CN107676360A - 一种防转型钩头锁键螺栓连接件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防转型钩头锁键螺栓连接件及其制造方法，包括螺栓杆本体，螺栓杆本体的一端为螺栓D型头，螺栓杆本体的中部为表面光滑的光杆段，螺栓杆本体的另一端为带有外螺纹的螺纹杆段，光杆段与螺栓D型头之间设置有越程槽，光杆段与螺纹杆段之间设置有外螺纹越程槽，螺纹杆段的外端设置有螺纹端面倒角，螺栓D型头的一侧延伸有钩头锁键，钩头锁键向螺纹杆段所在方向延伸的弯折部。以解决困扰飞行器设计的最大难题之一的减轻重量问题。同时提高产品强度，增加预紧力可靠性、可控性能。解决机械紧可控预紧力轻型连接领域的可靠机械连接问题，克服现有技术存在的上述不足。本发明属于螺栓加工领域。
Description
技术领域
本发明涉及防转型钩头锁键螺栓连接件，属于螺栓加工领域。
背景技术
在飞行器、潜水器零件设计中，多功能性，体积小、重量轻、强度高、可控预紧力性能可靠的高端紧固件技术要求高、结构复杂、工艺难度大、价格昂贵。随着现代科技的发展，特别是冶金技术的飞速发展。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细化、多元化，有害物质的有效控制，原材料强度、塑性以及特殊性能等得到有效控制，可以获得理想的特殊性能的材料。某些特殊材料的晶粒成细长线性，晶粒不间断，其疲劳性大大提高。目前机械产品的设计都趋于智能化设计，功能化设计及质量最小化设计。在飞行器上的重量最小化一直是最大困扰。重量是最关键的一个参数，采用密度小的轻型材料，减小产品的有效体积几乎是现在解决之一困扰的唯一途径。“在航空航天器、潜水器上，产品超重都是绝对不允许的。采用本发明的结构形式使防转型钩头锁键螺栓的设计重量最小化，即可将重量减少为原来的15%左右，则对航空航天器、潜水器的载重能力将是重大的贡献。为此本发明提供一种多功能性结构形式能解决上述难题的一种防转型钩头锁键螺栓连接件，其预紧力可靠性、可控性能大大增加的同时，重量将减少为原来的15%左右，前景极佳具有推广价值。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种防转型钩头锁键螺栓连接件及其制造方法，以解决困扰飞行器设计的最大难题之一的减轻重量问题。同时提高产品强度，增加预紧力可靠性、可控性能。解决机械紧可控预紧力轻型连接领域的可靠机械连接问题，克服现有技术存在的上述不足。
为解决上述问题，拟采用这样一种防转型钩头锁键螺栓连接件，包括螺栓杆本体，螺栓杆本体的一端为螺栓D型头，螺栓杆本体的中部为表面光滑的光杆段，螺栓杆本体的另一端为带有外螺纹的螺纹杆段，光杆段与螺栓D型头之间设置有越程槽，光杆段与螺纹杆段之间设置有外螺纹越程槽，螺纹杆段的外端设置有螺纹端面倒角，螺栓D型头的一侧延伸有钩头锁键，钩头锁键向螺纹杆段所在方向延伸的弯折部。
该连接件的制备方法如下：
选用高温合金、钛合金或合金结构钢棒材，直接热锻压成型外形坯件，而后依次经机械精加工、无切屑滚压加工、局部退火工艺后弯曲成型，完成防转型钩头锁键螺栓连接件的制备。
热锻压成型的外形坯件包括螺栓D型头，螺栓D型头一端为光滑直杆，螺栓D型头的一侧为平直的条形钩头锁键板，而后，通过机械精加工、滚压成型技术对光滑直杆部分进行加工，加工出越程槽、螺纹杆段的外螺纹、外螺纹越程槽和螺纹端面倒角，而后，对条形钩头锁键板进行局部退火工艺处理后弯折成钩头锁键；
所述高温合金为GH2132、GH4169或GH30，钛合金为TC4或TC16，合金结构钢为30CrMnSiA或40CrNiMoA。
该制作方法的理论依据: 采用先进的高科技材料，材料的强度和塑性极好，其晶粒在模压或锻压成型后不断裂形呈流线状，即晶粒流线均匀完整高度取向，保证后续弯曲时材料不开裂，采用特种热处理工艺（局部退火工艺）后弯曲成型，局部退火工艺特种工艺的应用；用棒材直接热锻压成型外形坯件，提高材料利用率，符合现代少切削或无切削的发展趋势。
与现有技术相比，本发明优点如下：
1.应用棒材直接热锻压成型外形坯件，提高材料利用率，符合现代少切削或无切削的发展趋势，这是本发明的关键之一；
2.采用先进的高科技材料，材料的强度和塑性极好，其晶粒在模压或锻压成型后不断裂形呈流线状，即晶粒流线均匀完整高度取向，保证后续弯曲时材料不开裂，这是本发明的关键之二；
