自锁螺母收口工具的制作方法

本发明涉及一种自锁螺母收口工具。

背景技术：

在航天航空领域中，自锁螺母作为一种常用的紧固件被广泛应用。自锁螺母主要通过收口来使螺纹变形，实现其防松、抗振的功能。申请公布号为cn108435960a，申请公布日为2018.08.24的专利文件公开了一种自锁螺母收口装置，能够在自锁螺母不拆卸的情况下来对自锁螺母进行收口作业。该装置包括空心圆柱体的模座，模座内移动装配有朝向自锁螺母的前端移动的收口模组件，收口模组件包括多个均布的夹模，夹模的内侧形成用于容纳自锁螺母的内腔，收口装置还包括驱动机构，能够使收口模组件往复移动，驱动收口模组件移动以使各夹模挤压对自锁螺母进行收口。驱动机构包括与夹模的下端连接的钢丝绳及驱动钢丝绳运动的手柄，操作人员通过转动手柄来驱动钢丝绳带动夹模合模。夹模上均布置有锥形结构，锥形结构的外周面形成了夹模上的锥面配合结构，能够使收口模组件在向模座后端运动时使两夹模产生相向运动，以对放置在夹模之间的自锁螺母进行挤压。

操作人员在使用该收口装置对自锁螺母进行收口时，通过转动手柄使夹模对自锁螺母挤压，但其中存在的问题是：操作人员无法准确手柄的转动量，手柄不同的位移量会导致自锁螺母收口量的不同，产生自锁螺母进行收口后尺寸一致性差的问题，甚至会出现过收而造成的收口处开裂或是锁紧力矩过大而造成的咬死现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自锁螺母收口工具，能够解决现有技术中对自锁螺母收口作业时收口尺寸一致性差的问题。

为实现上述目的，本发明中的自锁螺母收口工具采用如下技术方案：

自锁螺母收口工具，包括收口模具和用于带动收口模具动作的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括杠杆座和铰接在杠杆座上的省力杠杆，省力杠杆具有位于支点一端的与收口模具传动连接的连接端，还具有位于支点另一端的用于驱动省力杠杆转动的施力端，所述杠杆座或施力端上设有调节螺钉，所述调节螺钉朝向省力杠杆的施力端布置或朝向杠杆座布置以对省力杠杆的转动进行限位，所述杠杆座或施力端上还设有用于指示调节螺钉的转动位置的刻度盘。

其有益效果在于：使用省力杠杆来带动收口模具动作，省力杠杆能够将驱动力放大，使操作人员操作更方便；在收口工具中还设置有限制省力杠杆转动的调节螺钉，当省力杠杆转动到一定位置时与调节螺钉配合，省力杠杆不再转动使收口模具不再挤压自锁螺母，从而实现控制自锁螺母收口量的控制，提高了被加工的自锁螺母收口量的一致性；连接端的力臂小，因此在省力杠杆转动的过程中，连接端的运动的圆弧长度可以认为是与相同两点的直线距离等同，由圆弧运动带来的误差很小，可以不予考虑。在收口工具中设置有刻度盘，刻度盘用于指示调节螺钉及省力杠杆的位置，调节螺钉与刻度盘的刻度构成对应关系，当调节螺钉旋入或旋出时会带动指针转动，因为其螺距为固定值，所以刻度盘的刻度与调节螺钉的位置即省力杠杆连接端的位置一一对应，省力杠杆的施力端与连接端也存在着固定的对应关系，因此刻度盘能够确定调节螺钉位置、省力杠杆转动的参数值及收口量的大小，能够供操作人员直观地看出调节螺钉的转动位置及对自锁螺母的收口量，从而能够对自锁螺母收口量进行量化地控制。

进一步的，所述支点与调节螺钉之间的距离不小于省力杠杆中阻力臂长度的2倍。

其有益效果在于：支点与调节螺钉之间的距离不小于阻力臂长度的2倍，能够使调节螺钉远离支点布置，调节螺钉具有更多的旋入、旋出空间，能够实现更精确及更大范围的调整。

进一步的，所述收口模具包括模座和活动设置在模座内的夹模，所述模座固定设置在杠杆座上。

其有益效果在于：将模座固定设置在杠杆座上，能够减小本收口工具整体的体积，操作人员在使用本收口工具时更加方便，并且模座固定在杠杆座上，减少了省力杠杆与夹模之间的传动距离，减少了误差。

