CN115030948A - 一种可拆卸双面沉头紧固件及其连接方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可拆卸双面沉头紧固件及其连接方法和应用，包括可连接或拆卸的沉头螺钉和沉头螺母，螺钉的光杆一端连螺钉头，另端连外螺纹段；螺母包括螺母头和内侧设连接内螺纹孔的光杆；螺钉头靠近光杆侧端面和螺母头部靠近光杆侧端面形分别成用于紧固被连接件的第一和第二承压夹紧面；被连接件上设有贯穿被连接件并适于螺纹连接的沉头螺钉和沉头螺母的光杆及光杆插入的通孔；通孔两侧开口为第一和第二端口，对应的各被连接件表面分设凹入的第一和第二沉头孔；第一和第二承压夹紧面分别作用于第一和第二沉头孔的锥形面；螺钉和螺母连接时，第一和第二沉头孔的孔深适宜于螺钉头或螺母头整体凹入或端面与对应被连接件的表面保持平齐。

Description

一种可拆卸双面沉头紧固件及其连接方法和应用

技术领域

本发明涉及飞机领域(B64C)和导弹领域(F42B)，具体涉及一种可拆卸双面沉头紧固件及其连接方法和应用，用于被连接件的两侧表面均不允许存在凸出物的场合。

背景技术

飞机、导弹等飞行器在飞行过程中承受气动载荷，其表面的凸出物不仅会增加阻力，还会产生紊流，随着凸出物数量越多，突出气动外缘的面积越大，对飞行性能的影响也越大。

目前飞行器表面的紧固件大多采用沉头铆钉和沉头螺钉，但是沉头铆钉连接后就不可以拆卸，沉头螺钉虽然可以拆卸，但是背面需要有螺母与之配合，不能满足一些空间狭小或者两面均露出气动外缘部位的要求，比如天线支架、挂钩底座、小翼接头等安装部位。近年来有不少关于双面沉头连接方面的研究。

申请号为201220046195.X的中国专利文献提供了一种双面沉头空心铆钉，其铆钉杆插入铆体，通过拉铆操作，铆钉杆的钉头使铆体的平直端塑性变形而形成沉头，由此完成被连接件的双面沉头连接固定。这种双面沉头空心铆钉的优点是操作简单、成本较低，缺点是：1)铆接后，不可拆卸。2)铆体为空心结构，强度较低，铆钉杆有脱落风险。3)铆体需塑性变形才能形成沉头，铆接后，钉头与被连接件的表面很难保证齐平。

申请号为201310185325.7的中国专利文献公开了一种《双面无凸出物的两构件连接方法及双沉头拉铆钉》，提供了一种双沉头拉铆钉，其铆钉和套环的钉头均为沉头型式，铆钉插入套环，通过拉铆操作，铆钉和套环采用螺纹固定方式，由此完成两构件的双面无凸出物的连接。这种双沉头拉铆钉的优点是连接强度高、表面质量好、操作简单，缺点是：1)铆接后，不可拆卸。2)铆接操作需要较大拉力，容易对挤压强度较低的被连接件的孔周边造成损伤。

随着飞行器飞行速度的提高，其表面质量要求也越来越高，对于某些特殊的连接部位，不仅要求双面沉头与气动外缘齐平，而且还提出可拆卸、连接强度高、成本可控等其它性能要求。因此迫切需要一种可拆卸双面沉头紧固件，既能满足被连接件的双面沉头连接，以保证两侧表面平整，又能满足拆卸方便、连接可靠、操作简单等性能要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种可拆卸双面沉头紧固件。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种可拆卸双面沉头紧固件，用于紧固贴靠在一起的至少两个被连接件，其特点为，包括一对经螺纹可连接或拆卸的沉头螺钉和沉头螺母，所述沉头螺钉包括一第一光杆，所述第一光杆的一端连接螺钉的螺钉头，另一端连接螺钉的外螺纹段；所述沉头螺母包括头部和内侧设有连接内螺纹孔的第二光杆；所述沉头螺钉的螺钉头靠近第一光杆一侧的端面形成一用于紧固所述至少两个被连接件的第一承压夹紧面，所述沉头螺母头部靠近第二光杆一侧的端面形成一用于紧固所述至少两个被连接件的第二承压夹紧面；

其中，贴靠在一起的所述至少两个被连接件上设有一贯穿所有被连接件并适宜于螺纹连接的所述沉头螺钉和沉头螺母的第一光杆及第二光杆插入的通孔，所述通孔的孔径与所述第一光杆及第二光杆的外径相适应；

