全文摘要
本实用新型公开了一种金属陶瓷螺杆，包括芯棒和尾部键槽，所述芯棒呈圆柱形，且其一端与尾部键槽的一端焊接，所述芯棒的表面覆盖有一层通过金属陶瓷真空烧结而成的金属陶瓷层，所述金属陶瓷层包括螺基层和通过在金属陶瓷层的圆柱面机械加工而成的螺纹，所述螺基层上远离尾部键槽的一端沿着芯棒的轴心方向设置有螺孔，所述螺孔的内侧设置有螺旋纹；本实用新型比现有的设置钨镍合金保护层的螺杆具有更强的耐腐蚀性和耐磨性，更长的使用寿命的优点。
主设计要求
1.一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：包括芯棒和尾部键槽，所述芯棒呈圆柱形，且其一端与尾部键槽的一端焊接，所述芯棒的表面覆盖有一层通过金属陶瓷真空烧结而成的金属陶瓷层，所述金属陶瓷层包括螺基层和通过在金属陶瓷层的圆柱面机械加工而成的螺纹，所述螺基层上远离尾部键槽的一端沿着芯棒的轴心方向设置有螺孔；所述芯棒的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度相等，所述芯棒的圆柱面上从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度逐渐增大，所述螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度相等，所述螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度逐渐减小；所述螺纹的两侧面所形成的齿形夹角小于30度，所述螺纹的顶峰宽度为2-6mm，所述螺纹的螺旋升角的范围值为15-30度。
设计方案
1.一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：包括芯棒和尾部键槽，所述芯棒呈圆柱形，且其一端与尾部键槽的一端焊接，所述芯棒的表面覆盖有一层通过金属陶瓷真空烧结而成的金属陶瓷层，所述金属陶瓷层包括螺基层和通过在金属陶瓷层的圆柱面机械加工而成的螺纹，所述螺基层上远离尾部键槽的一端沿着芯棒的轴心方向设置有螺孔；
所述芯棒的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度相等，所述芯棒的圆柱面上从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度逐渐增大，所述螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度相等，所述螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度逐渐减小；
所述螺纹的两侧面所形成的齿形夹角小于30度，所述螺纹的顶峰宽度为2-6mm，所述螺纹的螺旋升角的范围值为15-30度。
2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述芯棒的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度范围值为2-4mm。
3.根据权利要求2所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述芯棒的圆柱面上从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度范围值依次从Xmm逐渐增大至(X+4)mm，所述X的值为2-4。
4.根据权利要求3所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度范围值为6-18mm。
5.根据权利要求4所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度范围值依次从Ymm逐渐减小至（Y-4）mm，所述Y的值为6-18。
6.根据权利要求5所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述相邻的两组螺纹的螺距大于或等于螺纹的外径。
7.根据权利要求6所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述螺基层从靠近尾部键槽的一端到螺纹的最短距离范围为100-300mm。
8.根据权利要求7所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述螺孔的深度小于螺基层从远离尾部键槽的一端至芯棒远离尾部键槽的一端的距离。
9.根据权利要求8所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述尾部键槽的轴心、芯棒的轴心、金属陶瓷层的轴心和螺孔的轴心在同一直线上。
10.根据权利要求9所述的一种金属陶瓷螺杆，其特征在于：所述螺孔的内侧设置有螺旋纹。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种挤出机设计领域，尤其涉及一种螺杆。
背景技术
