CN112260017B - 一种高可靠性连接装置及轴杆的制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种高可靠性连接装置及轴杆的制备工艺，所述连接装置包括底座和设于底座上的插头本体，插头本体上布置有插针，插头本体的中部设有外延的用于与插座本体连接的轴杆；所述抽杆的端部设有螺旋卡槽，所述螺旋卡槽包括靠近端部位置的竖向槽和与竖向槽连通的螺旋槽。本发明还包括一种轴杆的制备工艺。本发明一方面能够保证滑块朝向螺旋卡槽快速并顺利旋进，大大减小摩擦力，且保证锁紧后不会产生松动；当将插头本体与插座本体分离时，能够使插座本体上的滑块旋出时省时省力，达到快速分离的目的；另一方面，的轴杆材质润滑且耐磨性好，能够保证插拔次数达到2万次以上。

Description

一种高可靠性连接装置及轴杆的制备工艺

技术领域

本发明涉及自动测试系统，特别是一种高可靠性连接装置及轴杆的制备工艺。

背景技术

自动测试系统已广泛应用于航空航天设备，其整个系统主要包括计算机、测试仪器和接口适配装置，接口适配装置是待测设备与测试仪器之间的信号枢纽，它汇聚了大量的待检测信号，其功能是将待测设备各个接口的信号通过不同的调理模块转送至测试仪器。现有的接口适配装置通常为通用接口，用户可通过计算机控制矩阵开关自动切换以适应不同的测试对象，从而实现一个测试系统对应多个测试对象的目的，以避免接口适配装置重复开发的问题。

现有的接口适配装置通常通过电接触件分别接待测设备和测试仪器，电接触件包括插头和插座，插头通过插针连接待测设备，插座连接测试仪器，且插头和插座连成一体，将测试仪器与待测设备连通，实现信号传输。

现有的插头中部通常设置有轴杆，插头通过轴杆与插座适配连接，然而现有的轴杆的插拔次数通常为三四百次，否则轴杆的表面就会全部磨损，且轴杆被摩擦几百次之后，且表面就会有颗粒物掉落，从而导致无法继续使用，大大降低使用寿命。

再者，现有的插头与插座连接时，摩擦力大，不能快速实现连接，而拆分时费时费力，不易快速实现拆分，导致插拔时操作难度高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种旋进和旋出省时省力，不易松动，高耐磨性，使用寿命长的高可靠性连接装置及轴杆的制备工艺。

本发明的技术方案是：

本发明之一种高可靠性连接装置，包括底座和设于底座上的插头本体，插头本体上布置有插针，插头本体的中部设有外延的用于与插座本体连接的轴杆；所述抽杆的端部设有螺旋卡槽，所述螺旋卡槽包括靠近端部位置的竖向槽和与竖向槽连通的螺旋槽。

进一步，所述螺旋槽的圈数为1~4圈。

进一步，所述螺旋槽的终端为嵌入部，呈圆弧形，嵌入部的壁厚大于螺旋槽其它位置的壁厚。

进一步，所述螺旋槽从始端到螺旋中部的螺距逐渐增大，从螺旋中部到终端的螺距逐渐减小。

进一步，所述螺纹槽的始端的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为60°-65°；从始端到螺旋中部之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为65°-70°；从螺旋中部到终端之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为70°-75°。

进一步，所述轴杆的表面硬度为HV800-1100。

进一步，所述轴杆延伸出插头本体的长度为15~25mm；或者所述轴杆的端部直径为10~20mm。

进一步，所述轴杆的材料为马氏体不锈钢。

本发明之一种轴杆的制备工艺，包括以下步骤：

S1：将金属原材料加工成毛坯，并加工出螺旋卡槽；

S2：对毛坯进行热处理；

S3：将热处理后的毛坯加工出整体形状，形成轴杆；

S4：对轴杆进行表面氮化处理，渗透深度大于0.2mm，形成成品。

进一步，S2中，对毛坯进行调质处理，保证轴杆的整体硬度为HRC28-32；或者热处理过程中，仅对毛坯进行一次性加工，该加工步骤置于调质处理前或调质处理后。

本发明的有益效果：一方面，本发明通过对螺旋卡槽的设计，能够使插座本体与插头本体连接时保证滑块朝向螺旋卡槽快速并顺利旋进，大大减小摩擦力，且保证锁紧后不会产生松动；当将插头本体与插座本体分离时，能够使插座本体上的滑块旋出时省时省力，达到快速分离的目的；另一方面，本发明的轴杆材质润滑且耐磨性好，能够保证插拔次数达到2万次以上。