进一步的，设置在所述连接端与夹模之间的传动件为刚性件。

其有益效果在于：将连接端与夹模之间的传动件设置为刚性件，减少了因传动件形变而带来的误差，提高了收口尺寸的一致性。

进一步的，所述传动件为铰接在连接端与夹模之间的连杆。

其有益效果在于：使用连杆作为刚性传动件，结构简单，技术成熟便于在本工具中实现。

进一步的，所述连杆一端与夹模铰接，另一端与省力杠杆的连接端铰接。

其有益效果在于：连杆一端与夹模铰接，另一端与连接端铰接，连杆在省力杠杆的转动过程中不会对省力杠杆的运动产生干涉，并且还能够较好地将力从省力杠杆上传递到夹模上。

进一步的，所述连杆固定设置在夹模的靠近省力杠杆的一端，且在连杆上开设有沿连杆的径向延伸布置的长孔，省力杠杆上设有与长孔导向配合并可转动地装配在长孔内的销轴。

其有益效果在于：省力杠杆的铰接端能够在长孔中摆动来带动连杆及夹模运动，夹模与连杆之间固定连接，减少了因传动损失带来的误差，进一步提高收口尺寸的一致性。

进一步的，所述刻度盘可转动地设置以实现对零。

其有益效果在于：指针与刻度位置可调，便于操作人员在进行收口作业时对刻度盘进行对零操作。

进一步的，自锁螺母收口工具包括用于获取杠杆的转动角度或位移量的传感器和与传感器信号连接的信号处理装置，信号处理装置连接有用于在传感器检测到的角度值或位移量超过设定值时发出警示信息的警示装置。

其有益效果在于：使用传感器，能够帮助操作人员进一步地获知省力杠杆转动角度或位移量，便于在作业过程中控制收口尺寸，提高收口尺寸一致性。

附图说明

图1为本发明中自锁螺母收口工具实施例1的结构示意图；

图2为本发明中自锁螺母收口工具实施例1的夹模的剖视图；

图3为本发明中自锁螺母收口工具实施例1的夹模的俯视图；

图4为沿图1中a向的局部视图；

图5为本发明中自锁螺母收口工具实施例1的夹模与省力杠杆的连接结构示意图；

图6为本发明中自锁螺母收口工具实施例2的夹模与省力杠杆的连接结构示意图；

图7为本发明中自锁螺母收口工具实施例3的夹模结构示意图；

图8为本发明中自锁螺母收口工具实施例4的结构示意图；

图9为图8中a处放大图。

图中：10.转动手柄；11.刻度盘；11-1.刻度；11-2.指针；20.固定手柄；21.支承轴；22.调节螺钉；30.收口模具；31.模座；32.施力部；33.连接臂；34.移动座；35.复位弹簧；36.堵盖；37.施力部；40.连杆；50.连杆；51.长孔；60.销轴；70.传感部分；71.霍尔角位移传感器；72.轨道；73.齿条；74.抗噪声屏蔽线；80.数显装置。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中的自锁螺母收口工具的具体实施方式进行说明。

如图1所示，本发明中自锁螺母收口工具的实施例1：该收口工具主要由两部分组成，第一部分为用于与自锁螺母适配并对自锁螺母施力，使自锁螺母变形收口的收口模具30，第二部分为带动收口模具30动作以完成收口作业的驱动装置。其中，驱动装置包括杠杆座和铰接在杠杆座上的省力杠杆，省力杠杆的一端为与收口模具30传动连接的连接端，另一端为驱动杠杆转动的施力端。具体来讲，省力杠杆为供人执握的转动手柄10，而转动手柄10铰接固定手柄20上，当操作人员施力时能够驱动转动手柄10绕固定手柄20动作，转动手柄10与固定手柄20的铰接点设置在转动手柄10的端部，而固定手柄20对应形成了与作为省力杠杆的转动手柄10铰接的杠杆座。固定手柄20与转动手柄10的配合方式既能够实现省力杠杆的传力效果，同时也便于操作人员在固定手柄20上借力来驱动转动手柄10转动。

