[發(fā)明專利]短收尾輕型螺栓收尾段滾壓強(qiáng)化方法及強(qiáng)化滾輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210475725.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102935577A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉風(fēng)雷;趙慶云;任翀;徐鑫良;劉華東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號(hào): B23P9/02
• 分類號(hào): B23P9/02;B21H3/04
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 梁瑞林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面強(qiáng)化技術(shù)，涉及一種用于飛行器的短收尾輕型螺栓收尾段的強(qiáng)化方法及強(qiáng)化滾輪。

背景技術(shù)

緊固件在飛機(jī)等飛行器上得到廣泛應(yīng)用，隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，僅靠采用鈦合金等輕型材料來(lái)達(dá)到減重的目的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。國(guó)外于上世紀(jì)七十年代末開(kāi)始通過(guò)改變緊固件結(jié)構(gòu)，縮短長(zhǎng)度來(lái)減輕重量，出現(xiàn)了短收尾輕型螺栓。由于此種螺栓具有減重、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)，目前在世界上的各種先進(jìn)軍民用飛機(jī)上大量采用，一架波音747飛機(jī)上使用的英制鈦合金短收尾輕型螺栓約為7萬(wàn)件。美國(guó)專利U.S.Patents?4326825,4485510和4957401中，公開(kāi)了一種短收尾輕型螺栓的大致結(jié)構(gòu)，但未給出收尾段的結(jié)構(gòu)參數(shù)，也未給出強(qiáng)化的工藝方法和強(qiáng)化滾輪的結(jié)構(gòu)。目前，普通螺栓的外形結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1，長(zhǎng)收尾螺栓螺紋收尾部分的局部剖視圖參見(jiàn)圖2，其收尾部分的長(zhǎng)度為2P，P為螺紋的螺距。短收尾輕型螺栓螺紋收尾部分的局部剖視圖參見(jiàn)圖3，其收尾部分的長(zhǎng)度為1.5P。該收尾部分是一個(gè)環(huán)形槽，該環(huán)形槽右側(cè)壁為螺紋段根部的齒面，該環(huán)形槽左側(cè)槽壁由環(huán)形槽底部圓弧半徑r1經(jīng)旋轉(zhuǎn)形成的曲面和一個(gè)錐面組成。短收尾輕型螺栓的收尾短了，與之相配的高鎖螺母的高度也可降低了。因此，安裝后的重量大大降低，與普通長(zhǎng)收尾螺栓相比，可平均減重13%。對(duì)于短收尾輕型螺栓，需要對(duì)收尾部分進(jìn)行強(qiáng)化，未檢索到國(guó)內(nèi)外有關(guān)的公開(kāi)文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提出一種用于飛行器的短收尾輕型螺栓螺紋收尾段的強(qiáng)化方法及強(qiáng)化滾輪。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：短收尾輕型螺栓收尾段滾壓強(qiáng)化方法，其特征在于，采用滾絲機(jī)和強(qiáng)化滾輪對(duì)短收尾輕型螺栓收尾段進(jìn)行滾壓強(qiáng)化，滾壓強(qiáng)化的步驟如下：

1、加工短收尾輕型螺栓滾壓毛坯：短收尾輕型螺栓滾壓毛坯1由光桿段1a、待滾壓螺紋段1b和連接光桿段1a與待滾壓螺紋段1b的收尾段組成；收尾段由左錐面1c、內(nèi)圓弧面1d和右錐面1e組成，左錐面1c的大直徑端和光桿段1a連接，右錐面1e的大直徑端和待滾壓螺紋段1b連接，內(nèi)圓弧面1d連接左錐面1c的小直徑端和右錐面1e的小直徑端，左錐面1c與垂直面的夾角α=20°～30°，右錐面1e與垂直面的夾角β=40°～60°，內(nèi)圓弧面1d的圓弧半徑r2=0.2mm～0.5mm;

2、安裝強(qiáng)化滾輪：將兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的強(qiáng)化滾輪2對(duì)稱安裝在滾絲機(jī)的主軸上，位于短收尾輕型螺栓滾壓毛坯的兩側(cè)；

3、短收尾輕型螺栓滾壓毛坯定位：將短收尾輕型螺栓毛坯1置于滾絲機(jī)工作臺(tái)的支板3上，調(diào)整短收尾輕型螺栓毛坯1相對(duì)于強(qiáng)化滾輪2的位置，將強(qiáng)化滾輪2的凸齒2a與短收尾輕型螺栓毛坯1收尾段的位置對(duì)正；

4、強(qiáng)化滾壓：?jiǎn)?dòng)滾絲機(jī)開(kāi)關(guān)，強(qiáng)化滾輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩個(gè)強(qiáng)化滾輪2沿徑向自動(dòng)同步進(jìn)給，進(jìn)行滾壓強(qiáng)化，滾壓參數(shù)如下：

滾壓強(qiáng)化后卸下短收尾輕型螺栓滾壓毛坯。

用于強(qiáng)化短收尾輕型螺栓收尾段的強(qiáng)化滾輪2，它由滾輪主體和位于滾輪主體圓柱面上的凸齒2a組成；凸齒2a左邊的圓柱面2b的直徑小于凸齒2a右邊的圓柱面2c的直徑，兩者的直徑差δ等于短收尾輕型螺栓滾壓毛坯光桿段1a和待滾壓螺紋段1b的直徑差；凸齒2a由凸齒左錐面2a1、外圓弧面2a2和凸齒右錐面2a?3組成，凸齒左錐面2a1與垂直面的夾角γ小于短收尾輕型螺栓滾壓毛坯收尾段左錐面1c與垂直面的夾角α，α-γ=Δγ，Δγ=1°～5°；凸齒右錐面2a?3與垂直面的夾角θ小于短收尾輕型螺栓滾壓毛坯收尾段右錐面1e與垂直面的夾角β，β-θ=Δθ，Δθ=1°～5°；外圓弧面2a2的圓弧半徑R不大于短收尾輕型螺栓滾壓毛坯收尾段內(nèi)圓弧面1d的圓弧半徑r2。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：提出了一種用于飛行器的短收尾輕型螺栓螺紋收尾段的強(qiáng)化方法及強(qiáng)化滾輪，解決了用于飛行器的短收尾輕型螺栓的制造難題。

附圖說(shuō)明

圖1是普通螺栓的外形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是一種長(zhǎng)收尾螺栓螺紋收尾部分的局部剖視圖。

圖3是一種短收尾輕型螺栓螺紋收尾部分的局部剖視圖。

圖4是一種短收尾輕型螺栓滾壓毛坯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是用于本發(fā)明方法的強(qiáng)化滾輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是強(qiáng)化滾輪上凸齒的局部放大圖。

圖7是本發(fā)明的滾壓強(qiáng)化示意圖。

圖8是圖7的俯視圖。

具體實(shí)施方式