附图说明

图1是本发明实施例插头本体的结构示意图；

图2是图1所示实施例的A-A向剖视图；

图3是本发明实施例插头本体的的正视图；

图4是本发明实施例轴杆的结构示意图；

图5是图4所示实施例轴杆的端部放大示意图；

图6是本发明实施例插座本体的的正视图。

附图标识说明：1.底座；2.插头本体；3.插座本体；4.轴杆；5.螺旋卡槽；6.连接套；7.旋转手柄；21.插针；31.针孔；51.竖向槽；52.螺旋槽；61.滑块；521.嵌入部。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

一种高可靠性连接装置，包括底座1和设于底座上的插头本体2，插头本体2上布置有插针21，插头本体2的中部设有外延的用于与插座本体3连接的轴杆4；所述抽杆4的端部设有螺旋卡槽5，所述螺旋卡槽5包括靠近端部位置的竖向槽51和与竖向槽连通的螺旋槽52。

上述方案具有以下优点：通过设置轴杆，能够实现插头本体和插座本体的连接。通过在轴杆上设置螺旋卡槽，能够实现插头本体和插座本体的卡合连接；通过设置竖向槽，当将插头本体与插座本体紧固连接时，能够便于插座本体上的滑块对准竖向槽朝向螺旋槽快速并顺利旋进，且大大减小摩擦力；当将插头本体与插座本体分离时，竖向槽能够使插座本体上的滑块旋出时省时省力，快速分离。

本实施例中，插座本体3上排布有与插座相对应的针孔31，以使插针21插入针孔31中。插座本体3的中部设有与轴杆4相适配的连接套6，连接套6的内壁设有至少一个滑块61。当插座本体3与插头本体2连接时，滑块61刚好与竖向槽51对准。其中，本实施例的滑块数量优选为两个，且对称设置；且滑块61是从连接套6的外部穿入至连接套内。

本实施例中，轴杆4的末端穿过插头本体2和底座1，连接一旋转手柄7，通过控制旋转手柄7转动，来带动轴杆4旋转，使滑块61沿螺旋卡槽5滑动。

本实施例中，螺旋槽52的圈数为1~4圈，优选为1.5~2圈。若圈数设置过多，则加工繁琐，增加成本，且安装和分离时均费时费力；若圈数设置过少，则不利于连接紧固。本实施例可根据插针的数量来选择相对应的螺旋圈数。例如：本实施例插头本体上的插针为260个小针，插拔力约30公斤，螺旋槽的圈数优选为1.5圈，能够快速旋进并实现自锁。又例如：插头本体上的插针为220个小针加20个大针，且一根大针的插拔力约等于20根小针的插拔力；整体插拔力约60公斤，此时螺旋槽的圈数优选为2圈，以便于提高紧固度，防止松动。

本实施例中，竖向槽51的端部两侧面为弧形的斜面。通过设置弧形的斜面，能够使得滑块沿斜面顺利进入，并快速旋进，且防止滑块刚进入竖向槽时对竖向槽的侧面产生磨损。

本实施例中，螺旋槽52的终端为嵌入部521，呈圆弧形。嵌入部的口径增大，使得滑块最终嵌入螺旋槽的终端固定。且终端材料加厚，以避免磨损进而使滑块在嵌入部内移动，影响设备的连接性能。

本实施例中，螺旋槽52从始端到螺旋中部的螺距逐渐增大，从螺旋中部到终端的螺距逐渐减小。例如：本实施例的螺旋槽的圈数为两圈，前半部分的螺距逐渐增大，以降低摩擦力，提高旋入速度，节约旋入时间；后半部分的螺距逐渐减小，增加摩擦力，提高自锁能力。

本实施例中，轴杆4的端部直径为10~20mm，且配合其上的螺旋槽圈数，能够保证连接时快速旋入并锁紧；拆分时省时省力，便于旋出。即：轴杆端部直径较细，配合圈数较少的螺旋槽52，能够实现快速旋入和锁紧，省时省力。优选地，轴杆4的端部直径为10mm，螺旋槽的圈数为1.5圈。本实施例中，轴杆4延伸出插头本体2的长度为15~25mm，若长度太大，则受力较差，且旋入旋出时间久；若长度太小，则连接不牢固。其长度优选为20mm。

本实施例中，由于插头本体与插座本体的插拔力大，且轴杆体积较小，而螺纹槽不同位置受力不一样，本实施例通过改变螺纹的斜度，来提高轴杆的寿命。具体地，螺纹槽的始端的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为65°；从始端到螺旋中部之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为70°；从螺旋中部到终端之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为75°。

