CN105508371B - 一种带衬套的可控螺纹抽钉 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种带衬套的可控螺纹抽钉，包括芯杆、驱动螺母、钉体、衬套；所述芯杆设有头部凸体和断颈槽；所述芯杆外表面上断颈槽的两侧设置有第一螺纹段和第二螺纹段；所述钉体套装于芯杆之上，依次具有钉体头部、钉体套体部、退火部以及管体部；钉体套体部内设有与第一螺纹段相互咬合的套体螺纹，所述管体部被所述头部凸体限位；所述驱动螺母套装于所述芯杆之上，驱动螺母内设有与第二螺纹段相互咬合的驱动螺纹，所述驱动螺母能够驱动所述钉体向所述头部凸体的方向运动；所述衬套固定套装于所述钉体之上，且所述衬套与所述钉体的退火部和管体部不重合。本发明创造具有良好的疲劳和防松性能，且结构一体化程度高。

Description

一种带衬套的可控螺纹抽钉

技术领域

本发明创造属于紧固件设计和制造技术领域，尤其涉及一种带衬套的可控螺纹抽钉。

背景技术

如今在航空、航天飞行器中，由于对自身重量控制较为严格，为了减轻重量，很多采用复合材料作为机体材料，并且经常出现安装空间狭小，工人无法成功安装的情况。这种情况下，通常采用可用来单面铆接安装的抽芯铆钉来实现复合材料和铝合金结构的安装。

航天飞行器在安装、检修、飞行、尤其是起飞和降落过程中都不可避免地要收到气流等外界环境的震荡，为了保证航天飞行器的安全性，要求紧固件的在安装后，能够具有良好的疲劳和防松性能，同时断裂面最好与机体表面平齐。现有的抽芯铆钉仅在一面与被连接件压合，在频繁的震动过程中容易出现松动，且对于盲孔面(传统抽芯铆钉安装后，被连接件上与抽芯铆钉变形并形成鼓包相互接触的一面相对的另一面)有较小的倾斜角度的被连接件，往往难以实现安装，或者安装后极易松动脱落。

另外，现有的抽芯铆钉由三到五个分件组合而成，结构较为复杂，由于分件较多，在抽芯铆钉安装过程中容易产生轴向受力发生偏离的情况，造成安装过程偏心矩过大，导致安装不稳固、扭断槽端口不平整、甚至零件损坏等不良现象。一般的旋转式抽芯铆钉具有一锁环，用于抽芯铆钉断裂后钉套的固定，防止固定件脱落，但锁环的固定方式除具有上述受力缺陷外，还容易在后期使用过程中发生松动，另外，为了保证锁环的卡合效果，需要对锁环规格进行精确的加工，同时提高了加工成本与装配成本。

发明内容

本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种带衬套的可控螺纹抽钉，具有良好的疲劳和防松性能，且结构一体化程度高，分件数量少，安装可靠性高。

本发明创造提供的一种带衬套的可控螺纹抽钉，包括芯杆、驱动螺母、钉体、衬套；所述芯杆一端设有头部凸体，中部设有断颈槽；所述芯杆外表面上，自所述断颈槽朝向所述头部凸体的一侧起，向所述头部凸体方向上设置有第一螺纹段；所述芯杆外表面上，自所述断颈槽朝向所述芯杆尾部的一侧起，向所述芯杆尾部方向上设置有第二螺纹段；所述钉体套装于所述芯杆之上，依次具有钉体头部、钉体套体部、退火部以及管体部；所述钉体套体部内设有能够与所述芯杆的第一螺纹段相互咬合的套体螺纹，所述管体部与所述芯杆的头部凸体接触并被所述头部凸体限位；所述驱动螺母套装于所述芯杆之上，驱动螺母内设有能够与所述芯杆的第二螺纹段相互咬合的驱动螺纹，所述驱动螺母能够驱动所述钉体向所述头部凸体的方向运动；所述衬套固定套装于所述钉体之上，且所述衬套与所述钉体的退火部和管体部不重合。

其中，所述钉体的长度大于所述断颈槽距所述头部凸体之间距离的长度，所述退火部的长度不小于所述钉体的钉体头部外端面与所述断颈槽之间距离的长度。

其中，所述第一螺纹段与第二螺纹段的螺纹也不相同，优选的，所述第一螺纹段的螺纹大径大于所述第二螺纹段的螺纹大径。

其中，所述第一螺纹段可一直延伸至所述头部凸体为止；所述第二螺纹段可一直延伸至所述芯杆的尾部的端部为止。

其中，所述芯杆尾部对称设置有凹平面，可作为夹持部位便于安装过程中辅助器具对芯杆的夹持固定。

其中，所述钉体头部设有能够与驱动螺母匹配的凹槽，所述驱动螺母上还设有与所述钉体头部的凹槽匹配的条纹。进一步，所述驱动螺母上设置有锥斜面，所述条纹分布于所述锥斜面之上。优选的，所述凹槽为十字槽。