3.热锻压成型外形坯件，钩头锁键部位采用特种热处理工艺（局部退火工艺）后弯曲成型，杆部及螺纹采用机械精加工、滚压成型技术加工成型，特种热处理工艺、机械加工工艺、钣金工艺、无切屑滚压工艺的完美结合，这是本发明的关键之三；
4.可控预紧力：通过改变拧断槽深度尺寸，即外螺纹越程槽的尺寸数据，可控制预紧力值，可十分便捷的获得理想的预紧力。断槽深度尺寸的尺寸数据，可通过设计要求的预紧力、所选的产品材质的抗扭强度等参数进行换算获得精确数据。这是本发明的关键之四。
本发明为防转型钩头锁键螺栓连接件领域的又一重要成员。本发明由于采取了以上技术方案，既能使防转型钩头锁键螺栓的结构设计重量最小化，又可控制预紧力，获得理想的预紧力十分方便，安全可靠性高，机械性能稳定，维护方便。特别适用于对预紧力要求严格的空腔箱体、抗压能力差的易碎产品的装配连接。
附图说明
图1是本发明所述防转型钩头锁键螺栓连接件的主视结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是热锻压成型的外形坯件结构的主视结构示意图；
图4是该连接件使用时的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明阐述的更为清楚明了，下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例：
参照图1至图4，本实施例提供一种防转型钩头锁键螺栓连接件，包括螺栓杆本体1，螺栓杆本体1的一端为螺栓D型头2，螺栓杆本体1的中部为表面光滑的光杆段3，螺栓杆本体1的另一端为带有外螺纹的螺纹杆段4，光杆段3与螺栓D型头2之间设置有越程槽5，光杆段3与螺纹杆段4之间设置有外螺纹越程槽6，螺纹杆段4的外端设置有螺纹端面倒角7，螺栓D型头2的一侧延伸有钩头锁键8，钩头锁键8为向螺纹杆段4所在方向延伸的弯折部，使用时，参见图4，被连接件Ⅰ11，被连接件Ⅱ12和被连接件Ⅲ13分别通过锁紧连接的螺栓杆本体1和螺母14固定连接。
其制备方法如下：
选用高温合金、钛合金或合金结构钢棒材，高温合金为GH2132、GH4169或GH30，钛合金为TC4或TC16，合金结构钢为30CrMnSiA或40CrNiMoA，直接热锻压成型外形坯件，热锻压成型的外形坯件结构包括螺栓D型头2，螺栓D型头2一端为光滑直杆9，螺栓D型头2的一侧为平直的条形钩头锁键板10，而后依次经机械精加工、无切屑滚压加工、局部退火工艺后弯曲成型，完成防转型钩头锁键螺栓连接件的制备，通过机械精加工、滚压成型技术对光滑直杆9部分进行加工，加工出越程槽5、螺纹杆段4的外螺纹、外螺纹越程槽6和螺纹端面倒角7，而后，对条形钩头锁键板10进行局部退火工艺处理后弯折成钩头锁键8。
Claims (4)
1.一种防转型钩头锁键螺栓连接件，包括螺栓杆本体（1），其特征在于：螺栓杆本体（1）的一端为螺栓D型头（2），螺栓杆本体（1）的中部为表面光滑的光杆段（3），螺栓杆本体（1）的另一端为带有外螺纹的螺纹杆段（4），光杆段（3）与螺栓D型头（2）之间设置有越程槽（5），光杆段（3）与螺纹杆段（4）之间设置有外螺纹越程槽（6），螺纹杆段（4）的外端设置有螺纹端面倒角（7），螺栓D型头（2）的一侧延伸有钩头锁键（8），钩头锁键（8）为向螺纹杆段（4）所在方向延伸的弯折部。
2.一种权利要求1所述连接件的制备方法，其特征在于，具体方法如下：
选用高温合金、钛合金或合金结构钢棒材，直接热锻压成型外形坯件，而后依次经机械精加工、无切屑滚压加工、局部退火工艺后弯曲成型，完成防转型钩头锁键螺栓连接件的制备。
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：热锻压成型的外形坯件结构包括螺栓D型头（2），螺栓D型头（2）一端为光滑直杆（9），螺栓D型头（2）的一侧为平直的条形钩头锁键板（10），而后，通过机械精加工、滚压成型技术对光滑直杆（9）部分进行加工，加工出越程槽（5）、螺纹杆段（4）的外螺纹、外螺纹越程槽（6）和螺纹端面倒角（7），而后，对条形钩头锁键板（10）进行局部退火工艺处理后弯折成钩头锁键（8）。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：所述高温合金为GH2132、GH4169或GH30，钛合金为TC4或TC16，合金结构钢为30CrMnSiA或40CrNiMoA。
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