以该通孔的两侧开口分别为第一端口和第二端口，在所述第一端口处的对应被连接件表面开设有凹入的第一锥形沉头孔，在所述第二端口处的对应被连接件表面开设有凹入的第二锥形沉头孔；所述第一承压夹紧面作用于所述第一锥形沉头孔的锥形面，所述第二承压夹紧面作用于所述第二锥形沉头孔的锥形面；所述沉头螺钉和沉头螺母螺纹连接时，所述第一锥形沉头孔的孔深适宜于沉头螺钉的螺钉头整体凹入或端面与对应被连接件的表面保持平齐，所述第二锥形沉头孔的孔深适宜于沉头螺母的头部整体凹入或端面与对应被连接件的表面保持平齐。

作为本发明的优选实施例之一，所述第一承压夹紧面为锥面，锥形角度为60°～150°。

也作为本发明的优选实施例之一，所述第二承压夹紧面为锥面，锥形角度为60°～150°。

还作为本发明的优选实施例，所述沉头螺母的连接内螺纹孔的底孔为盲孔，盲孔底部距离沉头螺母头部的拧紧槽底部厚度不小于0.5mm。

作为本技术方案的进一步改进，所述沉头螺钉和沉头螺母的螺纹连接处刷涂有螺纹锁紧胶。

本发明所要解决的另一技术问题，在于提供一种前述可拆卸双面沉头紧固件对贴靠在一起的至少两个被连接件进行紧固的连接方法，该方法包括如下步骤：

1)制作沉头螺钉和沉头螺母；

2)夹紧被连接件，加工通孔；

3)在通孔两端划窝，两端的被连接件表面分别形成第一锥形沉头孔和第二锥形沉头孔；

4)将沉头螺钉的外螺纹段沿第一锥形沉头孔插入通孔；

5)将沉头螺母的螺纹连接端沿第二锥形沉头孔插入通孔；

6)拧紧沉头螺钉和沉头螺母，保持端头不高于对应被连接件表面，完成连接。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种前述可拆卸双面沉头紧固件作为飞行器表面紧固件的应用。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

1)拆卸方便；

2)两面平整；

3)强度高；

4)连接可靠；

5)成本较低。

附图说明

图1是可拆卸双面沉头紧固件结构图；

图2是沉头螺钉示意图；

图3是沉头螺母示意图；

图4是可拆卸双面沉头紧固件连接方法示意图；

附图中的标记为：

1-沉头螺钉；1.1-螺钉头；1.2-光杆；1.3-外螺纹段；1.4-拧紧槽；

2-沉头螺母；2.1-螺母头；2.2-光杆；2.3-内螺纹段；2.4-拧紧槽；

3-被连接件；3.1-通孔；3.2-沉头孔；

4-被连接件；4.1-通孔；4.2-沉头孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细说明。

本发明提供了一种可拆卸双面沉头紧固件，如图1至图4所示，所述紧固件由沉头螺钉1和沉头螺母2组成，通过拧紧沉头螺钉1和沉头螺母2，使被连接件3和被连接件4固定到一起，并保证沉头螺钉1和沉头螺母2均不突出被连接件的表面。

沉头螺钉1由螺钉头1.1、光杆1.2、外螺纹段1.3和拧紧槽1.4组成；沉头螺母2由螺母头2.1、光杆2.2、内螺纹段2.3和拧紧槽2.4组成；被连接件3上制有通孔3.1和沉头孔3.2；被连接件4上制有通孔4.1和沉头孔4.2。

沉头螺钉1的螺钉头1.1及沉头螺母的螺母头2.1的沉头型式可以为锥形、直角形或直角与锥形的混合形式，锥形角度为60°～150°钉头端面均为平面，以保证拧紧后的螺钉和螺母均不突出被连接件表面。

螺钉头1.1和螺母头2.1的拧紧槽可以为一字形、十字形、内六角形、梅花形、五边形等结构。沉头螺钉1的光杆1.2和沉头螺母2的光杆2.2的外径尺寸相同，以保证与被连接件的通孔配合。

