纹螺栓用的螺纹滚轧成形辊的剖面图。图11A、图11B、图11C、图11D、图11E、图11F、图11G、图11H是表示在图3的A-A剖面中的材料流动动向的图。图12A、图12B、图12C、图12D、图12E、图12F、图12G、图12H是表示在图3的B-B剖面的材料流动动向的图。图13A、图13B、图13C、图13D、图13E、图13F、图13G、图13H是表示在图3的D-D剖面的材料流动动向的图。

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明的第1实施例的双线螺纹螺栓的制造装置的概要图，图2是表示图1的螺纹滚轧成形辊1的立体图。

如图1所示，本实施例的双线螺纹螺栓的制造装置具备在规定间隔相对配置的一对螺纹滚轧成形辊1和在规定位置支撑圆柱状的螺栓材料3(以下，称其为「工件」)的螺栓支撑部2。另外，如图2所示，螺纹滚轧成形辊1在其圆筒型的辊(圆形辊)的外周上形成双线螺纹螺栓形成用的滚轧成形轨迹4。

图3是图2的螺纹滚轧成形辊1外周的滚轧成形轨迹4的部分平面展开图。图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F分别是图3的A-A剖面图、B-B剖面图、C-C剖面图、D-D剖面图、E-E剖面图、F-F剖面图。

如图3所示，在螺纹滚轧成形辊1的外周上，将每个圆周16等分地反复形成对应制造双线螺纹螺栓的滚轧成形轨迹4。螺纹滚轧成形辊1的外径为173.987mm，双线螺纹螺栓在型号直径M12中为普通螺纹螺距为1.75mm，细牙螺纹螺距为0.875mm。因此，双线螺纹螺栓的1个等分滚轧成形轨迹4形成于螺纹滚轧成形辊1的外周一周360°中的22.5°的范围内。图3的A-A线、B-B线、C-C线、D-D线、E-E线、F-F线分别以3.75°间隔设置。

如图4A～图4F所示，螺纹滚轧成形辊1的滚轧成形轨迹4(图4A～图4F中用实线表示)具有：将普通螺纹展开在圆形辊的表面上作为标准螺纹牙的普通螺纹牙部分(以下，称为「普通螺纹牙部」)5；以及同期形成于该普通螺纹牙的谷部5a.中的附加突起6。突起6具有与展开了的普通螺纹牙的原有普通螺纹同一方向的螺旋线，对应展开了相比普通螺纹螺距小的展开了细牙螺纹的细牙螺纹牙(图4A～图4F中用虚线(假想线)6a表示)与普通螺纹牙的相位偏离7而形成周期的形状。

这里，若将普通螺纹与细牙螺纹的螺距的比作为a比b(但是，a和b为最小整数比，在图示例中为2比1)，突起6则是对应在展开了细牙螺纹时，与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹的b螺旋(在图示例中1螺旋)中形成呈周期状的细牙螺纹牙部分。如图4A～图4F所示，用假想线6a表示的细牙螺纹牙根据与普通螺纹牙的相位偏离7仅将从该普通螺纹牙突出的部分作为附加的突起6形成。即，突起6不是细牙螺纹牙本身，而只是对应相位偏离7的偏离量对应细牙螺纹牙的假想线6a的相对普通螺纹牙被突出附加的突起。普通螺纹部牙5是除去形成在螺纹滚轧成形辊1表面上的细牙螺纹牙部分(突起6的表面)的部分。

另外，在图4A～图4F所示例中，使作为基准的普通螺纹牙的谷部5a的谷底5b与对应突起6的细牙螺纹牙的假想线6a的谷底6b的位置一致，但并不限于此。

例如，若用本实施例的螺纹滚轧成形辊1制造的双线螺纹螺栓(未图示)的普通螺纹牙与普通螺纹螺母螺旋啮合时，则只减少螺纹滚轧成形辊1的突起6部分的接触面积，通过将对应突起6的细牙螺纹牙的假想线6a的谷底6b的位置向图4A～图4F的下方移动，能够增加双线螺纹螺栓的普通螺纹牙与普通螺线螺母的接触面积。

