一种带衬套锥形结构干涉装配连接件的制作方法

本实用新型涉及一种螺纹连接件，尤其是一种应用于复合材料干涉装配连接螺栓。

背景技术：

复合材料被广泛应用于飞机结构设计中，但由于复合材料的本身特性，易出现分层、脱皮，其连接件的选用受到较大的限制。若要通过干涉装配获得较高的承载能力，传统的连接件干涉装配选用直径略大于孔径的连接件，通过较大外力挤压，将连接件压入结构孔内获得较大的干涉量，但安装孔轴向较大的挤压，对复合材料最薄弱的环节造成损伤，引起材料分层，降低复合材料的强度；若要通过间隙装配避免对复合材料造成损伤，则连接件与结构孔壁存在一定的间隙量，降低连接件的承载能力，造成结构强度的下降，且间隙的存在易形成疲劳损伤，对飞机的飞行安全带来隐患。因此，一种既能采用干涉装配获得高承载力，又能避免安装过程中对复合材料造成损伤的连接方式，是复合材料结构装配中最为理想的选择。

技术实现要素：

技术方案

本实用新型的目的

本发明目的是针对目前飞机结构件复合材料装配过程中易出现分层、脱皮以及损伤复合材料造成结构件强度降低，或间隙装配降低连接件可靠性等问题。发明出一种带衬套锥形结构连接件既可以避免装配过程中损伤复合材料结构件，又可以通过干涉装配提高连接件的承载能力，且装配过程操作简单，避免传统连接件干涉装配受安装空间的限制，可采用单面连接。提高复合材料结构件连接的可靠性，降低操作难度和劳动强度，保证飞机飞行安全。

本实用新型的技术方案

本实用新型采取的技术方案为，一种带衬套锥形结构干涉装配连接件，其包括螺栓1、衬套2；其中螺栓1从头到尾包括：沉头11、锤形光杆12、外部螺纹13以及尾端安装孔14，锤形光杆12沿螺栓1轴线方向从沉头11到尾端呈一定角度倾角，从大到小均匀变化直到外部螺纹13位置终止，衬套2从头到尾包括：沉孔21以及锥形内孔22，安装时，所述衬套2与螺栓1紧密配合保护被安装的结构，沉孔21与沉头11紧密配合使用、锥形内孔22沿轴向方向呈锥形状，与锥形光杆12配合使用。

所述的锥形光杆12安装过程中产生周向挤压形成干涉作用。

所述的尾端安装孔14用于提高安装力矩。

所述的尾端安装孔14为六瓣圆形内孔。

衬套2的尾部有收口区23，所述的收口区23在加工时，收口区23产生应力变形，保证衬套2不从螺栓1上自由脱出。

所述螺栓1材料选用钛合金，头部采用镦制成形。

所述衬套2材料选用不锈钢，采用冲压成型。

本实用新型的有益效果

一种带衬套锥形结构干涉装配连接件适用于机械连接，尤其适用于复合材料结构件干涉装配，通过轴向拧紧锥形螺栓挤压外部衬套，使衬套周向均匀膨胀产生干涉应力，实现结构件的干涉装配过程。安装简单方便，提高干涉配合的装配效率，且不受安装空间的限制，可实现单面连接。通过连接件外部衬套的作用，有效的保护了结构件安装孔壁，避免了干涉装配过程中对结构件的损伤。

一种带衬套锥形结构干涉装配连接件将传统结构连接件干涉装配和间隙装配的优点结合起来，充分利用衬套的作用实现了既可避免损伤结构件又可提高连接件的承载能力，为飞机复合材料结构件的装配提供了一种解决方法，能有效提高连接的载荷和可靠性、装配效率，同时避免安装过程中对结构件的损伤，更好的保证了飞机的飞行安全。

附图说明

本实用新型带衬套锥形结构干涉装配连接件一较佳实施方式的结构示意图；其中，1-螺栓、2-衬套、11-沉头、12-锥形光杆、13-螺纹、14-安装孔、21-沉孔、22-锥形内孔、23-收口区。

附图1本实用新型正面及剖面示意图

附图2本实用新型螺栓剖面示意图

附图3本实用新型衬套剖面示意图

附图4本实用新型等轴示意图

附图5本实用新型安装过程示意图

具体实施方法

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，请参阅附图1至图5。

如图1～图3所示，一种带衬套锥形结构干涉装配连接件，其包括螺栓1、衬套2；其中螺栓1从头到尾包括：角度100°的沉头11、锤形光杆12、外部螺纹13以及尾端安装孔14，锤形光杆12沿螺栓1轴线方向从沉头11到尾端呈一定角度倾角，从大到小均匀变化直到外部螺纹13位置终止，衬套2从头到尾包括：角度100°的沉孔21、锥形内孔22以及收口区23，安装时，所述衬套2 与螺栓1紧密配合保护被安装的结构，沉孔21与沉头11紧密配合使用、锥形内孔22沿轴向方向呈锥形状，与锥形光杆12配合使用。

所述的锥形光杆12安装过程中产生周向挤压形成干涉作用。

所述的尾端安装孔14六瓣圆形内孔用于提高安装力矩。

所述的尾端安装孔14为六瓣圆形内孔。

所述的收口区23在加工时，收口区23产生应力变形，保证衬套2不从螺栓1上自由脱出。

所述螺栓1材料选用钛合金，头部采用镦制成形。所述衬套2材料选用不锈钢，采用冲压成型。

一种带衬套锥形结构干涉装配连接件，其使用方法为：先将连接件穿套在夹层板101的沉头和夹层板102上，使得衬套2沉头21部分与夹层板101的沉孔紧密贴合，使其衬套2完全穿套在夹层板101和夹层板102中，螺栓1插入衬套2中，沉头11部分露出在夹层板101外，螺纹13穿过安装孔露出在夹层板102外，通过安装工具将螺母103旋合在螺纹13上，安装工具芯棒插入安装孔14中固定螺栓1，采用一定的安装力矩旋转螺母103使其螺栓1在轴向拉力的作用下压入衬套2中，锥形光杆12挤压衬套2锥形内孔22使其衬套2均匀变形膨胀，变形膨胀的衬套挤压夹层板安装孔壁产生干涉应力，从而达到干涉装配的效果。其安装过程如图5所示。

本实用新型通过轴向拧紧锥形螺栓1挤压外部衬套2，使衬套2周向均匀膨胀变形产生干涉应力，实现结构件的干涉装配过程。采用锥形螺栓1产生干涉，增加连接的可靠性，且提高干涉装配的安装效率；通过衬套2对夹层板的保护，有效避免了安装过程中对夹层板的损伤，保证了夹层结构的强度。