具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与如图1中取向的公开内容相关。然而，应当理解，除了明确规定相反的情况之外，本公开可以采取各种替代取向和步骤序列。还应当理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求另外明确地说明，否则涉及本文所公开的实施例的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。

参考图1，部件1可以包括注塑成型的聚合物(例如，聚丙烯、ABS或其他合适的热塑性或热固性聚合物)，所述注塑成型的聚合物具有主体2以及螺钉凸台5和5A。螺钉凸台5和/或5A可以任选地包括加强肋6。参考图2，螺钉凸台5包括螺钉凸台插入件10(也参见图5)，所述螺钉凸台插入件被成型到部件1的螺钉凸台柱12中。螺钉15与螺钉凸台插入件10螺纹地接合以将第二部件14保持到部件1的螺钉凸台5。如图3所示，螺钉凸台5A类似于螺钉凸台5，不同的是螺钉凸台5A被配置为经由螺钉15分别支撑第一部件14和第二部件14A，所述螺钉螺纹地支撑螺钉凸台5A的螺钉凸台插入件10。

进一步参考图4，螺钉凸台插入件10也可以用于不包括肋6的螺钉凸台5B中。螺钉凸台插入件10包括上(第一)端部分22和下(第二)端部分24(图5)。当在螺钉凸台5B中利用螺钉凸台插入件10时，围绕螺钉凸台插入件10的端部24的成型的聚合物材料18具有外表面19，所述外表面可以与螺钉凸台插入件10的外表面21基本上齐平。外表面19任选地为圆柱形。

进一步参考图5和图6，螺钉凸台插入件10包括具有上部22和下部24的成型的聚合物材料。下部24相对于上部22具有减小的横向尺寸(例如，直径)。上部22包括肋26和形成在肋26之间的凹槽28。肋26和凹槽28可以为环形并且围绕螺钉凸台插入件10的上部22的周边30延伸。肋26包括外表面27。外表面27可以为圆柱形。上部22的肩部32具有圆柱形外表面33，所述圆柱形外表面可以具有与肋26的圆柱形外表面27相同的横向尺寸(例如，直径)。螺钉凸台插入件10的上部22可以关于螺钉凸台插入件10的中心线“C”大致对称。

螺钉凸台插入件10可以利用包括分别具有模腔43A和43B的半模42A和42B(图6)的模具40通过注塑成型而形成。腔体43A和43B具有与螺钉凸台插入件10的外表面相对应的形状。当半模42A和42B闭合时，将销38定位在由腔体部分43A和43B形成的腔体中，然后将聚合物材料注塑到模腔中，使得销38在螺钉凸台插入件10的端表面36中形成开口35。合适的热塑性聚合物材料的示例是聚丙烯和ABS。然而，本公开不限于这些材料，并且插入件10可以包括广泛范围的材料，诸如热固性聚合物或金属。

螺钉凸台插入件10的下部24包括圆柱形外表面部分44，所述圆柱形外表面部分的横向尺寸(例如，直径)相对于上部22的圆柱形表面33的横向尺寸(直径)减小。横向表面45在肩部32的圆柱形表面33与圆柱形表面34之间延伸。横向表面45可以是基本上平坦的并且基本上正交于螺钉凸台插入件10的轴线C。下部24可以包括非圆形特征以在螺钉与开口35接合时防止螺钉凸台插入件10旋转。例如，多个狭槽46具有平坦的基面47。当部件1的聚合物材料18围绕螺钉凸台插入件10成型时，平坦基面47关于中心线C不对称，由此防止螺钉凸台插入件10旋转。螺钉凸台插入件10的端表面48(图6)可以是弯曲的(例如，半球形的)。如图4所示，开口35是盲孔，具有圆柱形(或略微圆锥形)内表面39和平坦内端面37。表面39可以为圆柱形或锥形，使得表面39邻近开口35具有较大直径并且邻近内端表面37具有较小直径。例如，与端表面36相邻的表面39A可以为锥形(圆锥形)。

进一步参考图7至图9，在部件1的制造期间，螺钉凸台插入件10定位在模具部件50A的销54上。模具部件50A和50B在闭合时限定模腔52，如图7示意地所示。模具零件50A包括一个或多个凸台腔体56以及突出到每个凸台腔体56中的销54。模具部件50B可以任选地包括一个或多个凸台腔体56和销54。