另外，若是常规的螺纹滚轧成形辊1，其表面形成普通螺纹牙或细牙螺纹牙中的任何一方，因此能够嵌合普通螺纹螺母或细牙螺纹螺母。但是，本实施例的螺纹滚轧成形辊1的场合，可嵌合也可不嵌合普通螺纹螺母以及细牙螺纹螺母。在螺纹滚轧成形辊1的表面不是如特许文献1所记载的一体形成现有的普通螺纹牙和细牙螺纹牙(具体结构不明确)，而是形成普通螺纹牙部5和在该普通螺纹牙部5的原有普通螺纹牙的谷部5a中形成呈周期状的突起6。

在使用上述结构的双螺纹螺栓的制造装置制造双螺纹螺栓时，是将圆柱状的工件3配置在螺栓支撑部2上，将该工件3推压到一对螺纹滚轧成形辊1之间，分别沿相同方向(例如，图1中如箭头所示的右旋转)转动一对螺纹滚轧成形辊1。由此，在一个工序中，在工件3的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分，能够得到形成普通螺纹牙部分和细牙螺纹牙部分的双线螺纹螺栓。

在如此得到的双线螺纹螺栓的外周表面上形成图4A～图4F的螺纹滚轧成形辊1的滚轧成形轨迹4的相反轨迹的槽(相当普通螺纹牙部5以及突起6的槽)。

得到的双线螺纹螺栓与通过现有的切削形成的双线螺纹螺栓相同，在形成普通螺纹牙上细牙螺纹牙处于可挖取状态。因此，得到的双线螺纹螺栓能够嵌合普通螺纹螺母和细牙螺纹螺母。

另外，一般地，使普通螺纹螺母的普通螺纹牙的峰部嵌合该双线螺纹螺栓的普通螺纹牙的谷部，使细牙螺纹螺母的细牙螺纹的峰部嵌合形成于该双线螺纹螺栓的普通螺纹牙的峰部的细牙螺纹的谷部，因此普通螺纹牙的峰顶的半径方向位置与细牙螺纹牙的峰顶的半径方向位置时常一致地形成双螺钉螺栓。展开了细牙螺纹时的谷底位置与普通螺纹牙的谷底位置一致地展开细牙螺纹，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹的b螺旋中呈周期形成细牙螺纹牙部分的构成用于制造如此双线螺纹螺栓的螺纹滚轧成形辊的突起。以下，将具有如此突起结构的螺纹滚轧成形辊称为「标准辊」。

图5A、图5B分别是图4A、图4D的部分放大图。如图5A、图5B所示，标准辊的呈周期性变化的槽的深度，在普通螺纹牙的谷底5b的位置与为了形成突起6的展开了的细牙螺纹的细牙螺纹牙6a的谷底6b的位置相互线叠最多处(A-A剖面)最深，在二者的位置最偏离处(D-D剖面)最浅。因此，在用标准辊滚轧成形双线螺纹螺栓时，在加工最后阶段中的工具与工件3的滚动螺距(工具与工件3的滚动接触位置)圆的直径，从工件3看在A-A剖面处最大，在D-D剖面处最小。

其结果，在该加工阶段(即加工最后磨合阶段)中，工件3的转动中心位置时常变动，成为产生激烈高频振动和噪音的原因。因该高频振动的不同程度，可能引起精度的不良、工具寿命显著减少、使制造装置受到不良影响。另外，在该标准辊中，在各剖面中的槽部的剖面面积不同(即，在A-A剖面处最大、在D-D剖面处最小)，因此，在向各剖面的槽部的材料填充率产生差别，特别在加工后期中，向槽部的材料填充率高，多剩余的材料无处分流。这也是产生高频震动等问题的原因。

因此，在本发明的实施例中，期望突起6，作为在展开的细牙螺纹时的谷底6b处于比普通螺纹牙的谷底5b高的位置而展开细牙螺纹时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹的b螺旋中呈周期地形成细牙螺纹牙6a的部分。此时，如图6A、图6B所示，展开的细牙螺纹是相比标准规格的谷深度浅5～50％的细牙螺纹，使展开了该细牙螺纹时的谷底6b处于比普通螺纹牙的谷底5b高出该变浅量dh的位置。

或者，如图7A、图7B所示，展开的细牙螺纹以如下方式平稳变化：在普通螺纹牙的谷底5b的位置与为了形成突起6的展开了的细牙螺纹的细牙螺纹牙6a的谷底6b的位置相互线叠最多处(A-A剖面)是相比标准规格的谷深度浅5～50％的细牙螺纹，二者的位置最偏离处(D-D剖面)是标准规格的谷深度。

