CN201212511Y - 高精度定位螺钉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可用于各种部件的安装和定位，特别是用于精密测试情况下的高精度定位螺钉。高精度定位螺钉包括上部的螺帽(1)和下部的有螺纹螺杆(3)，螺钉中部为连接螺帽(1)和有螺纹螺杆(3)的定位杆(2)，定位杆(2)的外径尺寸大于有螺纹螺杆(3)的外径，与待安装部件的安装孔紧配合；螺帽(1)、定位杆(2)和有螺纹螺杆(3)三部分刚性一体，其材料硬度低于待安装部件的安装平面材料的硬度。由于螺钉中部起到了定位杆作用，本实用新型的螺钉可以和待安装部件的安装孔实现紧配合，达到高精度定位的目的，提高重复性精度，可用于各种部件的精确定位安装以及高精度测试的定位需要。

Description

高精度定位螺钉

技术领域

本实用新型涉及一种联接件，可用于各种部件的安装和定位，特别是一种用于在高精度测试情况下的精密定位螺钉。

背景技术

目前，常用于各种部件安装和定位的联接方式，可分为铆接联接、销联接和螺纹联接。

铆接联接所需国标铆钉由铆头和铆杆构成，常用的国标铆钉与国标螺钉的最主要区别就是其铆杆部分无螺纹，且铆钉多用于待安装部件无拆装的场合，虽然定位精度高，但不能多次使用和拆装，应用场合有限。

销联接也可用于部件的安装和定位，常用的国标销钉外观上由无螺纹螺杆和有螺纹螺杆构成。定位销钉既可以实现螺纹连接，同时又可与待安装部件的安装孔的内径实现紧配合，但由于结构上没有螺帽，自身无法将待安装部件安装牢固，需借助其它压紧件一起工作，应用场合受到局限。

螺纹联接所需国标螺钉从外观上分为三部分，螺帽、无螺纹螺杆、有螺纹螺杆。其中，无螺纹螺杆是联接螺帽和有螺纹螺杆的中间部分，它的外径尺寸在公差范围内要小于或等于螺纹的直径，有螺纹螺杆则根据其外径分为M1，M3，M4等各种不同规格的国标螺钉。通常情况下，国标螺钉穿过待安装部件的安装孔与安装平面进行螺纹联接。由于国标螺钉的结构特点，当待安装部件安装孔的内径大于螺钉无螺纹螺杆的外径的情况下，导致每次安装位置不同增加了安装基准误差，就不能适用于紧配合、高精度定位、要求重复性精度的应用场合。

比如，目前广泛用于中等精度飞行器的导航、制导和控制领域的石英挠性摆式加速度计。在石英加速度计的地面静态测试中，重复性精度是重要考核指标，这就要求作为测试用的螺钉定位精度要高，以减小安装误差，提高重复性精度。传统的石英加速度计静态测试用的定位螺钉，采用符合国标的螺钉，由于石英加速度计的安装定位孔的内径不确定，螺钉和安装定位孔之间存在一定的间隙，导致石英加速度计安装定位后不能实现紧配合，在反复拆装仪表的情况下，造成较大的随机安装基准误差，在重力场多位置翻滚试验中限制了石英加速度计δo(沿摆轴一次项系数)和δp(沿输出轴一次项系数)等系数测试标定准确性和重复性精度的提高，限制了该类仪表在更高精度领域应用完整模型进一步提高实际使用精度的能力。如附图1所示为常规国标螺钉与石英加速度计配合时产生定位误差的示意图，β角为螺钉与安装孔匹配造成的误差角。

如果采取铆钉连接方式，虽然定位精度高，但不能多次使用和拆装。如果采取销钉连接方式，则由于结构上没有螺帽，自身无法将待安装部件安装牢固，需借助其它压紧件一起工作，增加了应用难度，使应用场合受到局限。

如何解决国标铆钉、销钉、螺钉等联接时的紧配合差、定位精度低、重复性低和应用场合限制等问题，大幅降低安装基准误差，满足适用于各种部件的精确定位安装以及高精度测试定位需要的方式未见相关文献的报道。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有螺钉、铆钉、销钉等联接时的安装基准误差大，定位准确性低、重复性精度差的问题，提供一种采用螺钉定位杆和安装孔紧配合设计的高精度定位螺钉。

