專利名稱：一種輕型高抗疲勞螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輕型高抗疲勞螺母，屬于螺母連接件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在航空航天器零件設(shè)計(jì)中，緊固件技術(shù)領(lǐng)域的人們皆知，高性能緊固件非常昂貴。 重量是最關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)。在航空航天器上，超重都是不符合要求的；目前，普遍采用昂貴輕質(zhì)的材料(如鈦合金材料)來(lái)作為生產(chǎn)要求重量較輕的螺母，這種采用昂貴金屬材料制作螺母的方法增加了材料成本和操作成本。而目前采用普通加工方法制造出來(lái)的緊固件螺母在重量要求輕、抗疲勞性要求高方面卻不能滿足要求。特別是在有交變力或易產(chǎn)生振動(dòng)的使用場(chǎng)合，防止螺母松脫是很關(guān)鍵的問(wèn)題；在需要提供相同的預(yù)緊力的場(chǎng)合，又要防止人為因素的干擾，采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的螺母卻很難達(dá)到這種要求。因此，采用現(xiàn)有技術(shù)所生產(chǎn)的螺母不僅存在著容易造成航空航天器的飛行安全系數(shù)低和使用維護(hù)成本高的問(wèn)題，而且還存在著安裝不容易控制預(yù)緊力的問(wèn)題。因此，現(xiàn)有的螺母還是不夠理想，還是不能夠滿足生產(chǎn)成本、工作可靠性高的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種制作成本較低、重量較輕、工作性能可靠、并能保證螺母在使用時(shí)能不受人為因素干擾而保持相同的預(yù)緊力的輕型高抗疲勞螺母，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種輕型高抗疲勞螺母，包括設(shè)有內(nèi)螺紋的螺母體，在螺母體的前端設(shè)有帶支撐端面的圓柱形的承載臺(tái)，并且?guī)е味嗣娴膱A柱形的承載臺(tái)的長(zhǎng)度為內(nèi)螺紋螺距的1 3倍；在螺母體的后端設(shè)有正六邊形的六角頭，并且六角頭頂端面到六角頭底端面的長(zhǎng)度為內(nèi)螺紋螺距的2 4倍；在螺母體的承載臺(tái)與六角頭底端面之間連接有外表面為弧形圓柱面的楔形外壁。上述圓柱形的承載臺(tái)的外徑小于或等于六角頭的正六邊形的幾何外接圓直徑、且大于六角頭的正六邊形的幾何內(nèi)切圓直徑。上述弧形圓柱面的楔形外壁大端的直徑與承載臺(tái)的外徑相等，弧形圓柱面的楔形外壁小端的直徑小于六角頭正六邊形的幾何內(nèi)切圓直徑而大于內(nèi)螺紋的螺紋底徑。在螺母體前端的內(nèi)螺紋中設(shè)有沉孔，并且沉孔的直徑大于內(nèi)螺紋的螺紋底徑 0. 1 0. 5毫米，沉孔的深度為內(nèi)螺紋螺距的1 2倍。在螺母體的六角頭的頂端面上設(shè)有環(huán)形斷頸槽。上述環(huán)形斷頸槽的小環(huán)形圓直徑與楔形外壁小端直徑相等，環(huán)形斷頸槽的槽底面到六角頭底端面的距離不小于內(nèi)螺紋的1個(gè)螺距。在上述六角頭底端面與外表面為弧形圓柱面的楔形外壁連接處的楔形外壁的表面上設(shè)有1 4個(gè)能使內(nèi)螺紋徑向凸起的徑向沖壓點(diǎn)。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型在不降低普通螺母結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)構(gòu)形狀的優(yōu)化，使螺母在保證使用性能的基礎(chǔ)上達(dá)到重量最輕化；同時(shí)本實(shí)用新型通過(guò)在六角頭底端面與外表面為弧形圓柱面的楔形外壁連接處表面上設(shè)置1 4 個(gè)徑向沖壓點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該徑向沖壓點(diǎn)的沖壓，使徑向沖壓點(diǎn)處相應(yīng)位置處的內(nèi)螺紋向徑向凸起，從而在使用本實(shí)用新型時(shí)能產(chǎn)生自鎖力矩，這在有交變力或易產(chǎn)生振動(dòng)的場(chǎng)合使用時(shí)，能有效防止螺母松脫的問(wèn)題。本實(shí)用新型通過(guò)在六角頭上設(shè)置斷頸槽，使該斷頸槽能控制螺母在成組使用過(guò)程中，保證相同的安裝力矩而達(dá)到相同預(yù)緊力，同時(shí)減少人為因素造成的影響。