使用增加这些修正的螺纹滚轧成形辊滚轧成形双线螺纹螺栓的情况与相比使用标准辊滚轧成形场合相比，在A-A剖面中的滚动螺距圆的直径移动到使展开了细牙螺纹时的谷底6b的深度变浅的变浅量dh的约一半的工件3的内侧，从而接近仅此量的D-D剖面的滚动螺距圆直径。因此，加工后期的滚动螺距圆直径的变动减少，工件3的转动中心位置的变动减少。另外，A-A剖面槽部的剖面面积接近D-D剖面槽部的剖面面积，因此，各剖面槽部的材料填充率接近均等，能够大幅抑制高频振动。

一方面，在使用增加如此修正的螺纹滚轧成形辊滚轧成形的双线螺纹螺栓中，理所当然地细牙螺纹的牙高(特别地，在相当A-A剖面处)比标准规格低。但是，双线螺纹螺栓在其普通螺纹部取得几乎全部的紧固力，因此通过这样几乎不损失静态强度和动态强度，另外能够发挥充分的防止松弛效果。

但是，如上述地使用增加修正的螺纹滚轧成形辊滚轧成形双线螺纹螺栓的场合，能够解决在使用标准辊滚轧成形时存在的高频振动等问题，但制造的双线螺纹螺栓的细牙螺纹部的牙高比标准规格低。但是，从细牙螺纹部的强度、与细牙螺纹螺母的拧合程度或商品性考虑，能够得到细牙螺纹部牙高的完整性。

此时，如图8A、8B所示，螺纹滚轧成形辊具备更加切入到作为突起6形成的细牙螺纹牙6a的部分的谷底6b的槽6c。该槽6c的深度dv是细牙螺纹牙6a高的3～10％。利用如此结构的螺纹滚轧成形辊滚轧成形双线螺纹螺栓时，槽6c起到缓冲作用，即使工件3没有被完全向螺纹滚轧成形辊填充，也能够制造具有标准高度细牙螺纹牙的双线螺纹螺栓。由此，能够抑制成为完全填充时发生的在加工后期的高频振动。

实施例2

图9是表示本发明的第2实施例的双线螺纹螺栓的制造装置的概要图。

如图9所示，在本实施例的双线螺纹螺栓的制造装置具备在规定间隔相对配置的一对螺纹滚轧成形搓丝板8。固定一对螺纹滚轧成形搓丝板8的一方可以平行移动另一方地配置，或可以相互沿相反方向平行移动地配置。

螺纹滚轧成形搓丝板8在平板状的钢板(搓丝板)的一面形成双线螺纹螺栓形成用的滚轧成形轨迹9。滚轧成形轨迹9与展开成平面的第1实施例的滚轧成形轨迹4是相同的。

使用如此的双线螺纹螺栓的制造装置制造双线螺纹螺栓时，将圆柱状的工件3推压到一对螺纹滚轧成形搓丝板8之间，使一方的螺纹滚轧成形搓丝板8与另一方的螺纹滚轧成形搓丝板8维持平行地平行移动，或相互沿相反的方向平行移动。由此，与第1实施例同样地，在一个工序中，在工件3的外周表面上1次滚轧成形普通螺纹部分和细牙螺纹部分，能够得到形成普通螺纹部分和细牙螺纹部分的双线螺纹螺栓。

实施例3

图10A、图10B、图10C、图10D、图10E、图10F是本发明的第3实施例的三线螺纹螺栓用的螺纹滚轧成形辊10的剖面图。螺纹滚轧成形辊10的外周，将每个圆周16等分地反复形成对应制造三线螺纹螺栓的滚轧成形轨迹。图10A～图10F是以3.75°的间隔表示螺纹滚轧成形辊10外周剖面的图。

