CN113000906B - 反向鍃窝钻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反向鍃窝钻,包括鍃窝钻限位头、鍃窝钻杆部和鍃窝钻端头,所述鍃窝钻杆部两端分别连接鍃窝钻限位头和鍃窝钻端头,其特征在于,所述鍃窝钻限位头包括第一限位头和第二限位头,所述第一限位头端头和第二限位头端头通过第一连接部活动连接在鍃窝钻杆部上,第一限位头和第二限位头形成0‑180°的开口。本发明在将鍃窝钻限位头放入通孔后,第一限位头端尾和第二限位头端尾自重产生离心力,第一限位头和第二限位头向外侧自动张开形成限位夹角,反向鍃窝钻自动卡接在紧固件上,所述限位夹角采用球面接触,消除原有结构中产生的干涉荷载,避免应力集中于一点,增加灵活性,延长结构的疲劳寿命,增强安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连接金属板或其他大型部件划窝的反向鍃窝钻,涉及安装机械工程技术领域。
背景技术
在现有材料连接中,使用紧固件组合两个或两个以上部件的形式被广泛采用,通过事先对需连接部件进行钻孔、锪窝等处理,将紧固件穿入其中,并将紧固件杆部末端进行变形,通过头部和变形尾部产生的夹紧力使结构形成较为牢固的连接。在使用中这类组合结构通常需要承受较长时间周期和起伏不定的受力强度的疲劳载荷。
近年来,随着机械加工行业的发展,用户对产品的加工质量、加工可靠性、加工效率等均提出了更高的要求。然而,传统的鍃窝钻在使用时,只能完成正面划窝的加工需求,对于反向划窝以及鍃窝钻和紧固件之间的连接稳定性的需求没有达到,并且传统的鍃窝钻与紧固件的接触面采用平面线性接触的方式,这样的结构形式无法很好地适应前面所述的反复拉扯的疲劳荷载的需要,由于构件在紧固过程中受力的复杂性,使得鍃窝钻与连接部件非单一方向受力,划窝方向容易发生偏移,因震动而产生了干涉荷载;当受力发生偏移,鍃窝钻与连接部件结合面的边缘处产生集中受力,在力的反复作用下,该位置更易于发生疲劳损坏,更严重的是,会对鍃窝钻与连接部件的结合部施加一个分离的力,使其产生疲劳裂纹,从而造成结构的破坏甚至失效。
申请号为201420410051.7的实用新型专利申请公开了一种用于加工铝类零件反向倒角的复合成型钻,包括钻体(10),所述钻体(10)上具有用于钻孔的钻孔部(12)和用于在孔顶端进行倒角的上倒角部(14),其特征在于:所述钻孔部(12)的顶端具有用于在孔底端进行倒角的下倒角部(16),所述钻孔部(12)和所述上倒角部(14)通过连接部(13)相连接,所述连接部(13)的直径小于所述钻孔部(12)的直径,所述实用新型的有益效果在于使用成本较低。但是,所述实用新型连接接触面仍然为线性接触,且倒角成型钻倒角方向容易发生偏移,因震动而产生了干涉荷载,结构容易破坏产生疲劳裂纹。
发明内容
本发明的发明目的在于,针对上述存在的问题,提供一种反向鍃窝钻,在将鍃窝钻限位头放入通孔后,第一限位头端尾和第二限位头端尾自重产生离心力,第一限位头和第二限位头向外侧自动张开形成限位夹角,反向鍃窝钻自动卡接在紧固件上,所述限位夹角采用球面接触,消除原有结构中产生的干涉荷载,避免应力集中于一点,增加灵活性,延长结构的疲劳寿命,增强安全性。
本发明采用的技术方案如下:
本发明公开了一种反向鍃窝钻,包括鍃窝钻限位头、鍃窝钻杆部和鍃窝钻端头,所述鍃窝钻杆部两端分别连接鍃窝钻限位头和鍃窝钻端头,其特征在于,所述鍃窝钻限位头包括第一限位头和第二限位头,所述第一限位头端头和第二限位头端头通过第一连接部活动连接在鍃窝钻杆部上,第一限位头和第二限位头形成0-180°的开口;所述鍃窝钻限位头穿过安装孔后第一限位头和第二限位头自动展开形成限位夹角。
进一步地,第一限位头和第二限位头向远离端头外侧方向延伸,在单位长度上鍃窝钻限位头体积逐渐增大,随之鍃窝钻限位头重量逐渐增加,形成第一限位头端尾和第二限位头端尾;两侧端尾重量在第一限位头和第二限位头单位长度上最重,形成向外侧移动的离心力。
进一步地,所述第一限位头和第二限位头内侧设置弧形过渡凹槽。所述弧形过渡凹槽包括限位头端头内侧弧形过渡和限位头端尾内侧弧形过渡,两侧弧形过渡连接形成弧形过渡凹槽,所述凹槽弧度匹配紧固件头部弧形过渡角,避免需要更换安装件二次加工,节省工序成本,同时减少应力产生的集中荷载,增加安装紧固件的使用寿命。
进一步地,所述第一限位头和第二限位头端头交接处第一连接部向鍃窝钻杆部方向收缩,形成内凹第二连接部,所述第二连接部上设置定位孔。