本实用新型的技术解决方案是：高精度定位螺钉，包括上部的螺帽和下部的有螺纹螺杆，螺钉中部为连接螺帽和有螺纹螺杆的定位杆，定位杆的外径尺寸大于有螺纹螺杆的外径，与待安装部件的安装孔紧配合。

所述的螺帽、定位杆和有螺纹螺杆三部分是刚性一体的。

所述的螺帽、定位杆和有螺纹螺杆三部分的材料硬度低于待安装部件的安装平面材料的硬度。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：由于采用了定位杆式的螺钉，该螺钉可以和待安装部件的安装孔紧配合，实现了高精度定位的目的，降低了待安装部件的定位误差，提高重复性精度，可用于各种部件的精确定位安装以及高精度测试的定位需要。

附图说明

图1为国标螺钉与石英加速度计配合时产生定位误差的示意图。

图2为本实用新型所述的高精度定位螺钉正视图。

图3为本实用新型所适用的石英加速度计的安装孔正视图。

具体实施方式

如附图2所示，本实用新型的高精度专用定位螺钉，包括上部的螺帽1和下部的有螺纹螺杆3，中部为连接螺帽1和有螺纹螺杆3的定位杆2，定位杆2的外径Φ₁大于有螺纹螺杆3的外径Φ₂，能与待安装部件的安装孔在公差范围内实现紧配合。螺帽1、定位杆2和有螺纹螺杆3三部分是刚性一体的。三部分的材料硬度低于待安装部件的安装平面材料的硬度。本实用新型的螺钉金属材料硬度低于试验工装安装平面材料的硬度，不会损坏测试工装的精密安装表面。

以石英加速度计的地面静态测试为例。常规的国标安装螺钉是M3螺钉，Φ₄＝3.0mm，而石英加速度计的安装孔内径Φ₃＝3.5mm，较小直径的螺钉装入较大直径的安装孔，有0.5mm的自由晃动量。这个晃动量处于法兰平面中，当法兰平面处于铅锤位置时，会产生一个随机的定位误差，导致在石英加速度计测试的某些空间取向下，由输入矢量的外加分量产生了相应的误差，影响了石英加速度计δo(沿摆轴一次项系数)和δp(沿输出轴一次项系数)等系数测试标定的准确性和重复性精度。经计算，常轨螺钉与安装孔匹配造成的β误差角(见附图1)最大时为0.53°，该误差角引入的δo和δp失准角误差约4.6μrad。

本实施例中采用的高精度定位螺钉，其中部的定位杆外径为Φ₁＝3.5mm，该定位杆与石英加速度计的安装孔实现紧配合，达到精确定位的目的。安装位置如附图3所示。使用本实用新型后β误差角最大时为153″，远小于常轨国标螺钉的β误差角0.53°，大幅降低了安装基准误差，相应的δo和δp失准角误差也从4.6μrad减小到0.7μrad，极大提高了石英加速度计δo(沿摆轴一次项系数)和δp(沿输出轴一次项系数)等系数测试标定的准确性、重复性精度，在应用中，使用完整模型时，可相应提高仪表的使用精度。例如，在精密离心机试验中，可提高半径反算精度5ppm。

Claims (3)

1、高精度定位螺钉，包括上部的螺帽(1)和下部的有螺纹螺杆(3)，其特征在于：螺钉中部为连接螺帽(1)和有螺纹螺杆(3)的定位杆(2)，定位杆(2)的外径大于有螺纹螺杆(3)的外径，与待安装部件的安装孔紧配合。

2、根据权利要求1所述的高精度定位螺钉，其特征在于：所述的螺帽(1)、定位杆(2)和有螺纹螺杆(3)三部分是刚性一体的。

3、根据权利要求1或2所述的高精度定位螺钉，其特征在于：所述的螺帽(1)、定位杆(2)和有螺纹螺杆(3)三部分的材料硬度低于待安装部件的安装平面材料的硬度。

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