一种复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于紧固件技术领域，尤其涉及一种复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件。
【背景技术】
[0002]在航空航天器零件设计中，通常会采用大量的紧固件作为部件之间的连接件，其中高性能的紧固件又非常昂贵。尤其是在复合材料的大量应用中，原来的紧固件连接已经不能满足现有安装的要求，而新型紧固件的研发相对滞后，各大国企及主机厂又对紧固件这种配套零部件不够重视，导致这类紧固件的高端设计零部件不能满足现有机种的安装要求，这对航空航天器总体进度是有影响的。如果采用安装于金属材料的紧固件继续安装，这将对新型复合材料的特殊特性大打折扣，且新型复合材料的应用没有达到应有的性能。这是航空航天器零件设计准则不允许的。为此，专为复合材料的应用提供一种优化设计的、满足现有航空航天器零部件嵌入式隐藏式等设计准则的高端紧固件显得尤为必要。这对紧固件的设计提出了更高的要求，要发挥出材料的极限性能才能满足最小重量的情况下达到最大优化设计的要求。
【发明内容】
[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、生产快捷、连接安全性和可靠性高的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件包括包括支撑板，在支撑板的中部冲压成型有向内延伸的内筒体，在内筒体的内表面和外表面采用辊锻工艺制有一体结构的类螺纹，在内筒体的端部冲压成型有向外延伸的外筒体，内筒体位于外筒体的内腔且两者的中心线平行。
[0005]本发明的优点和积极效果是:本发明提供了一种结构设计简单合理的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件，与现有的嵌入式连接件相比，本技术方案通过设置一体冲压成型的支撑板、内筒体和外筒体并在内筒体的内外表面均辊锻类螺纹，提供了一种新型结构的类螺纹连接件，兼具单侧安装和双侧安装的多种功能，提升了使用的便捷性以及适配性。
[0006]支撑板可设置为长方形、正方形、菱形等任意满足安装要求的形状，即支撑板的形状和尺寸能够以安装要求来确定，满足复合材料特殊特性的要求，可以通过对支撑板的安装面进行表面处理而提升与复合材料之间的摩擦力，进一步提升连接的可靠性。
[0007]外筒体截面可为圆形、椭圆形等任意满足安装要求的形状，力求与复合材料上开设的嵌入式安装孔的孔壁作最大限度的贴合，圆形是基本形状，椭圆形、不规则形状等能够增加与嵌入式安装孔孔壁之间的旋转阻力、满足复合材料的特殊特性要求。
[0008]内筒体内外表面采用内外反复辊锻工艺方法滚压出类螺纹，能显著增强类螺纹的韧性，提高强度、载荷和疲劳强度。类螺纹本身尺寸和真正的螺纹尺寸不相符合，同时又能和真正螺纹的螺栓相连接。辊锻式的加工工艺发挥了材料冷作硬化最大限度，令材料的使用性能达到最大极限，能够满足航空航天零件设计准则的最小质量要求。类螺纹可以同时和螺母和螺栓进行连接，因此兼具螺栓、螺母和铆钉等多功能。通过选取高性能的成型材料能够提升本一体式连接件的整体结构强度，在恶劣的工况下能够保持连接的安装性和可靠性。
[0009]优选地:在支撑板位于内侧和外侧的安装面上均成型有防滑痕。
[0010]优选地:所述支撑板采用高韧性、高冷作硬化的不锈钢材质、钛合金材质或高温合金材质。
[0011]本发明的另一个目的是提供一种加工上述复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件的方法。
[0012]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:加工方法包括以下步骤，a、采用冲压机在金属材料板材上冲压成型内筒体；b、采用类螺纹挤压旋转滚制滚轮在内筒体的内外表面反复辊锻出类螺纹；c、在内筒体的外侧反向冲压成型外筒体；d、按照预设形状压制成型支撑板。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的立体结构示意图；
[0014]图2是本发明的剖面结构示意图；
[0015]图3是本发明使用状态的剖视结构示意图。
[0016]图中:1、支撑板；2、外筒体；3、内筒体；4、类螺纹；5、安装螺母；6、安装螺钉；7、复合材料安装层；8、复合材料安装层；9、复合材料安装层；10、复合材料安装层。