在如图10A～图10F所示的三线螺纹螺栓用的螺纹滚轧成形辊10还具有突起12，该突起12具有与展开了的普通螺纹牙的原有普通螺纹同一方向的螺旋线，是由在通过普通螺纹牙部5和突起6形成的谷部11展开比作为形成突起6的原有细牙螺纹的螺距还要小的最细牙螺纹(但是，普通螺纹与细牙螺纹与最细牙螺纹的螺距比为a比b比c，a和b和c为最小整数比。图示例中为4比2比1)时，对应与普通螺纹牙部5和突起6的相位偏离，在每个普通螺纹牙的c螺旋中(在图示例中1螺旋)形成呈周期状的最细牙螺纹牙(图10A～图10F中用虚线(假想线)12a表示)的一部分构成。

如图10A～图10F所示，细牙螺纹牙6a仅将从该普通螺纹牙突出的部分作为附加的突起6形成。还有，在该螺纹滚轧成形辊10中，最细牙螺纹牙12a仅将从该突起6突出的部分作为附加的突起12形成。突起12不是最细牙螺纹牙本身，而是对应与普通螺纹牙部5和突起6的相位偏离对应偏离量处的最细牙螺纹牙的虚线12a，相对普通螺纹牙部5以及突起6再被突出的附加突起。

另外，未图示的，滚轧成形n线螺纹螺栓时，也可使用具有如下结构的螺纹滚轧成形辊，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙部分；和在该螺纹牙的谷部分别展开具有与普通螺纹同一方向的螺旋线且比普通螺纹螺距小且螺距不同的1个或多个的细牙螺纹(但是，使普通螺纹与1个或多个的细牙螺纹的螺距比为a比…比n，a，…，n为最小整数比)时，对应与普通螺纹牙的相位偏离，在每个普通螺纹牙的n螺旋中形成呈周期状的由各自的细牙螺纹牙的部分构成的突起。

另外，即使在滚轧成形该n线螺纹螺栓的螺纹滚轧成形辊中，也可以增加与第1实施例的螺纹滚轧成形辊相同的修正。增加对谷深度的修正时，使展开最小螺距的细牙螺纹时的谷底位于比普通螺纹牙的谷底高的位置地展开细牙螺纹时，对应与普通螺纹的相位偏离，在每个普通螺纹牙的n螺旋中形成呈周期状的细牙螺纹牙部分即可。

分析有关使用上述本发明的第1实施例的双线螺纹螺栓的制造装置将双线螺纹滚轧成形到螺栓上的机构。图11A～图11H、图12A～图12H、图13A～图13H分别表示在图3的A-A剖面、B-B剖面、D-D剖面的材料流动动向的图。另外，在图11A～图11H、图12A～图12H、图13A～图13H中，使一对螺纹滚轧成形辊1沿同一方向转动的同时，A～H是将连续缩短相互之间距离时的情况表示为以约0.1～0.2mm的进给量最终将螺纹滚轧成形辊推入到工件3内约1mm的状态。

如图11A～图11H、图12A～图12H、图13A～图13H所示，随着螺纹滚轧成形辊1被渐渐推压到工件3，首先，工件3沿螺纹滚轧成形辊1的普通螺纹部5的表面产生塑性变形的同时埋入普通螺纹牙的谷部5a。并且，在埋入过程中，此次沿附加突出的突起6的表面产生塑性变形的同时埋入了谷部5a。由此，得到了形成普通螺纹部分和细牙螺纹部分的双线螺纹螺栓。

实施例2

进行上述本发明的第1实施例的增加了修正的螺纹滚轧成形辊与根据标准辊制造的双线螺纹螺栓的比较测试。表1是针对两种型号M12和M16，分别测定细牙螺纹牙的谷底6b深度发生变化与槽6c的深度发生变化时在加工中的高频振动和噪音的结果。另外，用于制造M12的双线螺纹螺栓的螺纹滚轧成形辊的螺距比为1.75比0.875，而M16为2比1。

表1

螺纹滚轧成形辊种类	谷底深度	槽深度	高频振动	噪音
					标准辊	0％	0％	大	大
修正辊1	5％	0％	中	中
					修正辊2	10％	0％	小	低
修正辊3	20％	0％	无	低
					修正辊4	40％	0％	无	低
修正辊5	0％	5％	中	中
					修正辊6	0％	10％	中	中

从表1能够确认：在使细牙螺纹牙的谷底6b的深度改变修正了的螺纹滚轧成形辊中，将谷底6b的深度相对标准规格的细牙螺纹牙变浅5％～40％时，深度越浅越能够减少加工时的高频振动以及噪音。一方面，在改变槽6c的深度修正了的螺纹滚轧成形辊中，使槽6c的深度为标准规格的细牙螺纹牙高的5％和10％时，加工时的高频振动以及噪音得到了改善。