为了在作业中对自锁螺母的收口量进行控制，在作为杠杆座的固定手柄20上设置有朝向转动手柄10即省力杠杆布置的调节螺钉22，调节螺钉22能够在转动手柄10转动过程中与转动手柄10抵顶配合来限制转动手柄10的转动。因为收口模具30与省力杠杆传动连接，因此当转动手柄10的运动受到限制之后，收口模具30的收口量也会因此而改变，从而实现控制自锁螺母的收口量。同时，为了便于操作人员更加方便地控制收口量，如图4所示，在与调节螺钉对应的位置上还设置有能够显示调节螺钉22转动位置的刻度盘11，刻度盘11中的指针11-2设置在调节螺钉22上或是与调节螺钉22传动连接，当调节螺钉22转动时能够带动指针11-2转动。因为对于调节螺钉22来讲，其螺距是固定值，当操作人员转动调节螺钉22时，调节螺钉22具有固定的运动轨迹并能够带动刻度盘11中指针11-2的转动，形成了省力杠杆中连接端位置与刻度盘11中刻度11-1一一对应的关系。操作人员可以通过观察刻度盘11中指针11-2与刻度11-1的对应关系，从而能够直观地看出调节螺钉22的调整量，以及通过换算关系得到的收口模具30对自锁螺母中的收口量。另外，设置在固定手柄20上的刻度盘11为指针11-2与刻度11-1位置可调的刻度盘11，即操作人员能够拨动刻度盘11中指针11-2实现手动对零的功能。

固定手柄20包括一段供人执握的柄部和与柄部相连的壳体，转动手柄10铰接在壳体上，调节螺钉22设置在固定手柄20的壳体上与转动手柄10对应，固定手柄20上还穿设有支承轴21，支承轴21作为固定手柄20与转动手柄10的铰接点，起到了支点的作用，省力杠杆中以支点为界，靠近收口模具30的一段形成了省力杠杆中的阻力臂。支点与调节螺钉22之间的距离为等于阻力臂长度的2倍。

本发明中，如图2及图3所示，收口模具30包括空心圆柱体的模座31，模座31内设置有沿模座31轴线往复运动的夹模，夹模包括三部分，第一部分为绕模座31轴向设置在模座31开口处的两个施力部32，第二部分为与省力杠杆的连接端传动连接的、能够在省力杠杆驱动下在模座31内导向移动的移动座34，第三部分为连接移动座34与施力部32的连接臂33。施力部32的外侧面为锥面结构，当施力部32朝向省力杠杆一侧运动时，锥面结构与模座31的开口导向配合使两施力部32相向运动实现对合，以此来对自锁螺母进行挤压收口，而连接臂33的宽度比施力部32要小，且与对应施力部32连接的连接臂33之间具有供连接臂33摆动的间隔，当移动座34移动时该间隔形成了供施力部32摆动对合的运动空间。在模座31的靠近省力杠杆的一端设置堵盖36，对模座31的开口进行封堵，移动座34与堵盖36之间设置有使夹模在未受省力杠杆驱动时复位的复位弹簧35。整个收口模具30固定在固定手柄20的壳体上。

如图5所示，省力杠杆中连接端与夹模之间的传动件为刚性件，能够提高收口尺寸的一致性。夹模的移动座34上铰接有连杆40，连杆40的另一端直接与省力杠杆的连接端铰接，在省力杠杆的施力端转动时，能够在连接端处将驱动力放大，并通过连杆40传递到移动座34上并带动移动座34朝向省力杠杆一侧运动，由于连杆40两端铰接的结构，连杆40连接在移动座34与省力杠杆之间时不会对省力杠杆及移动座34的运动产生干涉。

另外，设置在固定手柄20上的刻度盘11为指针11-2与刻度11-1位置可调的刻度盘11，即操作人员能够拨动刻度盘11中指针11-2实现手动对零的功能。

在操作人员使用本发明中的自锁螺母收口工具作业时，先根据自锁螺母的型号、尺寸及工况来确定合适的收口量，然后对应转动固定手柄20上的调节螺钉22，调节螺钉22旋入一定距离，由于刻度11-1与调节螺钉22旋入量一一对应的关系，操作人员通过观察刻度盘11中读数可以直观判断出调节螺钉22的旋入量及自锁螺母的收口量。确定好收口量之后，操作人员将夹模对准自锁螺母，并驱动转动手柄10转动，转动手柄10构成的省力杠杆将处于其施力端的动力放大之后施加在其连接端上，连接端转动并带动连杆40拉动夹模的移动座34以远离自锁螺母的方向运动，夹模中的施力部32在移动座34的带动下对合从而对自锁螺母进行挤压。其中，转动手柄10在被操作人员驱动而转动的过程中会受到调节螺钉22的限制，无法转动，当操作人员对转动手柄10加力而无法转动时，已经完成了对自锁螺母的收口作业。操作人员释放转动手柄10，夹模不再受到省力杠杆的作用力而在复位弹簧35的作用下复位，自锁螺母从夹模中退出，操作人员可以对下一个自锁螺母进行收口作业。