进一步地,所述反向鍃窝钻上设置限位杆,所述限位杆一端连接鍃窝钻端头尾部,另一端顶接第二连接部上的定位孔,通过限位杆支撑反向鍃窝钻两端,形成对鍃窝钻限位头限位夹角的有效控制。
进一步地,所述鍃窝钻端头内设置旋紧螺纹,所述旋紧螺纹连接旋转部件,旋转部件包括外圈层和内圈固定孔,所述限位杆穿过内圈固定孔顶接在第二连接部上。
本发明的技术效果如下:
本发明提供了一种反向鍃窝钻,有效解决了反向划窝的加工工艺需求,反向鍃窝钻穿过通孔两侧限位头通过自重产生的离心力自动展开,形成限位卡接,限位头和鍃窝钻杆部活动连接,可产生鍃窝钻杆部横切面上的旋转位移,便于调整限位头限位夹角,同时夹角采用弧形过渡方式,消除原有结构中线性接触产生的干涉荷载,避免应力集中于一点,增加灵活性,延长结构的疲劳寿命,增强安全性;进一步地,设置限位杆进一步加强限位头卡接的稳定性,同时精确调整限位头限位夹角,更好的契合不同厚度的板材划窝需要的限位角度。
附图说明
图1是本发明第一实施例反向鍃窝钻展开状态结构示意图;
图2是本发明第一实施例反向鍃窝钻旋紧部分结构示意图;
图3是本发明第一实施例反向鍃窝钻闭合状态结构示意图;
图4是本发明第二实施例反向鍃窝钻展开状态结构示意图;
图5是本发明第二实施例反向鍃窝钻旋紧部分结构示意图;
图6是本发明第二实施例反向鍃窝钻闭合状态结构示意图;
图7是本发明中反向鍃窝钻第一连接部结构示意图。
图中标记:1-鍃窝钻限位头,101-第一限位头,102-第二限位头,103-第一连接部,104-弧形过渡凹槽,105-第二连接部,2-鍃窝钻杆部,3-鍃窝钻端头,4-限位杆,5-旋紧螺纹,6-旋转部件,601-外圈层,602-内圈固定孔。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
本实施例中,所采用的数据为优选方案,但并不用于限制本发明;
实施例一
如图1、图2、图3所示,本实施例提供了一种反向鍃窝钻,包括鍃窝钻限位头1、鍃窝钻杆部2和鍃窝钻端头3,所述鍃窝钻杆部2两端分别连接鍃窝钻限位头1和鍃窝钻端头3,所述鍃窝钻限位头1包括第一限位头101和第二限位头102,所述第一限位头101端头和第二限位头102端头通过第一连接部103活动连接在鍃窝钻杆部2上,第一限位头101和第二限位头102形成0-180°的开口。
本实施例中,第一限位头101和第二限位头102向远离端头外侧方向延伸,在单位长度上限位头体积逐渐增大,随之限位头重量逐渐增加,形成第一限位头101端尾和第二限位头102端尾,两侧端尾重量在第一限位头101和第二限位头102单位长度上最重,形成向外侧移动的离心力,优选地,在限位头单位长度上第一限位头101端尾和第二限位头102端尾体积最大,在限位头内侧有足够空间形成内侧弧形过渡结构;在安装铆钉结构时,第一限位头101端尾和第二限位头102端尾体积、重量最大便于抵抗铆钉变形;进一步地,鍃窝钻限位头1穿过安装孔后第一限位头101和第二限位头102受自重离心力作用自动展开形成限位夹角,优选地,形成90°限位夹角时限位稳定性最好。
本实施例中,如图7所示,第一限位头101端头和第二限位头102端头呈圆形交错设置,形成第一连接部103,第一连接部103端头呈圆形曲面,所述第一连接部103内设置垂直双向孔,连接件穿过第一连接部103内竖向孔,形成第一限位头101和第二限位头102的铰链连接,产生限位头开合相对位移;另一连接件穿过第一连接部103内横向孔连接第一限位头101端头和第二限位头102端头,形成第一连接部103和鍃窝钻杆部2的连接关系,使第一连接部103在鍃窝钻杆部2圆形切面上产生自由转动连接,带动鍃窝钻限位头1旋转调整安装位置。
本实施例中,第一限位头101和第二限位头102内侧设置弧形过渡凹槽104。所述弧形过渡凹槽包括限位头1端头内侧弧形过渡和限位头1端尾内侧弧形过渡,两侧弧形过渡连接形成弧形过渡凹槽104,所述凹槽弧度匹配紧固件头部弧形过渡角,避免需要更换安装件二次加工,节省工序成本,同时减少安装产生的应力集中荷载现象,增加安装紧固件的使用寿命。
本实施例中,鍃窝钻端头3内设置旋紧螺纹5,所述旋紧螺纹5连接旋转部件6,旋转部件6包括外圈层601和内圈固定孔602。
实施例二
如图3、图4、图5所示,本实施例提供了一种反向鍃窝钻,在实施例一的基础上,本实施例中,所第一限位头101和第二限位头102端头呈圆形交错设置,形成第一连接部103,所述第一连接部103内第一限位头101端头和第二限位头102端头在第一连接部103内向鍃窝钻杆部2方向收缩延伸,两端部形成矩形内凹的第二连接部105,所述第二连接部105内设置竖向通孔,连接件穿过竖向通孔形成第二连接部105的连接关系;进一步地,第二连接部105上设置定位孔,所述定位孔穿过第二连接部105竖向通孔连通第一连接部103。