在部件1的制造期间，可以利用具有机器人臂65的机器人60来在将模具部件50A和50B一起形成具有与部件1相对应的形状的模腔52之前将一个或多个螺钉凸台插入件10定位在模具部件50A的凸台腔56中的销54上。销54可以具有略大(例如，约0.0005英寸至约0.001英寸或更大)的横向尺寸(例如，直径)以提供摩擦和/或干涉配合以确保插入件10不会从销54中移出(例如，如果销54向下突出)。销54的外表面54A可以任选地包括凸起的环形脊部54B或使插入件10的孔35的表面39接合和/或变形以将插入件10保持在销54上的其他表面特征。在将螺钉凸台插入件10定位在销54上之后，将模具部件50A和50B放在一起，并且由注塑成型机66通过模具零件50A和/或50B中的一个或多个通路68将熔融的热塑性聚合物材料64注塑到模腔52中。在形成部件1的聚合物材料凝固之后，模具部件50A和50B分开移动到打开位置(图9)。应当理解，通路68的数量、尺寸和位置可以根据需要而变化以适当地填充模腔52。

参考图7和图8，模具零件50A的凸台腔体56可以包括圆柱形表面70，所述圆柱形表面围绕螺钉凸台插入件10的下部24延伸以形成环形间隙72，所述环形间隙在注塑成型工艺期间填充有熔融(或未凝固的)聚合物材料64。在成型工艺期间，模具零件50A中的一个或多个通路74也接收熔融聚合物材料64。具体地，在注塑成型工艺期间，熔融聚合物材料64流入间隙72、流入通路74并流入螺钉凸台插入件10的凹槽28中，由此形成聚合物材料的环76。通路74中的熔融聚合物材料凝固以形成肋6(图2和图3)。圆柱形模具表面70可以紧密地配合在螺钉凸台插入件10的表面27和33上，使得这些表面暴露在最终螺钉凸台5、5A中(图2和图3)。侧壁70在螺钉凸台5、5A中形成圆柱形聚合物表面78。

在注塑成型工艺期间，熔融(或未凝固)的聚合物材料也流入螺钉凸台插入件10的端部24的狭槽46中。由于平坦表面47，狭槽46关于螺钉凸台插入件10的中心线C不对称，并且当螺钉15拧入螺钉凸台插入件10的开口35中时，狭槽46防止螺钉凸台插入件10在部件1中旋转。如果螺钉凸台5或5A包括肋6(例如，图2和图3)，则通路74可以基本上延伸达螺钉凸台插入件10的整个长度，如图2和图3中所示，以形成肋6。然而，在形成没有肋的螺钉凸台5B(图4)期间，可以利用仅包括环形空间72(没有通路74)的模具50A，由此使熔融聚合物材料64形成周围的聚合物材料18(图4)。如上面所讨论的，聚合物材料18具有外表面19，所述外表面的直径与螺钉凸台插入件10的外表面21的直径基本上相同。在图4的螺钉凸台5B中，当螺纹紧固件插入螺钉凸台插入件10的开口35中时，熔融聚合物材料流入狭槽46中，由此固定螺钉凸台插入件10并防止螺钉凸台插入件10旋转。

螺钉凸台插入件10可以由与部件1的聚合物材料基本上相同的热塑性聚合物材料制成。可以设定或调整模具50的温度和压力以使部件1的熔融聚合物材料与螺钉凸台插入件10的热塑性材料结合并熔合/互混。这可以部分地熔化螺钉凸台插入件10的聚合物材料，以在螺钉凸台插入件10与部件1的聚合物材料之间提供牢固的一体结合。替代地，螺钉凸台插入件10可以由不同的材料(例如，具有较高熔化温度的热塑性聚合物、热固性聚合物等)制成，使得螺钉凸台插入件10的材料不会熔化并且不会与部件1的聚合物材料互混。然而，螺钉凸台插入件10的狭槽46和肋26在注塑成型工艺期间将螺钉凸台插入件10机械地固定在部件1的材料中，由此确保当螺钉15拧入螺钉凸台插入件10中时，螺钉凸台插入件10不会旋转或拉出。此外，本公开不限于在模具50中注塑成型热塑性聚合物。例如，热固性聚合物或其他合适的材料也可以用于制造其中成型有插入件10的部件。