在夹模未与自锁螺母配合时，操作人员可以将调节螺母从转动手柄10中旋出，对刻度盘11进行对零，使指针11-2与刻度11-1处于归零状态，以减少误差。

需要说明的是，本实施例中提到的调节螺钉是通过螺旋前运动来限制杠杆转动的限位件，具有实现限位的功能，而不仅局限于螺钉的外形；例如在其他实施例中，调节螺钉还可以设置为具有顶压头的螺栓，螺栓能限制杠杆转动；或是仅在长杆上设置有实现该长杆螺旋前进的螺纹段，该长杆能够延其轴向进退来限制杠杆转动。

如图6所示，为本发明中自锁螺母收口工具的实施例2：与上述实施例1中的自锁螺母收口工具的区别在于夹模与省力杠杆连接端的连接形式，本实施例中，在收口模具30的夹模上固定设置有朝向转动手柄10即省力杠杆延伸的连杆50，连杆50的靠近省力杠杆的一端设置有沿着连杆径向延伸设置的长孔51，省力杠杆的连接端上设置有销轴60，销轴60与长孔51导向配合并可转动地装配在长孔51内，省力杠杆的位置相对于该连杆变化，形成了正切机构。当省力杠杆动作时，其连接端能够在连杆上摆动，从而带动连杆及夹模动作。

如图7所示，为本发明中自锁螺母收口工具的实施例3：与上述实施例的不同之处仅在于夹模结构的不同，本实施例中，夹模采用了四点收口的工作方式，在夹模上设置有四处能够对合的施力部37，四处施力部37沿模座31的轴向均匀布置。

如图8及图9所示，为本发明中自锁螺母收口工具的实施例4：与上述实施例的不同之处在于，在自锁螺母收口工具上设置有传感部分70，传感部分70用于获取转动手柄10的转动角度，对应转换为由省力杠杆带动的收口模具30的收口量，自锁螺母收口工具上还设置有与传感器连接的、在传感器检测到的角度值或位移量超过设定值时发出警示信息的警示装置，在对自锁螺母进行收口作业的过程中，调节螺钉22能够确定转动手柄10最终的位置，与调节螺钉22位置对应的收口量属于对自锁螺母进行收口作业时最终的加工量，在转动手柄10的运动过程中，转动手柄10快要接近最终位置时，警示装置发出警示信息对操作人员进行警报，提示操作人员快要接近最终位置，避免操作人员用力过猛或其他不当操作而导致自锁螺母被压裂等。

具体来讲，传感部分70集成设置有微电子系统（mems）并采用霍尔角位移传感器71来作为主要的感应单元，在固定手柄20上固定设置有轨道72，霍尔角位移传感器71转动装配在轨道72上，而转动手柄10上设置有齿条，霍尔角位移传感器71具有与齿条73啮合传动的齿轮，当转动手柄10转动时，会带动齿条73运动，齿轮与齿条73之间的相对位置关系会发生变化，齿条73带动齿轮动作，根据线速度相同的远离，齿条73直接将转动手柄10的转动角度传递给了霍尔角位移传感器71，霍尔角位移传感器71通过抗噪声屏蔽线74将传感器输出信号输入到了数显装置80中。

数显装置80以stm32最小系统为基础，集成设置有将转动角度信号转换为电信号的ad转换模块、能够将收口量及过收警报显示出来的12864数据显示模块以及过收报警模块，还集成设置有微键盘以供操作人员输入数据。

在其他实施例中，还可以将调节螺钉设置在省力杠杆上，不再采用设置在杠杆座上的安装方式，对应地，刻度盘随调节螺钉设置在省力杠杆上。

在其他实施例中，支点与调节螺钉之间的距离还可以为杠杆中阻力臂长度的2.5倍、3倍等，使支点与调节螺钉之间的距离满足不小于杠杆中阻力臂长度的2倍的要求。

在其他实施例中，省力杠杆连接端与夹模之间还可以采用钢丝绳等柔性结构进行连接。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。