一种六角开槽自锁螺母的制作方法

本发明属于紧固件设计制造技术领域，具体涉及一种新型六角开槽自锁螺母。

背景技术：

机械装备安装领域常常会用到自锁螺母，但常规的自锁螺母的自锁循环周期都较低，通常只有5-15次锁紧循环周期。耐振动能力也较差，通常为1500-3000次高载、低载振动循环周期。随着我国航空航天领域新型装备的发展，迫切需要一种能提供高周期锁紧性能、高耐振动的自锁螺母。另外，航空航天通用设备和关键装备上的安装部位往往为具有一定倾角的斜面，常规的自锁螺母也难以满足这种特殊部位的安装需求。

技术实现要素：

本发明提供一种六角开槽自锁螺母，具有高周期循环锁紧能力、高耐振动能力，且对安装部位适应性强。

本发明的六角开槽自锁螺母，螺母体围绕于中轴构成沿轴的中央通孔，所述中央通孔内设有螺纹，所述螺母体尾部为由六个六方瓣构成的锁紧部，所述六方瓣绕轴均布，相邻六方瓣之间形成间隔槽，所述六方瓣内侧面设置有所述螺纹，所述六方瓣外周面合围成的立体的截面形状类似六方形，所述间隔槽在所述截面上的位置位于所述六方形的角部，所述六方瓣自根部至末端向中轴侧倾斜收紧；所述锁紧部前方连接有头部，所述头部上设有过渡连接部，所述锁紧部通过所述过渡连接部与头部过渡连接。

进一步，所述截面上六方瓣中部具有朝向内侧的凸起。

其中，所述间隔槽的槽底面呈圆弧状。

其中，所述过渡连接部呈过渡圆弧面。

其中，所述头部主体呈六方柱状。

其中，所述头部中央，自端面向内设有容纳槽。

本发明的螺母为一体成型设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)锁紧部的设计解决了普通自锁螺母循环锁紧周期少(仅有5-15次)，高载、低载振动循环周期低(仅有1500-3000次)的问题，实现高周期循环锁紧能力(400-1000次锁紧循环周期)、耐振动(高载、低载60000-100000次振动循环周期)，并提高拆装效率；(2)头部过渡连接部的设计有效降低了结构差异造成的连接部位应力集中，提高螺母强度、耐疲劳强度和寿命；(3)拆装驱动部的设计在辅助高螺母性能的同时，有效对安装面进行了保护；(4)头部容纳槽的设计消除了安装部位不平整带来的安装缺陷；(5)万向球面的设计使得螺母安装适应能力强，能够同时满足在平面和斜面上安装的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种实施方式的平面结构示意图，其中，1-1为右视图，1-2为主视图，1-3为剖视图，1-4为俯视图；

图2-3为图1结构的立体图；

图4为本发明一种优选实施方式的平面结构示意图，其中，1-1为右视图，1-2为主视图，1-3为剖视图，1-4为俯视图；

图5-6为图4结构的立体图；

图7为本发明螺母装卸过程示意图，其中，7-1为安装过程示意图，7-2为拆卸过程示意图；

图8为本发明螺母在平面上的安装示意图；

图9为本发明螺母在斜面上的安装示意图；

图10为锁紧部收口加工过程示意图；

图11为螺母六方瓣在收口前后截面状态变化示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体附图对本发明进行进一步的描述。需要指出的是，在不冲突的情况下，不同实施例之间的特征可以相互组合。

本发明的六角开槽自锁螺母(图1-6)，螺母体围绕于中轴构成沿轴的中央通孔，所述中央通孔内设有螺纹1，所述螺母体尾部为由六个六方瓣21构成的锁紧部2，所述六方瓣21绕轴均布，相邻六方瓣21之间形成间隔槽22，所述六方瓣21内侧面设置有所述螺纹1，所述六方瓣21外周面合围成的立体的截面形状类似六方形，所述间隔槽22在所述截面上的位置位于所述六方形的角部，所述六方瓣21自根部至末端向中轴侧倾斜收紧(同样的间隔槽22的宽度也自根部至末端逐渐变窄)。进一步，所述截面上六方瓣21中部具有朝向内侧的凸起23(图11)。

上述锁紧部2的向中轴轴心收缩的设置能够使螺母产生自锁力矩的目的。六方瓣21自根部至末端向中轴侧倾斜收紧后，六方瓣21内的螺纹1也跟随向螺母轴心收缩，收缩后螺纹的中径小于正常螺纹的中径，使得螺母与同规格的螺栓配合使用时，当螺栓拧至锁紧部2时，在螺栓螺纹的撑胀下，使向内(轴心)收紧的六方瓣21回弹，向螺母轴心相反的方向被螺栓撑开，同时在弹性力的作用下螺母的螺纹与螺栓写螺纹仍然紧密贴合接触，达到锁紧的目的(图7-1)。当拆卸螺栓时(图7-2)，反向拧松螺栓，当螺栓螺纹完全脱离锁紧部2的螺纹后，六方瓣21在弹性力的作用下，恢复到向中轴侧倾斜收紧的状态，六方瓣21内的螺纹1也随同一起回复到向螺母轴心收缩的状态，螺母达到自锁状态。