注塑成型广泛的应用于塑胶、粉末冶金注射成型、陶瓷的注射成型等领域；在塑胶领域，塑胶原料种类繁多，各种塑胶原料中会含有各种着色剂，强化剂，玻璃纤维等，会对螺杆造成相当厉害的腐蚀；在粉末冶金注射成型和陶瓷注射成型中，由于粉末颗粒本身硬度较高，注塑时会直接与螺杆接触并产生剧烈的摩擦，会对螺杆造成相当厉害的磨损；现有螺杆普遍采用钢质材料制成后，在其表面设置一层2mm左右的钨镍合金作为保护层，这种螺杆在高温、一定的腐蚀性和剧烈磨损的环境下工作，一般几个月的时间就会磨损和腐蚀掉螺杆表面的保护层，然后会更快的磨损和腐蚀掉内部刚材，导致必须更换，导致生产成本增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种比现有的设置钨镍合金保护层的螺杆具有更强的耐腐蚀性和耐磨性，更长的使用寿命的金属陶瓷螺杆，以解决背景技术中所提出的问题。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种金属陶瓷螺杆，包括芯棒和尾部键槽，所述芯棒呈圆柱形，且其一端与尾部键槽的一端焊接，所述芯棒的表面覆盖有一层通过金属陶瓷真空烧结而成的金属陶瓷层，所述金属陶瓷层包括螺基层和通过在金属陶瓷层的圆柱面机械加工而成的螺纹，所述螺基层上远离尾部键槽的一端沿着芯棒的轴心方向设置有螺孔；
所述芯棒的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度相等，所述芯棒的圆柱面上从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度逐渐增大，所述螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度相等，所述螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度逐渐减小；
所述螺纹的两侧面所形成的齿形夹角小于30度，所述螺纹的顶峰宽度为2-6mm，所述螺纹的螺旋升角的范围值为15-30度。
进一步地，所述芯棒的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度范围值为2-4mm。
进一步地，所述芯棒的圆柱面上从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度范围值依次从Xmm逐渐增大至(X+4)mm，所述X的值为2-4。
进一步地，所述螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度范围值为6-18mm。
进一步地，所述螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度范围值依次从Ymm逐渐减小至（Y-4）mm，所述Y的值为6-18。
进一步地，所述相邻的两组螺纹的螺距大于或等于螺纹的外径。
进一步地，所述螺基层从靠近尾部键槽的一端到螺纹的最短距离范围为100-300mm。
进一步地，所述螺孔的深度小于螺基层从远离尾部键槽的一端至芯棒远离尾部键槽的一端的距离。
进一步地，所述尾部键槽的轴心、芯棒的轴心、金属陶瓷层的轴心和螺孔的轴心在同一直线上。
进一步地，所述螺孔的内侧设置有螺旋纹。
本实用新型的有益效果为：1.将芯棒的一端与尾部键槽的一端焊接在一起，使尾部键槽与芯棒之间产生高强度的接合，使本实用新型适合大扭矩的工作，不易变形；将金属陶瓷的金属陶瓷层固定设置在芯棒的表面，金属陶瓷层通过金属陶瓷真空烧结而成，使金属陶瓷层内的气孔数量达到最低，从而使金属陶瓷层密度最高，然后通过直接在金属陶瓷层的表面进行机械加工制作出螺纹，使螺纹和螺基层均由金属陶瓷构成，充分利用了金属陶瓷的耐高温 、耐腐蚀和耐磨损的特性，使螺纹的表面无需添加其它的保护层，避免了现有技术中因保护层被磨损和腐蚀掉之后，内部钢材被加速磨损和腐蚀，从而导致螺杆寿命大幅度被降低的缺陷，与现有技术相比，本实用新型具有更强的耐腐蚀性和耐磨性，亦具有更长的使用寿命；2.通过使芯棒的圆柱面从靠近尾部键槽的一端至芯棒中部的螺基层的厚度相等，且螺基层的圆柱面上从靠近尾部键槽的一端至螺基层中部的螺纹的工作高度相等，使材料从螺基层靠近尾部键槽的一端挤出至螺基层中部的过程中，在高温环境中被均匀加热，通过设置芯棒的圆柱面从中部至远离尾部键槽的一端的螺基层的厚度逐渐增大，螺基层的圆柱面上从中部至螺基层远离尾部键槽的一端的螺纹的工作高度逐渐减小，使材料从螺基层中部挤出至螺基层远离尾部键槽的一端的过程中，被塑化的更加彻底，使本实用新型具有更好的塑化材料的功能；3.通过将螺纹的两侧面所形成的齿形夹角设置为小于30度，螺纹的顶峰宽度设置为2-6mm，螺纹的螺旋升角的范围值设置为15-30度，更利于将材料向前挤出，使本实用新型具有更易于材料挤出的功能。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的部分结构示意图；
图3是本实用新型的部分结构示意图；
图4是本实用新型的尾部键槽的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明：
如图1所示的一种金属陶瓷螺杆，包括钢质的芯棒1、钢质的尾部键槽2、通过金属陶瓷采用真空烧结而成的金属陶瓷层3，金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料，金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性；真空烧结是一种坯体在真空条件下烧结的方法，将坯体在真空条件下烧结，则所有气体在坯体尚未完全烧结前就会从气孔中逸出，使制品不含气孔，从而提高制品的致密度；
本实用新型所述的尾部键槽2即为尾部的花键；
