专利名称：带沟槽收尾的高锁螺栓、其加工方法及滚轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于航空航天的沟槽收尾的高锁螺栓。本发明还涉及这种高锁螺栓在加工方法以及制造这种方法中所采用的滚轮。
背景技术：
高锁螺栓紧固件产品主要用于航空、航天领域，是飞机机舱、舱盖、外形机身蒙皮等机体结构的主要连接件，一般与高锁螺母配用，以满足机体结构中高自锁性能的要求。相对于普通螺栓螺母的连接，高锁螺栓和高锁螺母的连接具有重量轻、疲劳性能好、自锁能力高等特点，且能保证较高的稳定预紧力。高锁螺栓具有较短的收尾，由于螺纹的收尾缩短了，而与之配套的高锁螺母的高度也降低了，因此安装后的重量将大大降低，在保证强度性能的同时，对飞机减重具有积极的意义。高锁螺栓紧固件产品有效螺纹长度较短(一般只有5 6牙)，为保证连接的可靠性及高自锁性能，产品设计的螺纹收尾比行业标准要求的螺纹收尾要短。行业标准中的螺纹收尾在IP 2P (P为螺距)之间，而高锁螺栓的螺纹收尾< I. 5P (P为螺距)。而螺纹收尾过长，则可能使螺栓与螺母配合装配时达不到可靠的预紧力，主要是因为螺纹收尾不合理造成的，正常情况下，解决此类问题办法是需要在螺栓上增加工艺垫片，相当于增加装配零件的厚度，使螺母与螺栓进行预紧，但是，对于飞机装配来说，工艺垫片的增加会造成飞机的增重，从而影响飞机的装配质量，所以如何使飞机上不增加工艺垫片的前提下保证螺栓与螺母间的预紧力，是飞机装配的重要问题，但该设计尺寸，产品在滚丝加工过程难以保证，极易超差导致产品不合格。 一般直接用滚丝轮对高锁螺栓进行滚压时，其收尾端就会有不完整螺纹，同时，滚丝轮在滚压螺栓时，其倒角处受到一对不平衡的作用，很容易崩齿。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种收尾段短、尺寸精度高、连接更加稳固的高锁螺栓；本发明还提供一种加工该高锁螺栓的方法及加工收尾段沟槽的滚轮。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种沟槽收尾的高锁螺栓，包括螺帽、光杆段、螺纹段和收尾段，其特征在于所述收尾段为一沟槽，所述沟槽的圆周面是一圆锥面，此圆锥面的小端与光杆段连接，圆锥面的大端与螺纹段连接，所述沟槽与光杆段、螺纹段的连接处均为圆弧面过渡连接。上面所述的高锁螺栓的加工方法是先下料，然后冷镦加工高锁螺栓的螺帽，然后加工收尾段的沟槽，最后采用滚丝轮滚压出螺纹段；本发明中，收尾段的沟槽采用滚轮滚压rfu 。为了加工出如上所述的沟槽，上述加工方法中采用滚轮，所述滚轮的圆周外表面设有一个或两个凸缘，所述凸缘的圆周面为圆锥面，所述圆锥面的大端、小端与滚轮的圆周外表面的连接处均为圆弧过渡面连接，且圆锥面与大端、小端的连接也为圆弧面过渡连接。
进一步的，所述的滚轮上设有两个凸缘时，圆锥面的大端均设置在滚轮的端面附近。本发明具有的优点和积极效果是沟槽收尾的高锁螺栓有效的降低了螺纹收尾区螺纹牙的成形高度，并使螺纹收尾自然过渡到螺栓光杆台阶下，且不会爬上光杆，从而减小了螺纹收尾长度，在配合螺母时，螺纹旋合长度得到增加，保证了锁紧结构的稳定性；收尾段的沟槽可以避免滚丝轮滚压螺纹时产生不完全螺纹，使得螺栓与螺母连接配合时，不需要增加额外的工艺垫片，直接作用就可达到所需预紧力的要求，且避免了滚丝轮的倒角在螺栓的收尾处参加滚压，从而避免了滚丝轮的崩齿现象，有效的保护了滚丝轮的轮齿，提高了工作效率，降低了成本；采用滚轮滚压高锁螺栓收尾段的沟槽，效率高，稳定性和一致性好。
图I是高锁螺栓的结构示意图 图2是高锁螺栓收尾段的沟槽放大示意3是高锁螺栓的加工工艺流程4是滚轮结构示意5是滚轮上凸缘的放大示意6是实施例I加工高锁螺栓收尾段沟槽的滚轮布置7是实施例2加工高锁螺栓收尾段沟槽的滚轮布置中I、高锁螺栓 2、滚轮11、螺帽12、光杆段 13、收尾段 14、螺纹段21、凸缘