应当理解，可以在不脱离本公开的概念的情况下，对前述结构作出改变和修改，并且此外，应当理解，除非随附权利要求通过其语言另外明确陈述，否则这类概念意图被这些权利要求涵盖。

根据本发明，一种形成注塑成型的聚合物部件中的螺钉凸台的方法包括：提供聚合物螺钉凸台插入件，所述聚合物螺钉凸台插入件限定轴线并且具有第一相对端和第二相对端、在所述第一相对端与所述第二相对端之间延伸的外表面以及在所述第一端处具有开口的销腔；提供具有第一模具零件和第二模具零件的模具，当所述第一模具零件和所述第二模具零件相对于彼此处于闭合位置时，所述模具零件形成腔体，所述第一模具零件和所述第二模具零件中的至少一者具有凸台腔体部分和突出到所述凸台腔体部分中的销，其中所述凸台腔体部分限定内引导表面和所述引导表面之间的至少一个通道；将所述螺钉凸台插入件至少部分地定位在所述凸台腔体部分内，其中所述销被接收在所述螺钉凸台插入件的所述销腔中，所述螺钉凸台插入件的所述外表面的至少第一部分与所述内部引导表面接触，并且所述外表面的至少第二部分在所述通道处与所述凸台腔体部分的所述表面间隔开以形成沿着所述至少一个通道延伸的侧通路；在所述螺钉凸台插入件定位在所述销上时使熔融聚合物材料沿着所述螺钉凸台插入件的所述外表面流入所述腔体中并流入所述侧通路中；允许所述熔融聚合物材料凝固，由此所述侧通路中的所述聚合物结合到所述螺钉凸台插入件并且保持所述螺钉凸台插入件以使聚合物材料在主腔体中凝固。

在本发明的一个方面中，所述螺钉凸台插入件包括圆柱形外表面部分；所述内引导表面为圆柱形；并且包括：使所述螺钉凸台插入件的所述圆柱形外表面与所述圆柱形内引导表面接触。

在本发明的一个方面中，所述螺钉凸台插入件的所述外表面包括：第一外表面部分，所述第一外表面部分与所述第一端相邻；第二外表面部分，所述第二外表面部分与所述第二端相邻；以及过渡表面，所述过渡表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间，并且其中所述螺钉凸台插入件具有至少一个非圆形表面特征；使熔融聚合物材料流动成与所述非圆形表面特征接合，由此当所述聚合物材料凝固时，所述聚合物材料防止所述螺钉凸台插入件旋转。

在本发明的一个方面中，所述第一外表面包括环形凹槽和在所述环形凹槽的相对侧上的圆柱形肋表面；并且包括：所述凸台腔体部分包括圆柱形表面，所述圆柱形表面与所述圆柱形肋表面接触并且与所述环形凹槽的所述表面间隔开以形成连接到所述侧通路的环形通路；使熔融聚合物材料通过所述侧通路流入所述环形通路。

在本发明的一个方面中，所述环形凹槽包括至少两个环形凹槽，其中第一圆柱形肋表面在所述至少两个环形凹槽之间，并且第二圆柱形肋表面和第三圆柱形肋表面在所述至少两个环形凹槽附近与所述第一圆柱形肋表面相对，其中所述至少两个环形凹槽连接到所述侧通路；并且包括：使熔融聚合物材料通过所述侧通路流入所述至少两个环形凹槽。

在本发明的个一方面中，所述螺钉凸台插入件的所述第二端具有圆柱形外表面部分，所述圆柱形外表面部分的直径小于所述圆柱形肋表面的直径，并且所述圆柱形外表面部分与所述凸台腔体部分的表面间隔开以在所述螺钉凸台插入件在辅助腔体中定位在所述销上时形成环形间隙；使熔融聚合物材料围绕所述螺钉凸台插入件的所述第二端流入所述环形间隙中。