另外，这些螺纹滚轧成形辊通过了一切利用美国航空规格NAS3354振动测试法的松弛测试。另外，在利用阿姆斯拉式拉伸测试法的静态强度测试以及利用液压伺服式测试法的动态测试中，能够确认具备与标准螺纹螺栓等同的能力。

本发明，用于滚轧成形制造具有防止松弛功能的多线螺纹螺栓时是实用的。

Claims (16)

1.一种将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊上滚轧成形螺栓的制造方法，其特征在于，上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹的螺距小的细牙螺纹以其谷底比上述普通螺纹的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹牙的b螺旋中呈周期地形成的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述细牙螺纹的螺距比为a比b，a和b为最小整数比。

2.一种将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊上滚轧成形螺栓的制造方法，其特征在于，上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹螺距小并且螺距不同的1个或多个细牙螺纹分别展开时，但是，对于螺距最小的细牙螺纹是以其谷底比上述普通螺纹牙的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹的n螺旋中呈周期地形成各自的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述1个或多个的细牙螺纹的螺距比为a比…比n，a，…，n为最小整数比。

3.根据权利要求1所述的螺栓的制造方法，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

4.根据权利要求2所述的螺栓的制造方法，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

5.一种将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊上滚轧成形螺栓的制造装置，其特征在于，上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹的螺距小的细牙螺纹以其谷底比上述普通螺纹的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹牙的b螺旋中呈周期地形成的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述细牙螺纹的螺距比为a比b，a和b为最小整数比。

6.一种将螺栓材料推压到螺纹滚轧成形辊上滚轧成形螺栓的制造装置，其特征在于，上述螺纹滚轧成形辊中的至少一个，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹螺距小并且螺距不同的1个或多个细牙螺纹分别展开时，但是，对于螺距最小的细牙螺纹是以其谷底比上述普通螺纹牙的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹的n螺旋中呈周期地形成各自的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述1个或多个的细牙螺纹的螺距比为a比…比n，a，…，n为最小整数比。

7.根据权利要求5所述的螺栓制造装置，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

8.根据权利要求6所述的螺栓制造装置，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

9.一种螺纹滚轧成形辊，其特征在于，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹的螺距小的细牙螺纹以其谷底比上述普通螺纹的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹牙的b螺旋中呈周期地形成的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述细牙螺纹的螺距比为a比b，a和b为最小整数比。

10.一种螺纹滚轧成形辊，其特征在于，具有：展开了普通螺纹的普通螺纹牙的部分；和在上述普通螺纹牙的谷部与上述普通螺纹具有同一方向的螺旋线、且在将比上述普通螺纹螺距小并且螺距不同的多个细牙螺纹分别展开时，但是，对于螺距最小的细牙螺纹是以其谷底比上述普通螺纹牙的谷底位于高的位置的方式展开时，对应与上述普通螺纹牙的相位偏离，与在每个上述普通螺纹的n螺旋中呈周期地形成各自的细牙螺纹牙对应的突起，其中，上述普通螺纹与上述多个的细牙螺纹的螺距比为a比…比n，a，…，n为最小整数比。

11.根据权利要求9所述的螺纹滚轧成形辊，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

12.根据权利要求10所述的螺纹滚轧成形辊，其特征在于：展开了上述细牙螺纹时的谷底，比上述普通螺纹牙的谷底高出标准规格的细牙螺纹牙高的5％～50％。

13.一种多线螺纹螺栓，其特征是用权利要求9所述的螺纹滚轧成形辊，推压螺栓材料滚轧成形的多线螺纹螺栓。

14.一种多线螺纹螺栓，其特征是用权利要求10所述的螺纹滚轧成形辊推压螺栓材料滚轧成形的多线螺纹螺栓。

15.一种多线螺纹螺栓，其特征是用权利要求11所述的螺纹滚轧成形辊推压螺栓材料滚轧成形的多线螺纹螺栓。

16.一种多线螺纹螺栓，其特征是用权利要求12所述的螺纹滚轧成形辊推压螺栓材料滚轧成形的多线螺纹螺栓。

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