通過(guò)試驗(yàn)證明，在相同螺母長(zhǎng)度和相同內(nèi)螺紋及相同材料的情況下，采用本實(shí)用新型制作的螺母要比現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的螺母輕1/5 1/3，并且其抗疲勞強(qiáng)度相同。 因此，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不僅具有制作成本低、工作性能可靠、在相同抗疲勞強(qiáng)度下重量輕、在使用時(shí)能不受人為因素的干擾而保持相同預(yù)緊力的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有能在使用時(shí)產(chǎn)生自鎖力矩，從而能有效防止螺母松脫的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型螺母體六角頭的正六邊形的幾何外接圓和幾何內(nèi)切圓的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-螺母體，2-承載臺(tái)，3-楔形外壁，3. 1-楔形外壁的徑向沖壓點(diǎn)，4-六角頭，4. 1-六角頭的正六邊形的幾何外接圓，4. 2-六角頭的正六邊形的幾何內(nèi)切圓，5-沉孔，6-內(nèi)螺紋，7-環(huán)形斷頸槽，7. 1-環(huán)形斷頸槽的小環(huán)形圓；H -環(huán)形斷頸槽的槽底面到六角頭底端面的距離，Ll-承載臺(tái)的長(zhǎng)度，L2-六角頭頂端面到底端面的長(zhǎng)度。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不作為對(duì)本實(shí)用新型的任何限制依據(jù)。本實(shí)用新型的實(shí)施例在制作本實(shí)用新型的一種輕型高抗疲勞螺母時(shí)，其制作材料可選用傳統(tǒng)的螺母材料或合金材料進(jìn)行制作，本實(shí)用新型的輕型高抗疲勞螺母包括設(shè)有內(nèi)螺紋6的螺母體1，本實(shí)用新型的輕型高抗疲勞螺母結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，制作時(shí)，在螺母體1的前端制作出帶支撐端面的圓柱形的承載臺(tái)2，將該帶支撐端面的圓柱形的承載臺(tái)2 的長(zhǎng)度Ll控制在內(nèi)螺紋6螺距的1 3倍的范圍，并將承載臺(tái)2的外徑制作成小于或等于六角頭4的正六邊形的幾何外接圓4. 1直徑、且大于六角頭4的正六邊形的幾何內(nèi)切圓4. 2 直徑(如圖2所示)；在螺母體1的后端制作出正六邊形的六角頭4，將該六角頭4頂端面到六角頭4底端面的長(zhǎng)度L2控制在內(nèi)螺紋6螺距的2 4倍；在螺母體1的承載臺(tái)2與六角頭4底端面之間制作出外表面為弧形圓柱面的楔形外壁3，將弧形圓柱面的楔形外壁3大端的直徑制作成與承載臺(tái)2的外徑相等，將其小端直徑制作成小于六角頭4正六邊形的幾何內(nèi)切圓4. 2直徑而大于內(nèi)螺紋6的螺紋底徑；為了達(dá)到更進(jìn)一步減輕重量并且不降低螺母強(qiáng)度的目的，可在螺母體1前端的內(nèi)螺紋6中制作一個(gè)沉孔5，并將沉孔5的直徑控制在大于內(nèi)螺紋6的螺紋底徑0. 1 0. 5毫米的范圍內(nèi)，同時(shí)將沉孔5的深度控制在內(nèi)螺紋6螺距的1 2倍范圍內(nèi)；為了保證在使用時(shí)，使螺母只能在相同的預(yù)緊力下使用，可在螺母體 1的六角頭4的頂端面上制作出一個(gè)環(huán)形斷頸槽7，將環(huán)形斷頸槽7的小環(huán)形圓7. 1直徑制作成與楔形外壁3小端直徑相等，同時(shí)將環(huán)形斷頸槽7的槽底面到六角頭4底端面的距離 H控制在不小于內(nèi)螺紋6的1個(gè)螺距(H值的大小可根據(jù)具體的螺母材料和所要求的預(yù)緊力大小按現(xiàn)有的計(jì)算方式或現(xiàn)有的試驗(yàn)方式進(jìn)行確定)；為了使螺母在使用時(shí)具有一定的自鎖力矩，可在六角頭4底端面與外表面為弧形圓柱面的楔形外壁3連接處的楔形外壁3的表面上采用壓制的方式壓制出1 4個(gè)徑向沖壓點(diǎn)3. 1，這樣即可使在徑向沖壓點(diǎn)3. 1相應(yīng)位置處的內(nèi)螺紋6的螺紋向徑向方向凸起，從而使本實(shí)用新型的螺母在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的自鎖力矩。 