沉头螺母2的内螺纹段2.3的底孔为盲孔，且底部与拧紧槽2.4之间的壁厚应≥0.5mm，既能起密封作用，又能保证拧紧槽的强度。

沉头螺钉1的外螺纹段1.3和沉头螺母2的内螺纹段2.3之间可以刷涂螺纹锁紧胶，既能起防松作用，又方便拆卸。

沉头螺钉1和沉头螺母2的材质可以为金属、塑料、复合材料等。

另外，被连接件的数量可以为2个或多个，可以根据被连接的厚度，选择合适的紧固件沉头型式，并计算出紧固件的长度。

根据紧固件的受力工况，使用Patran、Nastran、ANSYS等强度计算软件，确定紧固件的外径、材质。

使用CATIA三维软件绘制紧固件的三维模型。

本实施例中可拆卸的双面沉头紧固件的连接方法，主要包括以下步骤：

1)采用机械加工、注塑、模压等工艺制作沉头螺钉和沉头螺母。

2)夹紧被连接件，加工通孔。

3)在通孔两端划窝，形成沉头孔。

4)将沉头螺钉从一端放入沉头孔。

5)将沉头螺母从另一端放入沉头孔。

6)拧紧沉头螺钉和沉头螺母，完成连接，如图4所示。

进一步，本发明的可拆卸双面沉头紧固件尤其适宜于用在飞行器表面紧固的应用场景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可拆卸双面沉头紧固件，用于紧固贴靠在一起的至少两个被连接件，其特征在于，包括一对经螺纹可连接或拆卸的沉头螺钉和沉头螺母，所述沉头螺钉包括一第一光杆，所述第一光杆的一端连接沉头螺钉的钉头，另一端连接沉头螺钉的外螺纹段；所述沉头螺母包括头部和内侧设有连接内螺纹孔的第二光杆；所述沉头螺钉的钉头靠近第一光杆一侧的端面形成一用于紧固所述至少两个被连接件的第一承压夹紧面，所述沉头螺母头部靠近第二光杆一侧的端面形成一用于紧固所述至少两个被连接件的第二承压夹紧面；

其中，贴靠在一起的所述至少两个被连接件上设有一贯穿所有被连接件并适宜于螺纹连接的所述沉头螺钉和沉头螺母的第一光杆及第二光杆插入的通孔，所述通孔的孔径与所述第一光杆及第二光杆的外径相适应；

以该通孔的两侧开口分别为第一端口和第二端口，在所述第一端口处的对应被连接件表面开设有凹入的第一锥形沉头孔，在所述第二端口处的对应被连接件表面开设有凹入的第二锥形沉头孔；所述第一承压夹紧面作用于所述第一锥形沉头孔的锥形面，所述第二承压夹紧面作用于所述第二锥形沉头孔的锥形面；所述沉头螺钉和沉头螺母螺纹连接时，所述第一锥形沉头孔的孔深适宜于沉头螺钉的螺钉头整体凹入或端面与对应被连接件的表面保持平齐，所述第二锥形沉头孔的孔深适宜于沉头螺母的螺母头整体凹入或端面与对应被连接件的表面保持平齐。

2.根据权利要求1所述的可拆卸双面沉头紧固件，其特征在于，所述第一承压夹紧面为锥面，锥形角度为60°～150°。

3.根据权利要求1所述的可拆卸双面沉头紧固件，其特征在于，所述第二承压夹紧面为锥面，锥形角度为60°～150°。

4.根据权利要求1所述的可拆卸双面沉头紧固件，其特征在于，所述沉头螺母的连接内螺纹孔的底孔为盲孔，盲孔底部距离沉头螺母头部的拧紧槽底部厚度不小于0.5mm。

5.根据权利要求1所述的可拆卸双面沉头紧固件，其特征在于，所述沉头螺钉和沉头螺母的螺纹连接处刷涂有螺纹锁紧胶。

6.一种利用权利要求1-5中任一权利要求所述可拆卸双面沉头紧固件对贴靠在一起的至少两个被连接件进行紧固的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制作匹配的沉头螺钉和沉头螺母；

2)夹紧被连接件，加工通孔；

3)在通孔两端划窝，两端的被连接件表面分别形成第一锥形沉头孔和第二锥形沉头孔；

4)将沉头螺钉的外螺纹段沿第一锥形沉头孔插入通孔；

5)将沉头螺母的螺纹连接端沿第二锥形沉头孔插入通孔；

6)拧紧沉头螺钉和沉头螺母，保持端头不高于对应被连接件表面，完成连接。

7.权利要求1-5中任一权利要求所述可拆卸双面沉头紧固件作为飞行器表面紧固件的应用。

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