其中，所述衬套由片状薄金属材料构成。所述衬套设有外径较大的衬套头部，优选的所述衬套头部呈圆台状。所述衬套的尾部设有衬套收口，所述钉体上与所述衬套收口对应的位置设有钉体收口，所述衬套收口与钉体收口相互接触并固定，且所述钉体收口位于所述钉体套体部和退火部之间，与所述退火部在轴向位置上相互靠近或优选的相互邻接；钉体收口的内径仍略大于所述芯杆的外径。

本发明创造与其他结构的抽芯铆钉相比，分件数量少，一体化程度高，安装过程能够避免轴向受力发生偏离而造成安装过程偏心矩过大，提高安装精度和安装的可靠性、一致性；衬套结构与安装孔为干涉配合，能够很大程度上提高紧固件的疲劳性能与防松性能；同时断裂面最好与机体表面平齐；还能够适用于盲孔面有较小的倾斜角度的被连接件。

附图说明

图1是本发明创造一种实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明创造芯杆的结构示意图；

图3是本发明创造钉体的结构示意图；

图4是本发明创造衬套的结构示意图；

图5是本发明创造驱动螺母的结构示意图；

图6是本发明创造安装后的结构示意图。

其中，1-芯杆；11-头部凸体；12-断颈槽；13-第一螺纹段；14-第二螺纹段；15-凹平面；2-驱动螺母；21-锥斜面；211-条纹；22-驱动螺纹；3-钉体；31-钉体头部；32-钉体套体部；321-套体螺纹；33-钉体收口；34-退火部；35-管体部；4-衬套；41-衬套头部；42-衬套收口。

具体实施方式

下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。

本发明创造结构一种实施方案如图1-5所示，包括芯杆1、驱动螺母2、钉体3、衬套4；所述芯杆1一端设有头部凸体11，中部设有断颈槽12；所述芯杆1外表面上，自所述断颈槽12朝向所述头部凸体11的一侧起，向所述头部凸体11方向上设置有第一螺纹段13；所述芯杆1外表面上，自所述断颈槽12朝向所述芯杆1尾部的一侧(即与朝向所述头部凸体11的一侧相对的另一侧)起，向所述芯杆1尾部方向上设置有第二螺纹段14；所述钉体3套装于所述芯杆1之上，依次具有钉体头部31、钉体套体部32、退火部34以及管体部35；所述钉体套体部32内设有能够与所述芯杆1的第一螺纹段13相互咬合的套体螺纹321，所述管体部35与所述芯杆1的头部凸体11接触并被所述头部凸体11限位，所述管体部35能够在本发明创造的螺纹抽钉安装过程中起支撑变形的作用；所述驱动螺母2套装于所述芯杆1之上，驱动螺母2内设有能够与所述芯杆1的第二螺纹段14相互咬合的驱动螺纹22，所述驱动螺母2能够驱动所述钉体3向所述头部凸体11的方向运动；所述衬套4固定套装于所述钉体3之上，且所述衬套4与所述钉体3的退火部34和管体部35不重合。其中，为了能够实现阻断的目的，所述钉体3的长度大于所述断颈槽12距所述头部凸体11之间距离的长度，所述退火部34的长度不小于所述钉体3的钉体头部31外端面与所述断颈槽12之间距离的长度；所述第一螺纹段13与第二螺纹段14的螺纹也不相同，优选的，所述第一螺纹段13的螺纹大径大于所述第二螺纹段14的螺纹大径。其中，所述退火部34通过退火工艺使钉体3在该区间部分产生软化作用，在安装过程中作为变形区间，能够形成鼓包与被连接件的一侧紧密贴合。

其中，所述第一螺纹段13可一直延伸至所述头部凸体11为止；所述第二螺纹段14可一直延伸至所述芯杆1的尾部的端部为止。

其中，所述芯杆1尾部对称设置有凹平面15，可作为夹持部位便于安装过程中辅助器具(如拉铆枪)对芯杆1的夹持固定。

所述钉体头部31设有能够与驱动螺母2匹配的凹槽(图未示)，所述驱动螺母2上还设有与所述钉体头部31的凹槽匹配的条纹211，所述驱动螺母2通过所述条纹211与凹槽的配合实现对所述钉体3的驱动作用。进一步，所述驱动螺母2上设置有锥斜面21，所述条纹211分布于所述锥斜面21之上，锥斜面21的设计有利于深入钉体头部31并与其凹槽实现相互匹配锁紧。优选的，所述凹槽为十字槽。驱动螺母2能够在安装过程中在断颈槽12位置将芯杆1阻断，可以可靠的控制断颈槽12断裂位置的一致性。

