CN103291725A - 一种软质复合材料的连接方法 - Google Patents

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Abstract

一种软质复合材料的连接方法涉及机械加工领域，包括如下步骤：a.加工预制孔；b.加工螺母；c.将螺母旋入软质材料基体内，直至螺母的抗拉头部压紧在预制孔上；d.从软质材料基体上预制孔的另一侧，旋入带有外螺纹的螺栓。本发明构思新颖独特，通过在螺母杆体外周加工斜滚花，利用复合材料的预制孔，将螺母杆体旋入软质复合材料的基体内，并利用杆体内侧的螺纹与螺栓连接，实现了软质基体间的连接，连接效果好；利用本发明中的方法连接软质复合材料成本低，安装拆卸方便，安全可靠性高，维护方便。故本发明具有较高的市场推广和应用价值。

Description

一种软质复合材料的连接方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种软质复合材料的连接方法。 
 
背景技术
在一些领域，如飞机、火箭等零件设计中，需要使用一些高端紧固件，而轻量化、功能性、便捷性的高端紧固件不仅技术要求高、价格也十分昂贵，所以基本不用这一类的高端紧固件。除此之外，最常用的紧固方法就是常规的螺栓螺母紧固连接，采用螺栓螺母的连接方式虽然结构简单，但对于一些软质复合材料的基体来说，螺栓螺母的连接方式就不满足安装要求了。如海绵，棉布等软质复合材料基体间连接，普通螺栓螺母连接则无法达到要求，不仅安装和拆卸麻烦，连接后软质复合材料的基体易变形，基体相对于螺栓螺母可相对运动，紧固的效果不好，且无嵌入功能，不美观。
发明内容
为解决上述软体复合材料连接时，普通螺栓螺母连接安装、拆卸麻烦、连接后软质复合材料的基体易变形，基体相对于螺栓螺母可相对运动的技术问题，本发明提供一种专用于软质复合材料基体连接的连接方法。
一种软质复合材料的连接方法，包括如下步骤：
a. 加工预制孔：在软质复合材料的基体上加工预制孔；
b. 加工螺母：螺母包括嵌入杆部和抗拉头部，所述的嵌入杆部和抗拉头部固定为一体；在嵌入杆部的外圆加工出与主轴成一定角度的斜滚花；嵌入杆部内部沿轴向加工有内螺纹；所述的抗拉头部为帽状体，连线过中心点的任意两个帽体周边上点间的距离大于预制孔；
 c. 将螺母旋入软质材料基体内，直至螺母的抗拉头压紧在预制孔上；
 d. 从软质材料基体上预制孔的另一侧，旋入带有外螺纹的螺栓。
本发明构思新颖独特，通过在螺母杆体外周加工斜滚花，利用复合材料的预制孔，将螺母杆体旋入软质复合材料的基体内，并利用杆体内侧的螺纹与螺栓连接，实现了软质基体间的连接，连接效果好；利用本发明中的方法连接软质复合材料成本低，安装拆卸方便，安全可靠性高，维护方便。综上所述，本发明具有较高的市场推广和应用价值。
 
附图说明：
本发明的附图说明如下：
图1 螺母、螺栓配合紧固软质复合材料示意图；
图2 螺母主视图；
图3 螺母左视图；
图4 螺母俯视图；
图中 1.嵌入杆部  2.抗拉头部  3.斜滚花  4.减轻平台  5.嵌让平台  6.预留安全口  7.内螺纹。
 