在實(shí)際應(yīng)用中，在通過(guò)六角頭4擰緊本實(shí)用新型的輕型高抗疲勞螺母的過(guò)程中， 當(dāng)這種螺母擰緊到預(yù)定位置，并達(dá)到預(yù)定的安裝力矩后，如果再加力就能把六角頭4沿?cái)囝i槽7處擰斷裂，這樣即可使本實(shí)用新型達(dá)到擰緊力最強(qiáng)、重量最輕、連接強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度最高的最佳工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種輕型高抗疲勞螺母，包括設(shè)有內(nèi)螺紋(6)的螺母體(1)，其特征在于在螺母體 (1)的前端設(shè)有帶支撐端面的圓柱形的承載臺(tái)(2)，并且?guī)е味嗣娴膱A柱形的承載臺(tái)(2) 的長(zhǎng)度(Li)為內(nèi)螺紋(6)螺距的1 3倍；在螺母體(1)的后端設(shè)有正六邊形的六角頭(4)， 并且六角頭(4)頂端面到六角頭(4)底端面的長(zhǎng)度(L2)為內(nèi)螺紋(6)螺距的2 4倍；在螺母體(1)的承載臺(tái)(2)與六角頭(4)底端面之間連接有外表面為弧形圓柱面的楔形外壁(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于圓柱形的承載臺(tái)(2)的外徑小于或等于六角頭(4)的正六邊形的幾何外接圓(4. 1)直徑、且大于六角頭(4)的正六邊形的幾何內(nèi)切圓(4. 2)直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于弧形圓柱面的楔形外壁(3) 大端的直徑與承載臺(tái)(2)的外徑相等，弧形圓柱面的楔形外壁(3)小端的直徑小于六角頭(4)正六邊形的幾何內(nèi)切圓(4.2)直徑而大于內(nèi)螺紋(6)的螺紋底徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于在螺母體(1)前端的內(nèi)螺紋 (6)中設(shè)有沉孔(5)，并且沉孔(5)的直徑大于內(nèi)螺紋(6)的螺紋底徑0. 1 0.5毫米，沉孔(5)的深度為內(nèi)螺紋(6)螺距的1 2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于在螺母體(1)的六角頭(4) 的頂端面上設(shè)有環(huán)形斷頸槽(J)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于環(huán)形斷頸槽(7)的小環(huán)形圓 (7.1)直徑與楔形外壁(3 )小端直徑相等，環(huán)形斷頸槽(7 )的槽底面到六角頭(4 )底端面的距離(H)不小于內(nèi)螺紋(6)的1個(gè)螺距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型高抗疲勞螺母，其特征在于在六角頭(4)底端面與外表面為弧形圓柱面的楔形外壁(3)連接處的楔形外壁(3)的表面上設(shè)有1 4個(gè)能使內(nèi)螺紋(6)徑向凸起的徑向沖壓點(diǎn)(3.1)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種輕型高抗疲勞螺母，本實(shí)用新型在螺母體(1)的前端設(shè)有帶支撐端面的圓柱形的承載臺(tái)(2)，并且?guī)е味嗣娴膱A柱形的承載臺(tái)(2)的長(zhǎng)度(L1)為內(nèi)螺紋(6)螺距的1～3倍；在螺母體(1)的后端設(shè)有正六邊形的六角頭(4)，并且六角頭(4)頂端面到六角頭(4)底端面的長(zhǎng)度(L2)為內(nèi)螺紋(6)螺距的2～4倍；在螺母體(1)的承載臺(tái)(2)與六角頭(4)底端面之間連接有外表面為弧形圓柱面的楔形外壁(3)。本實(shí)用新型不僅具有制作成本低、工作性能可靠、在相同抗疲勞強(qiáng)度下重量輕、在使用時(shí)能不受人為因素的干擾而保持相同預(yù)緊力的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有能在使用時(shí)產(chǎn)生自鎖力矩，從而能有效防止螺母松脫的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16B31/04GK202194925SQ20112024342
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者王炎青, 王鵬, 蔡聰語(yǔ), 雷世斌 申請(qǐng)人:航天精工有限公司