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的阐述。如图I所示，本发明提供一种带沟槽收尾的高锁螺栓1，包括螺帽11、光杆段12、收尾段13和螺纹段14，如图2所示，收尾段13为一沟槽，沟槽的圆周面是一圆锥面，圆锥面的小端与光杆段12以圆弧面过渡连接，圆锥面的大端与螺纹段14以圆弧面过渡连接。圆弧面过渡避免了高锁螺栓I与螺母配合连接时产生应力集中；沟槽收尾也使得高锁螺栓I与螺母配合连接时在不使用垫片的前提下，能够产生预期的预紧力，使连接更加稳定、安全；同时，沟槽使得随后的螺纹段14的加工更加方便、精确。图3是高锁螺栓I的加工工艺流程，首先下料，为棒料，棒料的直径尺寸与所加工的高锁螺栓I的光杆段12的直径尺寸相适应，然后将棒料冷锻生成螺帽11及光杆段12，下一步采用滚轮2对光杆段12的相应位置处滚压出沟槽状的收尾段13，最后用滚丝轮对螺纹段14进行滚压加工。目前，一般普通螺栓收尾段的加工，一般采用车削、铣削、磨削，而此类加工方法均为切屑加工，加工后螺栓的强度明显减弱，抗疲劳的能力也下降，材料的浪费增加了成本，且只能进行单件加工，加工效率极低，不适于批量加工，加工出来的精度有限；而本发明对收尾段采用滚轮2滚压加工，解决了上述加工方法的不足，由于滚压加工属于冷锻压加工工艺，材料利用率高，成本明显降低，滚压后的沟槽表面因冷作硬化从而能提高了高锁螺栓的强度和硬度，能够批量生产，生产效率明显比切削加工高很多，且易于实现自动化，保证了沟槽的尺寸精度、稳定性和一致性。图4、图5是加工高锁螺栓I沟槽的滚轮2，该滚轮2的圆周外表面设有一个或两个凸缘21，凸缘21的圆周面是圆锥面，圆锥面两端与光杆段12、螺纹段14均为圆弧面过渡连接；这样就可以加工出与之对应的具有圆弧过渡的沟槽收尾段13，当滚轮2上设有两个凸缘21时，凸缘21的大端均设置在滚轮2的端面附近。图6是实施例I加工高锁螺栓I的收尾段沟槽的滚轮布置图，本实施例中，滚轮2有两个凸缘21，但是只有一个凸缘21参加滚压加工，另一个凸缘21闲置备用，当其中一个凸缘21有缺损不合格时，将滚轮2反向安装，则可继续对高锁螺栓I收尾段的沟槽进行加工，这样，有效地提高了滚轮2的使用寿命，降低了成本。图7是实施例2加工高锁螺栓I收尾段沟槽的滚轮布置图，本实施例中，滚轮2有 两个凸缘21，滚轮2的两个凸缘21都参加滚压加工，由此可知，滚轮2单次滚压加工的速度提高了一倍，即加工效率大大提高。由以上分析可知，带沟槽收尾的高锁螺栓的螺纹收尾长度短，保证了与相应螺母配合连接的预紧力，且成本低、效率高，稳定性和一致性好。以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
权利要求
1.一种带沟槽收尾的高锁螺栓，包括螺帽、光杆段、螺纹段和收尾段，其特征在于所述收尾段为一沟槽，所述沟槽的圆周面是一圆锥面，圆锥面的小端与光杆段连接，圆锥面的大端与螺纹段连接，所述沟槽与光杆段、螺纹段的连接处均为圆弧面过渡连接。
2.—种加工如权利要求I所述的带沟槽收尾的高锁螺栓的加工方法，先下料，然后冷镦加工高锁螺栓的螺帽，然后加工收尾段的沟槽，最后采用滚丝轮滚压出螺纹段，其特征在于收尾段的沟槽采用滚轮滚压而成。
3.实现如权利要求2所述的带沟槽收尾的高锁螺栓加工方法中的滚轮，其特征在于所述滚轮的圆周外表面设有一个或两个凸缘，所述凸缘的圆周面为圆锥面，所述圆锥面的大端、小端与滚轮的圆周外表面的连接处均为圆弧过渡面连接，且圆锥面与大端、小端的连接面也为圆弧面过渡连接。
4.根据权利要求3所述的滚轮，其特征在于所述的滚轮上设有两个凸缘时，圆锥面的大端均设置在滚轮的端面附近。
全文摘要
本发明提供一种收尾段短、尺寸精度高、连接更加稳固的高锁螺栓；本发明还提供一种加工该高锁螺栓的方法及加工收尾段沟槽的滚轮；高锁螺栓包括螺帽、光杆段、螺纹段和收尾段，收尾段为一沟槽，沟槽两端的深度尺寸不相等，沟槽与光杆段、螺纹段的连接处均为圆弧过渡；收尾段的沟槽采用滚轮滚压而成；滚轮的圆周外表面设有一个或两个凸缘，其特征在于所述凸缘是倾斜的，凸缘与滚轮的圆周外表面的连接处均为圆弧过渡面。本发明具有的优点和积极效果是采用上述技术方案，带沟槽收尾的高锁螺栓的螺纹收尾长度短，保证了与相应螺母配合连接的预紧力，且成本低、效率高，稳定性和一致性好。
文档编号B21K1/44GK102748360SQ201210236979
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者张晓斌, 林忠亮, 申庆援, 韩应付 申请人:航天精工有限公司