本实施例中,反向鍃窝钻上设置限位杆4,所述限位杆4一端连接鍃窝钻端头3尾部,另一端顶接第二连接部105上的定位孔,通过限位杆4支撑反向鍃窝钻两端,限位杆4伸入第一连接部103内横向孔,限制鍃窝钻限位头1在圆形切面上的自由转动,形成对鍃窝钻限位头1限位夹角的有效控制。进一步地,本实施例中可通过旋转鍃窝钻端头3尾部,控制反向鍃窝钻内限位杆4,精确控制限位夹角角度。
本实施例中,鍃窝钻端头3内设置旋紧螺纹5,所述旋紧螺纹5连接旋转部件6,旋转部件6包括外圈层601和内圈固定孔602,所述旋紧部件6内圈固定孔602呈打开状态,限位杆4穿过内圈固定孔602顶接在第二连接部105上。
本实施例中,限位杆4贯穿鍃窝钻杆部2和鍃窝钻端头3设置,旋转鍃窝钻端头3尾部限位杆4连接端,控制鍃窝钻限位头形成0-180°夹角。
本实施例中,通过对限位夹角在60°、90°和120°时划窝效果试验,得出如下试验数据对比,本试验中取限位夹角为α,限位杆4可精确控制限位夹角在±2°内,鍃窝钻和连接件之间夹角半径为r,划窝上缘厚度为b,划窝上缘和下缘之间的斜率为k;
(1)当α=60°时,rmax=0.4,bmax=0.5;此时测得,斜率k=6-8;
(2)当α=90°时,rmax=0.3,bmax=0.4;此时测得,斜率k=1.6-4;
(3)当α=120°时,rmax=0.2,bmax=0.3;此时测得,斜率k=5-8;
当斜率越大时,划窝产生的结合部角度越大,对安装零部件产生的疲劳裂变越强,使用寿命缩短。通过以上试验数据对比,当α=90°时,划窝成型斜率最为合适,划窝角度扩大和缩小产生的结合部连接角度斜率扩大,容易产生应力集中,划窝抗疲劳强度减弱,所以,当α=90°时,反向鍃窝钻划窝效果最优,同时对紧固件产生的疲劳应力最小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种反向鍃窝钻,包括鍃窝钻限位头(1)、鍃窝钻杆部(2)和鍃窝钻端头(3),所述鍃窝钻杆部(2)两端分别连接鍃窝钻限位头(1)和鍃窝钻端头(3),其特征在于,所述鍃窝钻限位头(1)包括第一限位头(101)和第二限位头(102),所述第一限位头(101)端头和第二限位头(102)端头通过第一连接部(103)活动连接在鍃窝钻杆部(2)上,第一限位头(101)和第二限位头(102)形成0-180°的开口;
所述第一限位头(101)和第二限位头(102)向远离端头外侧方向延伸,在单位长度上鍃窝钻限位头(1)体积逐渐增大,随之鍃窝钻限位头(1)重量逐渐增加,形成第一限位头(101)端尾和第二限位头(102)端尾;
所述第一限位头和第二限位头(102)内侧设置弧形过渡凹槽(104),所述弧形过渡凹槽包括限位头(1)端头内侧弧形过渡和限位头(1)端尾内侧弧形过渡,两侧弧形过渡连接形成弧形过渡凹槽(104),所述凹槽弧度匹配紧固件头部弧形过渡角。
2.根据权利要求1所述的反向鍃窝钻,其特征在于,所述第一限位头(101)端头和第二限位头(102)端头交接处第一连接部(103)向鍃窝钻杆部(2)方向收缩,形成内凹第二连接部(105)。
3.根据权利要求2所述的反向鍃窝钻,其特征在于,所述反向鍃窝钻上设置限位杆(5),所述限位杆(5)一端连接鍃窝钻端头(3)尾部,另一端顶接第二连接部(105)。
4.根据权利要求3所述的反向鍃窝钻,其特征在于,所述鍃窝钻端头(3)内设置旋紧螺纹,所述旋紧螺纹连接旋转部件(6),旋转部件(6)包括外圈层(601)和内圈固定孔(602),所述限位杆(4)穿过内圈固定孔(602)顶接在第二连接部(105)上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Reverse dimple drill Effective date of registration: 20231218 Granted publication date: 20220506 Pledgee: Ji'nan finance Company limited by guarantee Pledgor: Shandong AVIC Hehui Aviation Standard Parts Co.,Ltd. Registration number: Y2023980072728 |