其中，所述衬套4由片状薄金属材料构成。所述衬套4在安装过程随着挤压而变形，进入被连接件的安装孔中，用于在抽芯铆钉安装时与被连接件的安装孔过盈配合，在安装完成后，能够很大程度上提高产品的的疲劳性能与防松性能，同时使抽芯铆钉能够良好地适用于盲孔面有较小的倾斜角度的被连接件。所述衬套4设有外径较大的衬套头部41，优选的所述衬套头部41呈圆台状，有利于在安装后进入被连接件的安装孔中卡死被连接件，进一步起到防松作用。所述衬套4的尾部设有衬套收口42，所述钉体3上与所述衬套收口42对应的位置设有钉体收口33，所述衬套收口42与钉体收口33相互接触并固定，且所述钉体收口33位于所述钉体套体部32和退火部34之间，与所述退火部34在轴向位置上相互靠近或优选的相互邻接；所述衬套收口42与钉体收口33可以通过钉体3与衬套4装配后进行收口工序而形成，钉体收口33的内径仍略大于所述芯杆1的外径，便于安装过程中钉体3的移动和变形，所述衬套收口42与钉体收口33的设置使得衬套4稳定固定于钉体3之上，避免二者发生相对滑动。

本发明创造的简要工作过程为，将本发明创造按照如图1所示的套装方式装配完成并进行收口工序后，使用辅助器具，如拉铆枪，分别夹持芯杆1尾部对称设置的凹平面15以及驱动螺母2，然后将本发明创造插入被连接件的连接部位，使驱动螺母2相对于芯杆1发生相对转动，驱动螺母2在驱动螺纹22和第二螺纹段14的咬合作用下向芯杆1的头部凸体11方向运动，此时，驱动螺母2通过条纹211与钉体3的凹槽之间的配合作用，使钉体3与驱动螺母2相对不发生扭转，同时驱动螺母2向钉体3施加朝向头部凸体11方向的力，钉体3在驱动螺母2和头部凸体11的双向挤压力的作用下，钉体3部分朝向头部凸体11运动并在退火部34发生变形，形成鼓包，与被连接件的一侧紧密贴合，与头部凸体11配合达到紧固的作用。在驱动螺母2运动并向钉体3施加力的同时(或退火部34发生变形的过程中)，衬套4也随着挤压变形，进入被连接件的安装孔中，并与被连接件的安装孔过盈配合，更好地稳定连接。当驱动螺母2运动至断颈槽12时，继续前进过程由于第一螺纹段13与第二螺纹段14的螺纹不相同，驱动螺母2受到的前进阻力增大，扭转力矩增强，使得断颈槽12被阻断，形成表面平齐的断裂面，完成本发明创造的连接安装(图6)。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带衬套的可控螺纹抽钉，包括芯杆、驱动螺母、钉体、衬套；所述芯杆一端设有头部凸体，中部设有断颈槽；所述芯杆外表面上，自所述断颈槽朝向所述头部凸体的一侧起，向所述头部凸体方向上设置有第一螺纹段；所述芯杆外表面上，自所述断颈槽朝向所述芯杆尾部的一侧起，向所述芯杆尾部方向上设置有第二螺纹段；所述钉体套装于所述芯杆之上，依次具有钉体头部、钉体套体部、退火部以及管体部；所述钉体套体部内设有能够与所述芯杆的第一螺纹段相互咬合的套体螺纹，所述管体部与所述芯杆的头部凸体接触并被所述头部凸体限位；所述驱动螺母套装于所述芯杆之上，驱动螺母内设有能够与所述芯杆的第二螺纹段相互咬合的驱动螺纹，所述驱动螺母能够驱动所述钉体向所述头部凸体的方向运动；所述衬套固定套装于所述钉体之上，且所述衬套与所述钉体的退火部和管体部不重合；

所述衬套的尾部设有衬套收口，所述钉体上与所述衬套收口对应的位置设有钉体收口，所述衬套收口与钉体收口相互接触并固定。

2.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述钉体的长度大于所述断颈槽距所述头部凸体之间距离的长度，所述退火部的长度不小于所述钉体的钉体头部外端面与所述断颈槽之间距离的长度。

3.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述第一螺纹段与第二螺纹段的螺纹不相同。

4.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述第一螺纹段的螺纹大径大于所述第二螺纹段的螺纹大径。

5.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述芯杆尾部对称设置有凹平面。

6.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述钉体头部设有能够与驱动螺母匹配的凹槽，所述驱动螺母上还设有与所述钉体头部的凹槽匹配的条纹。

7.根据权利要求6所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述驱动螺母上设置有锥斜面，所述条纹分布于所述锥斜面之上。

8.根据权利要求6所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述凹槽为十字槽。

9.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述衬套设有外径较大的衬套头部，所述衬套头部呈圆台状。

10.根据权利要求1所述的一种带衬套的可控螺纹抽钉，其特征在于，所述钉体收口位于所述钉体套体部和退火部之间，与所述退火部在轴向位置上相互靠近；钉体收口的内径仍略大于所述芯杆的外径。