【具体实施方式】
[0017]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下:
[0018]请参见图1和图2，本发明包括包括支撑板1，在支撑板1的中部冲压成型有向内延伸的内筒体3，在内筒体3的内表面和外表面采用辊锻工艺制有一体结构的类螺纹4，在内筒体3的端部冲压成型有向外延伸的外筒体2，内筒体3位于外筒体2的内腔且两者的中心线平行。
[0019]本实施例中，为了进一步提升本一体式连接件在连接安装时的可靠性，在支撑板1位于内侧和外侧的安装面上均成型有防滑痕，具体地防滑痕可以是挤压成型的划痕、波浪痕等，提升与复合材料接触时的摩擦力。
[0020]本实施例中，支撑板1采用高韧性、高冷作硬化的不锈钢材质、钛合金材质或高温合金材质，上述材质具有优良的机械特性，更适用于航空航天的严苛环境。
[0021]加工方法:采用冲压机在金属材料板材上冲压成型内筒体3 ;之后采用类螺纹挤压旋转滚制滚轮在内筒体3的内外表面反复辊锻出类螺纹4 ;之后在内筒体3的外侧反向冲压成型外筒体2 ;最后按照预设形状压制成型支撑板1。
[0022]使用方法请参见图3，可以看出:将本一体式连接件的外筒体2部分嵌入开设在复合材料安装层9上的嵌入式安装孔内，外筒体2的外壁最好与安装孔的内壁紧密贴合；安装螺钉6穿过复合材料安装层10上的连接孔后拧入本一体式连接件的内筒体3内，即安装螺钉6的外螺纹与内筒体3内表面的类螺纹4连接，完成一种安装；或者，将本一体式连接件嵌入复合材料安装层9的嵌入式安装孔内之后，将安装螺母5的杆体部分穿过复合材料安装层7和复合材料安装层8两者对应的连接孔后令内筒体3旋入安装螺母5内，即内筒体3外表面的类螺纹4与安装螺母5的内螺纹连接，完成另一种安装。再或者，从两侧分别采用安装螺母5和安装螺钉6对全部复合材料安装层7、8、9和10进行固定安装。
【主权项】
1.一种复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件，其特征在于:包括支撑板(1)，在支撑板⑴的中部冲压成型有向内延伸的内筒体(3)，在内筒体(3)的内表面和外表面采用辊锻工艺制有一体结构的类螺纹(4)，在内筒体(3)的端部冲压成型有向外延伸的外筒体(2)，内筒体⑶位于外筒体⑵的内腔且两者的中心线平行。2.如权利要求1所述的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件，其特征在于:在支撑板(1)位于内侧和外侧的安装面上均成型有防滑痕。3.如权利要求1所述的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件，其特征在于:所述支撑板(1)采用高韧性、高冷作硬化的不锈钢材质、钛合金材质或高温合金材质。4.加工如权利要求1至3任一项所述的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件的方法，其特征在于:包括以下步骤， a、采用冲压机在金属材料板材上冲压成型内筒体(3)； b、采用类螺纹挤压旋转滚制滚轮在内筒体(3)的内外表面反复辊锻出类螺纹(4); c、在内筒体(3)的外侧反向冲压成型外筒体⑵； d、按照预设形状压制成型支撑板(1)。
【专利摘要】本发明属于紧固件技术领域，尤其涉及一种复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件。包括支撑板(1)，在支撑板(1)的中部冲压成型有向内延伸的内筒体(3)，在内筒体(3)的内表面和外表面采用辊锻工艺制有一体结构的类螺纹(4)，在内筒体(3)的端部冲压成型有向外延伸的外筒体(2)，内筒体(3)位于外筒体(2)的内腔且两者的中心线平行。本发明的复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件结构简单、生产快速便捷、兼具单侧安装和双侧安装的功能，连接后的安全性和可靠性高。本发明还涉及一种加工上述复合材料用嵌入式多功能类螺纹一体件的方法。
【IPC分类】B21K1/56, F16B37/12
【公开号】CN105422592
【申请号】CN201510672337
【发明人】陈立, 王鹏, 陈晓红, 蒲国新, 陈成, 唐彪, 齐波
【申请人】北京成立科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月16日