在本发明的一个方面中，所述第二端具有第二端表面，并且所述销腔不延伸到所述第二端表面；并且包括：使熔融聚合物材料覆盖所述第二端表面。

在本发明的一个方面中，所述侧通路延伸跨过所述圆柱形肋表面以形成间隙；并且包括：使熔融聚合物材料在所述圆柱形肋表面上方流入所述侧通路中以在所述聚合物材料凝固时形成加强肋。

在本发明的一个方面中，所述第二外表面部分具有外表面，所述外表面与前外表面部分向内间隔开；所述过渡表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间横向延伸；所述凸台腔体部分包括环形模具表面，所述环形模具表面围绕所述第一外表面部分延伸并且在所述过渡表面附近与所述第一外表面部分接合，以防止熔融聚合物材料在所述环形模具表面与所述螺钉凸台插入件的所述第一外表面部分之间流动，所述辅助腔体还包括模具表面部分，所述模具表面部分与所述第二外表面部分间隔开以在其间形成间隙；并且所述方法还包括：使熔融聚合物材料围绕所述第二外表面部分流入所述间隙中。

在本发明的一个方面中，所述非圆形表面特征包括形成在所述第二外表面部分中的至少一个通道，其中所述至少一个通道具有非圆形的基面。

在本发明的一个方面中，所述非圆形表面特征包括在所述第二外表面部分的相对侧上的至少一对基本上平坦表面。

在本发明的一个方面中，所述销腔具有基本上圆柱形内表面；并且在所述熔融聚合物材料凝固之后，使自攻丝螺纹螺钉与所述内表面接合以在所述内表面中形成螺纹并且使所述注塑成型的聚合物零件与第二零件互连。

在本发明的一个方面中，所述销在插入到所述螺钉凸台插入件的所述销腔中时形成干涉配合；并且包括：利用机器人来将所述螺钉凸台插入件在所述凸台腔体部分中定位在所述销上。

根据本发明，提供了一种螺钉凸台插入件，所述螺钉凸台插入件具有：聚合物主体，所述聚合物主体具有：第一相对端和第二相对端以及与所述第一端相邻的第一外表面部分和与所述第二端相邻的第二外表面部分；以及过渡表面，所述过渡表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间；其中所述第一外表面部分的横向尺寸大于所述第二外表面部分的横向尺寸，所述过渡表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间延伸并且面向所述第二相对端；其中所述第一相对端和所述第二相对端分别具有第一端表面和第二端表面，并且其中所述第二外表面部分包括非圆形表面特征；所述主体还包括盲销腔，所述盲销腔在所述第一表面中具有开口，所述盲销腔具有大致圆柱形内表面，所述大致圆柱形内表面被配置为接收自攻丝螺纹螺钉以在所述内表面中形成螺纹。

根据一个实施例：所述螺钉凸台插入件包括单件式连续成型的聚合物零件，并且其中所述内表面包括成型的聚合物。

根据一个实施例：所述第一外表面部分包括至少一个向外开口环形凹槽以及在所述环形凹槽的相对侧上的第一圆柱形肋表面和第二圆柱形肋表面。

根据一个实施例：所述非圆形表面特征包括具有基本上平坦基面的至少一个通道。

根据一个实施例：所述第一外表面部分和所述第二外表面部分包括第一圆柱形外表面和第二圆柱形外表面，并且所述过渡表面包括环形台阶，所述环形台阶与所述第一圆柱形外表面和所述第二圆柱形外表面正交。

根据本发明，一种在注塑成型的聚合物部件中形成螺钉凸台的方法包括：通过将热塑性聚合物材料注塑成型到第一模腔中来形成聚合物插入件；其中所述聚合物插入件包括外表面上的多个凹槽以及螺钉接收开口；通过将所述销插入所述螺钉接收开口中，将所述聚合物插入件定位在第二模腔中的销上；使熔融的热塑性聚合物材料围绕所述聚合物插入件流动并流入所述聚合物插入件的所述外表面上的所述多个凹槽中；以及允许所述热塑性聚合物材料围绕所述聚合物插入件凝固。

在本发明的一个方面中：所述聚合物插入件包括平坦外表面；并且包括：使熔融聚合物材料与所述平坦外表面接触。