[發明專利]一種額定預緊力輕型螺栓連接件及其加工方法

無效

• 申請號: 201410466986.1
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104265747A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 趙惠光;先世兵;魏君淑;鄒剛
• 申請（專利權）人: 貴州航天精工制造有限公司
• 主分類號: F16B35/00
• 分類號: F16B35/00
• 代理公司: 遵義市遵科專利事務所 52102
• 代理人: 劉學詩

技術領域

本發明涉及額定預緊力輕型螺栓連接件，該輕型螺栓連接件

還可控預緊力和減輕重量的效果。

背景技術

在飛行器、潛水器零件設計中，多功能性，體積小、重量輕、強度高、可控預緊力性能可靠的高端緊固件技術要求高、結構復雜、工藝難度大、價格昂貴。隨著現代科技的發展，特別是冶金技術的飛速發展。原材料的性能在大大提高，尤其是原材料合金元素含量的精細化、多元化，有害物質的有效控制，原材料強度、塑性增以及特殊性能等得到有效控制，可以獲得理想的特殊性能的材料。某些特殊材料的晶粒成細長線性，晶粒不間斷，其抗疲勞性大大提高。目前機械產品的設計都趨于智能化設計，功能化設計及質量最小化設計。在飛行器上的重量最小化一直是最大困擾。重量是最關鍵的一個參數，采用密度小的輕型材料，減小產品的有效體積幾乎是現在解決這一困擾的唯一途徑。“在航空航天器、潛水器上，產品超重都是絕對不允許的。采用本發明的結構形式使額定預緊力輕型螺栓的設計重量最小化，即可將重量減少為原來的15%左右，則對航空航天器、潛水器的載重能力將是重大的貢獻。為此本發明提供一種多功能性結構形式能解決上述難題的一種額定預緊力輕型螺栓連接件，其預緊力可靠性、可控性能大大增加的同時，重量將減少為原來的15%左右，前景極佳具有推廣價值。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種額定預緊力輕型螺栓連接件。利用現代高科技材料、先進的加工工藝，全新的設計理念，解決困擾飛行器設計的最大難題之一是減輕重量。同時提高產品強度，增加預緊力可靠性、可控性能。解決機械緊可控預緊力輕型連接領域的可靠機械連接問題，克服現有技術存在的上述不足。本發明既能使額定預緊力輕型螺栓的結構設計重量最小化，又能獲得理想的預緊力可靠性、可控性能，使用維護十分方便。

本發明的技術方案

提供一種額定預緊力輕型螺栓連接件及其制造方法，其制造方法在于：應用棒材直接模壓或鍛壓成型外形坯件，經機械精加工成型。

所述的理論依據為:?采用先進的高科技材料，材料的強度和塑性極好，其晶粒在模壓或鍛壓成型后不斷裂形呈流線狀，即晶粒流線均勻完整高度取向，材料經過模壓或鍛壓成型產生冷作硬化后大大增強其抗拉強度和疲勞強度，也可以應用形態記憶合金，在高溫下模壓成型急速冷卻，獲得本額定預緊力輕型螺栓連接件坯件或獲得任意形狀坯件。

所用的材料有高強度鍛件，高溫合金，鈦合金，形態記憶合金，高強度鋼，超高強度鋼及某些特殊鋼種等強度大于1100MPa和塑性極好的材料均可。

可控預緊力：通過改變擰斷槽深度尺寸的尺寸數據，可控制預緊力值，可十分便捷的獲得理想的預緊力。斷槽深度尺寸的尺寸數據，可通過設計要求的預緊力、所選的產品材質的抗扭強度等參數進行換算獲得精確數據。

可控重量：根據裝配預緊力、所用材質決定的抗拉強度確定減輕孔底面、減輕孔側錐面，減輕孔錐角的尺寸，可以控制產品的重量，以達到重量最輕的效果。

提供的額定預緊力輕型螺栓連接件的結構組成包括:六角扳擰面，外螺紋，擰斷槽，減輕孔，承載面。

前述六角扳擰面的尺寸滿足扳擰特性要求即可，即產品裝配時達到預定的預緊力值六角面不破壞，頭部倒角光滑美觀即可。

前述外螺紋包括：公制螺紋、英制螺紋、美制螺紋、惠氏螺紋MJ螺紋等任意與安裝基體螺紋匹配連接。

前述擰斷槽包括：擰斷槽側面，擰斷槽底部圓弧，擰斷槽深度尺寸，擰斷槽角度，擰斷槽位置尺寸。擰斷槽側面形狀不做強制性規定，裝配后額定預緊力輕型螺栓端面應保留一定的倒角，一般取15°±5°，擰斷槽底部圓弧圓弧半徑R小于或等于0.3mm，保證此處應力相對集中，以保證裝配后端口光潔平整。擰斷槽深度尺寸根據裝配預緊力確定。擰斷槽位置尺寸按裝配預緊力及組件裝配空間尺寸確定。

前述減輕孔包括減輕孔底面、減輕孔側錐面，減輕孔錐角。減輕孔底面、減輕孔側錐面，減輕孔錐角尺寸不做強制性規規定，根據裝配預緊力、所用材質決定的抗拉強度確定減輕孔底面、減輕孔側錐面，減輕孔錐角的尺寸，以達到重量最輕的效果。

前述承載面平面度小于0.05mm，與外螺紋的垂直度不大于0.1mm，承載面與裝配基面相接觸面不小于80%，以免產生楔負載進而影響產品強度、產品重量（需改變減輕孔尺寸確保產品強度）。

與現有技術相比，本發明的制造方法在于：應用棒材直接模壓或鍛壓成型，提高材料利用率，符合現代少切削或無切削的發展趨勢。這是本發明的關鍵之一。