本实施例的工作原理为：当将插头本体2与插座本体3连接时，将插座本体3上的滑块61对准插头本体2的竖向槽51，此时插头本体2上的插针21刚好对准插座本体3上的针孔31；将插座本体3向插头本体2的方向移动，滑块61正好在螺旋卡槽5内滑动，使得插针21逐渐插入插座本体2上的针孔31内，待滑块61移动至嵌入部521内后，实现自锁固定。当需要将插头本体与插座本体分开时，旋转插座本体，使得滑块沿螺旋卡槽旋出即可。

本实施例中，轴杆4的材料选择和加工至关重要。若轴杆没有足够的润滑和耐磨，会影响连接，且降低使用寿命。若轴杆硬度低，当插拔次数较多时，轴杆的表面就会产生磨损，且表面易掉渣，轴杆就无法使用了，大大降低寿命。因此，本实施例的轴杆材料优选为马氏体不锈钢，该材料由于含碳较高，具有较高的强度、硬度和耐磨性。经对轴杆进行加工后，其表面硬度为HV800-1100。若硬度过低，则易磨损，降低轴杆的使用寿命；若硬度过高，则不易加工。

本实施例中，轴杆的制备工艺，包括以下步骤：

S101：将金属原材料加工成毛坯，并加工出螺旋卡槽。

具体地，本实施例的金属原材料优选采用马氏体不锈钢，将该材料铣出轴杆的形状，并在轴杆前端设置螺旋卡槽。

S2：对毛坯进行热处理。

具体地，通过对毛坯进行调质处理，如淬火加回火，来消除应力，防止变形，保证轴杆的整体硬度为HRC28-32。通常热处理时会有粗加工和精加工，由于本发明的轴杆前端设有螺旋卡槽，如果分两次加工，第二次上机加工时会产生无法对刀的情况，因此必须一次性加工完成，不能二次上机。而一次性加工完成的话，硬度太大会不易加工，因此本发明的硬度在HRC28-32。

S3：将热处理后的毛坯加工出整体形状，形成轴杆。

具体地，对热处理后的毛坯磨削并保证轴杆的润滑，形成轴杆最终的形状和结构。

S4：对轴杆进行表面氮化处理，渗透深度大于0.2mm，形成成品。

具体地，对轴杆进行氮化处理，使轴杆的硬度进一步增大，提高轴杆的耐磨性和耐疲劳性，最终维持轴杆的表面硬度为HV800-1100。渗透深度大于0.2mm，能够保证本发明所需的轴杆的硬度，该硬度下，能够保证插拔次数达到2万次以上。渗透深度优选为0.3~2mm，进一步优选为0.5~1mm。

综上所述，一方面，本发明通过对螺旋卡槽的设计，能够使插座本体与插头本体连接时保证滑块朝向螺旋卡槽快速并顺利旋进，大大减小摩擦力，且保证锁紧后不会产生松动；当将插头本体与插座本体分离时，能够使插座本体上的滑块旋出时省时省力，达到快速分离的目的；另一方面，本发明的轴杆材质润滑且耐磨性好，能够保证插拔次数达到2万次以上。

Claims (5)

1.一种高可靠性连接装置，其特征在于，包括底座和设于底座上的插头本体，插头本体上布置有插针，插头本体的中部设有外延的用于与插座本体连接的轴杆；所述轴杆的端部设有螺旋卡槽，所述螺旋卡槽包括靠近端部位置的竖向槽和与竖向槽连通的螺旋槽；所述螺旋槽从始端到螺旋中部的螺距逐渐增大，从螺旋中部到终端的螺距逐渐减小；所述螺旋槽的始端的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为60°-65°；从始端到螺旋中部之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为65°-70°；从螺旋中部到终端之间的这段长度中，选取其中心位置，设计该位置的螺纹切线与轴杆轴线之间的夹角为70°-75°；所述轴杆的材料为马氏体不锈钢，所述轴杆的表面硬度为HV800-1100。

2.根据权利要求1所述的高可靠性连接装置，其特征在于，所述螺旋槽的圈数为1~4圈。

3.根据权利要求1或2所述的高可靠性连接装置，其特征在于，所述螺旋槽的终端为嵌入部，呈圆弧形，嵌入部的壁厚大于螺旋槽其它位置的壁厚。

4.根据权利要求1或2所述的高可靠性连接装置，其特征在于，所述轴杆延伸出插头本体的长度为15~25mm；或者所述轴杆的端部直径为10~20mm。

5.一种根据权利要求1所述高可靠性连接装置用轴杆的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将金属原材料加工成毛坯，并加工出螺旋卡槽，所述金属原材料为马氏体不锈钢；

S2：对毛坯进行热处理调质，保证轴杆的整体硬度为HRC28-32；且仅对毛坯进行一次性加工；

S3：将热处理后的毛坯加工出整体形状，形成轴杆；

S4：对轴杆进行表面氮化处理，渗透深度大于0.2mm，形成成品。

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