芯棒1呈圆柱形，芯棒1和金属陶瓷层3的横截面通过旋转摩擦与尾部键槽2的一端焊接，使本实用新型整体适合大扭矩的工作，且不易变形；金属陶瓷层3通过冶金结合的方式设置在芯棒1的表面，使金属陶瓷层3和芯棒1组成一个圆柱体形的结构，冶金结合是指两件金属的界面间原子相互扩散而形成的结合，使两者可以达到很高的结合强度；金属陶瓷层3包括螺基层31和通过在金属陶瓷层3的侧面机械加工而成的螺纹32 ，螺基层31上远离尾部键槽2的一端沿着芯棒1的轴心方向设置有螺孔33，螺孔33的内侧设置有螺旋纹，便于与其它设备连接，螺孔33的深度小于螺基层31从远离尾部键槽2的一端至芯棒1远离尾部键槽2的一端的距离，尾部键槽2的轴心、芯棒1的轴心、金属陶瓷层3的轴心和螺孔33的轴心在同一直线上。
为了更清楚的表达数据，以下采用：T表示厚度，H表示高度，α表示齿形夹角，β表示螺旋升角，W表示顶峰宽度，L表示距离；
如图2和图3所示的芯棒1的圆柱面从靠近尾部键槽2的一端至芯棒1中部的螺基层31的厚度（T1）相等，且其范围值为2-4mm，芯棒1的圆柱面从中部至远离尾部键槽2的一端的螺基层31的厚度(T2)逐渐增大，且其范围值从Xmm逐渐增大至(X+4)mm，其中X的值为2-4，螺基层31的圆柱面上从靠近尾部键槽2的一端至螺基层31中部的螺纹32的工作高度（H1）相等，且其范围值为6-18mm，螺基层31的圆柱面上从中部至螺基层31远离尾部键槽2的一端的螺纹32的工作高度（H2）逐渐减小，且其范围值从Ymm逐渐减小至（Y-4）mm，其中Y的值为6-18，螺纹32的两侧面所形成的齿形夹角（α）小于30度，螺纹32的螺旋升角（β）的范围值为15-30度，相邻的两组螺纹32的螺距大于或等于螺纹32的外径，螺纹32的顶峰宽度（W）为2-6mm，螺基层31从靠近尾部键槽2的一端到螺纹32的最短距离（L）范围为100-300mm。
如图4所示的尾部键槽2靠近芯棒1一端的直径与螺纹32的外径相等，尾部键槽2的外周面从靠近芯棒1的一端至远离芯棒1的一端依次绕周固定设置有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽靠近芯棒1的一侧绕周一圈固定设置有第一斜面，第一斜面与第一凹槽相连，第一凹槽远离芯棒1的一侧绕周一圈固定设置有第一圆弧面，第一圆弧面与第一凹槽相连，第二凹槽内固定设置有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽均绕周设置在尾部键槽2上，且分别位于第二凹槽内的两侧边，尾部键槽2远离芯棒1的一端沿水平方向设置有圆柱形的凸起，凸起远离芯棒1的一端绕周一圈设置有第二斜面，尾部键槽2靠近凸起的一端设置有第三斜面，方便与其它驱动机构连接。
金属陶瓷层3的圆柱面从靠近尾部键槽2的一端至远离尾部键槽2的一端依次由加料段、压缩段和计量段组成，述进料段、压缩段和计量段的长度依次为：压缩段>进料段≧计量段，压缩段的相邻两螺纹32之间的中部固定设置有若干个螺牙，螺牙呈三菱柱形，三菱柱的底面为等腰三角形，等腰三角形的顶角为锐角，且该锐角小于三十度，且该锐角的朝向与螺纹32的旋转方向相反，螺牙的工作高度小于或等于螺纹32的工作高度，螺牙的作用在于：对于进入压缩段的物料，将中间的物料往两边切开，使中间受热慢的物料与两侧受热快的物料相互混合，起到一定的搅拌的作用，且可以使相邻两螺纹32中间的物料充分与高温的螺牙接触，增加了物料的受热面积，一定程度上加速了物料的熔融，从而减少了大颗粒物料与螺杆的摩擦时间，一定程度上降低了本实用新型的磨损，延长了本实用新型的使用寿命。
本实用新型的制作工艺为：
1.将预制的金属和陶瓷的合金粉末与芯棒1通过冷等静压的方式压制成棒坯；
2.采用真空烧结的方式将棒坯烧结成型，金属和陶瓷的合金粉末生成金属陶瓷的金属陶瓷层3，金属陶瓷层3与芯棒1产生冶金结合，真空烧结的温度在1000-1500℃；
3.修整车圆金属陶瓷层3与芯棒1的横截面，采用摩擦焊接的工艺，将金属陶瓷层3与芯棒1的横截面与尾部键槽2通过摩擦焊接；
4.对金属陶瓷层3进行机械加工，在金属陶瓷层3的表面加工出所需要的螺纹32。
本实用新型的工作原理为：将尾部键槽2与注塑机的驱动机构传动连接，通过驱动机构驱动螺牙转动，将物料从靠近尾部键槽2一端的螺纹32处添加进注塑机，本实用新型转动使物料从靠近尾部键槽2的螺基层31一端往远离尾部键槽2的螺基层31一端移动，使物料先后被塑化和挤出。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920102877.X
申请日:2019-01-19
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209616276U
授权时间:20191112
主分类号:B29C 45/60
专利分类号:B29C45/60;B22F3/22;B28B1/24
范畴分类:17J;
申请人:东莞杰宇机械有限公司
第一申请人:东莞杰宇机械有限公司
申请人地址:523000广东省东莞市长安镇咸西社区富宁街8号一楼
发明人:邓俊杰
第一发明人:邓俊杰
当前权利人:东莞杰宇机械有限公司
代理人:刘晓敏
代理机构:44218
代理机构编号:深圳市千纳专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：陶瓷论文; 金属陶瓷论文; 螺纹加工论文; 螺纹连接论文; 螺旋传动论文; 真空环境论文; 螺杆泵论文; 键槽论文;