上述锁紧部2的向中轴轴心收缩的结构可以通过收口工艺和收口工装6获得，在通过常规工艺加工出与中轴平行的六方瓣后，通过对六方瓣进行收口操作，使得六方瓣末端向中轴侧倾斜收紧。如图10所示，收口工装能够自六方瓣21的中央向内同时施加压力，使得六个六方瓣末端同时向内收紧，产生向心的塑性变形，相邻两个六方瓣21间的间距就会减少，越靠近六方瓣的末端间距就减少的越多，越靠近六方瓣的根部间距就减少的越少，这种结构的弹性更强，更利于螺母实现高周期循环锁紧能力。另外，由于六方瓣21的受力位置设置于其截面中央，使得六方瓣21中间部位被先行挤压偏向轴心方向，六方瓣21两侧角部则在后挤压变形偏向轴心方向，从而形成六方瓣21中部的凸起23(图11)。这一结构使得当拧入螺栓时，螺栓上的螺纹先行与六方瓣21中部的凸起23上的螺纹先接触，不在与六方瓣21的两侧角部的螺纹接触或接触较少，进而达到了螺母六角部位的尖角不会刮削螺栓螺纹的目的，螺栓螺纹中径减少的速度得到延缓，配合良好的弹性结构，实现达到高循环锁紧周期的目的。普通自锁螺母不具备六方瓣21的收紧结构以及六方瓣21中部的凸起结构，收口后螺纹产生变形，并对螺栓的螺纹中径具有刮削作用，大大降低了螺母的耐振动循环周期。

其中，所述间隔槽22的槽底面呈圆弧状，即相邻六方瓣21之间的连接根部呈圆弧过渡，这种结构的弹性更佳，在振动场合更不易从六方瓣21的根部和间隔槽22的底部出现疲劳裂纹，从而实现高循环振动周期的目的。

在一些实施例中(图1-3)，所述锁紧部2前方连接有头部4，所述头部4上设有过渡连接部42，能够起到良好的过渡连接作用，减小因不同部位之间的硬性连接而容易导致的应力集中。优选的，本例中过渡连接部42呈过渡圆弧面；头部主体44呈六方柱状，便于安装工具进行夹持固定。进一步，所述头部4中央，自端面向内设有容纳槽43，用于安装完成后，容纳螺栓的螺纹收尾部位，同时可以实现调节安装部位由于夹层厚度的厚薄不均带来的安装问题。

在一些实施例中(图4-6)，所述锁紧部2和头部4之间还设有拆装驱动部3，所述拆装驱动部3通过所述过渡连接部42与头部4连接；所述头部4中央，自端面向内也可以设有容纳槽43；优选的，本例中过渡连接部42呈过渡圆锥面。

所述拆装驱动部3呈环状且绕轴均布有凹弧面31。优选的，所述凹弧面31为六个，且所述凹弧面31的中心与所述间隔槽22的位置相对应。拆装驱动部3起到连接锁紧部2以及结构过渡作用；凹弧面31的设置便于使用安装工具进行夹持固定，例如可作为扳手扳拧使用的部位，实现狭窄空间的拆装，另外由于凹弧面31为平滑曲面，能够防止应力集中对螺母造成损害；六个凹弧面31及其位置关系的设置使得六方瓣21根部与拆装驱动部3之间形成良好的过渡连接，进一步辅助间隔槽22对六方瓣21弹性变形的应力卸载，辅助提高螺母的高循环锁紧周期和耐振动循环周期。

作为这些实施例的进一步改进，所述头部4呈环状，头部4上自端部向后设有倾斜的万向球面41。所述万向球面41在需要的情况下，能够与一单独设置的球面垫圈5配合使用，球面垫圈5上设有能够与万向球面41匹配的内球面，二者配合能够达到安装场合适应强的目的，不仅可以在平面上安装(图8)，也可以实现在斜面上安装(图9)。需要指出的是，本发明的螺母也可以不配合球面垫圈5单独使用，尤其在平面安装时。安装时螺母的万向球面41与球面垫圈5的内球面紧密接触，可以实现螺母轴线与安装面的法线之间呈现一定的夹角(一般情况下夹角≤8°)安装。

本发明的螺母为一体成型设计，具有较高的结构强度和结构稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。