具体实施方式：
下面结合附图对发明作进一步的说明如下：
一种软质复合材料的连接方法，包括如下步骤：
a. 加工预制孔：在软质复合材料的基体上加工预制孔；
b. 加工螺母：螺母包括嵌入杆部1和抗拉头部2，所述的嵌入杆部1和抗拉头部2固定为一体；在嵌入杆部1的外圆加工出与主轴成一定角度的斜滚花3；嵌入杆部1内部沿轴向加工有内螺纹7；所述的抗拉头部2为帽状体，连线过中心点的任意两个帽体周边上点间的距离大于预制孔；
c. 将螺母旋入软质材料基体内，直至螺母的抗拉头部2压紧在预制孔上；
d. 从软质材料基体上预制孔的另一侧，旋入带有外螺纹的螺栓。
利用本方法固定连接不同软质复合材料基体后，软质复合材料的基体挤入斜滚花的花纹之间空隙，使软质复合材料不会相对于螺母嵌入杆部运动，且复合材料基体之间不会相对运动，具有较好的固定连接效果。
作为本发明的改进，在步骤b中所述的斜滚花的花纹为直线型，滚花的方向与螺纹的旋向相同或相反。将滚花的花纹选择为直线型更有利于更换螺母和螺母的快速拧入拧出。拧出螺母时，只需夹紧螺母，向与螺纹的旋向方向相反的方向旋转，即可拧出螺母进行更换。
当螺母的嵌入杆部1旋入软质复合材料基体后，沿嵌入杆部1的周向会产生应力，导致基体膨胀变形，向外凸出，为解决这个技术问题，本发明在步骤b中加工螺母时，在螺母的抗拉头部2加工出多层嵌让台阶5，嵌让台阶5的直径依次减小，直径最大的台阶与抗拉头部2的帽状体相邻，直径最小的台阶与嵌入杆部1固接为一体。所述的嵌让台阶使软质复合材料基体沿轴向的应力得以分散，使基体在旋紧螺母和螺栓过程中的变形减小。此外，螺母的嵌入杆部与软质复合材料直接接触，可避免在软体复合材料的基体上开槽，节约加工工序，同时避免了伤害基体，也减轻了螺母的重量。
在步骤b中抗拉头部的帽状体上加工出预留安全孔6。使用本方法对软质复合材料进行连接后，螺母的拆卸安装方便，当需要更换自锁螺母时，只需通过预留安全孔，沿着滚花的反向即可快速拧出，再拧入新的螺母即可。同时，预留安全孔还可为软质复合材料的基体提供让出空间，当抗拉头部下部的基体材料膨胀溢出产生形变，基体材料可充入预留安全孔6中；此外，在预留安全孔处插入保险销还可以防止螺母转动。
螺母抗拉头部的帽状体因其为圆形，使用后沿帽头周边的应力基本相同，当连接的复合材料基体整体发生振动等情况时，螺母会转动，为解决此技术问题，还可以在步骤b中对称铣掉螺母的抗拉头部2，形成两个减轻平台4。减轻平台4既可以防止螺母转动，同时减轻了重量，更符合航空或航天用零件的重量最小化的设计原则。
为使螺母与螺栓间的连接效果更好，螺母的嵌入杆部中间位置稍施力挤压使之产生形变，则其内螺纹7相应产生形变，使螺栓放入螺母的内螺纹后具有自锁功能。
本发明的保护范围不仅限于具体实施方式部分所公开的技术方案，凡利用螺母嵌入杆部的外周斜滚花、杆内螺纹与螺栓相配合，实现对软质复合材料连接的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种软质复合材料的连接方法，包括如下步骤：
a. 加工预制孔：在软质复合材料的基体上加工预制孔；
b. 加工螺母：螺母包括嵌入杆部（1）和抗拉头部（2），所述的嵌入杆部（1）和抗拉头部（2）固定为一体；在嵌入杆部（1）的外圆加工出与主轴成一定角度的斜滚花（3）；嵌入杆部（1）内部沿轴向加工有内螺纹（7）；所述的抗拉头部（2）为帽状体，连线过中心点的任意两个帽体周边上点间的距离大于预制孔；
c. 将螺母旋入软质材料基体内，直至螺母的抗拉头部（2）压紧在预制孔上；
d. 从软质材料基体上预制孔的另一侧，旋入带有外螺纹的螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种软质复合材料的连接方法，其特征在于：在步骤b中所述的斜滚花（3）的花纹为直线型，滚花的方向与螺纹的旋向相同或相反。
3.根据权利要求1、2任一权利要求所述的一种软质复合材料的连接方法，其特征在于：在螺母的抗拉头部（2）加工出多层嵌让台阶（5），嵌让台阶（5）的直径依次减小，直径最大的台阶与抗拉头部（2）的帽状体相邻，直径最小的台阶与嵌入杆部（1）固接为一体。
4.根据权利要求1、2、3任一权利要求所述的一种软质复合材料的连接方法，其特征在于：在步骤b中抗拉头部的帽状体上加工出预留安全孔（6）。
5.根据权利要求1、2、3任一权利要求所述的一种软质复合材料的连接方法，其特征在于：在步骤b中对称铣掉螺母的抗拉头部（2），形成两个减轻平台（4）。
6.根据权利要求1、2、3任一权利要求所述的一种软质复合材料的连接方法，其特征在于：在实施步骤c之前，对螺母的嵌入杆部中间位置稍施力挤压使之产生形变，则其内螺纹（7）相应产生形变。
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