一种托板自锁螺母的制作方法

本发明涉及一种紧固件，尤其涉及一种托板自锁螺母。

背景技术：

浮动螺母广泛应用于航空、航天等机械连接领域，主要使用在常开口盖与半常开口盖上。在航空、航天等领域过去常采用固定托板螺母与螺钉配合，但在安装时经常出现咬死、螺栓孔与螺母对不齐、使用寿命短等问题，影响连接件的可靠性。

在授权公告号为cn204003902u的中国实用新型专利中提供了一种双耳浮动自锁螺母组件，包括托板和自锁螺母，托板上设有两个对称设置的定位台阶，定位台阶的内侧面上设有卡槽，自锁螺母包括螺母壳体，螺母壳体设有带内螺纹的螺孔，两个定位台阶之间有与螺孔对应的托板通孔，螺母壳体上还具有浮动耳片，浮动耳片被卡簧顶压限位在两个定位台阶之间，卡簧具有插入卡槽的部分，形成防止螺母壳体脱离托板的挡止结构。上述双耳浮动自锁螺母组件在使用时，将螺母壳体放置在定位台阶之间，通过专用工具将卡簧卡在卡槽上实现对螺母壳体的顶压和限位，使螺母壳体不会脱落，定位台阶上的卡槽形成防止螺母壳体脱落的防脱结构，螺栓穿过托板上的托板通孔与螺母壳体的内螺纹形成配合，由于卡簧的存在，螺母壳体能够在定位台阶的延伸方向上发生一定的位移，防止连接卡死。但是上述组件在使用过程中如果螺栓的轴线相对于托板通孔的轴线偏斜时，螺栓无法完全旋入螺孔中，也就无法实现螺栓与自锁螺母的可靠连接，失去了螺栓与螺母应有的紧固效果，甚至造成紧固失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种托板自锁螺母，用于解决现有技术中螺栓的轴线与托板通孔的轴线相对偏斜时螺栓紧固失效的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种托板自锁螺母，包括托板和螺母壳体，螺母壳体周向止转装配在托板上，螺母壳体上设有与螺栓螺纹配合的螺孔，托板上还设有用于在螺孔的轴向上防止螺母壳体脱出的防脱结构，托板上设有供螺栓沿螺孔的轴向上穿过的托板通孔，托板和螺母壳体之间设有支撑座，支撑座沿托板的板面方向浮动装配在托板上，支撑座上设有与托板通孔对应的供螺栓穿过的避让孔，螺母壳体与支撑座之间球面配合，使得螺母壳体相对支撑座转动以调节螺孔轴线与避让孔轴线角度。

本发明的有益效果是：在托板上设置防脱结构防止螺母壳体脱离托板，托板和螺母壳体之间还浮动装配有支撑座，支撑座能够在托板内浮动，自动调整支撑座的位置，由于支撑座上的避让孔内没有螺纹，也不会出现螺栓旋死的情况，避让孔还能对螺栓起到一定的导向作用，当螺栓穿过避让孔与螺孔的内螺纹发生相对转动时，由于螺母壳体与支撑座之间为球面配合，因此螺母壳体可以在支撑座上转动，使螺孔轴线与支撑座上的避让孔轴线共线，避免了螺栓与螺纹发生干涉时螺栓无法完全旋入的情况发生，保证螺栓能够完全旋入螺孔，解决了现有技术中螺栓的轴线与托板通孔的轴线相对偏斜时螺栓紧固失效的问题。

进一步的，所述支撑座上设有朝向螺母壳体外凸的凸球面，螺母壳体上设有与所述凸球面匹配的凹球面；将凹球面设置在螺母壳体上、凸球面设置在支撑座上，在螺栓插入时首先进入支撑座上的避让孔，这时凸球面的朝向与螺栓插入的方向相同，螺栓穿过避让孔后与凹球面接触，凹球面形成了便于螺栓插入的扩口结构，使螺栓更容易的插入螺孔中。

进一步的，托板上在螺母壳体的外侧周向均匀设置有两个以上沿垂直于托板的板面方向延伸的立板，螺母壳体的外壁上对应各立板设有径向向外延伸的耳板，立板与耳板周向止转，所述防脱结构设置在所述立板上；在托板上设置立板，在立板上设置防脱结构，与螺母壳体上的耳板形成挡止配合，防止螺母壳体脱出壳体，也避免了螺母壳体在螺孔周向方向上旋转，结构简单，容易实现。

进一步的，所述立板上设置有供耳板穿过的避让孔，所述避让孔的尺寸大于耳板的尺寸以使耳板在避让孔内浮动，避让孔的孔壁构成所述防脱结构；在立板上设置避让孔形成防脱结构，结构简单，便于加工。

进一步的，所述立板由托板的相背两侧边沿弯折成型；结构简单，工艺成熟，容易实现。

进一步的，所述支撑座上对应螺母壳体的耳板侧设有用于伸入至避让孔中的悬伸耳，悬伸耳的尺寸小于避让孔的尺寸以使悬伸耳在避让孔内浮动；设置悬伸耳使支撑座在螺母壳体与托板之间浮动，利用了避让孔的结构，使自锁螺母的整体结构更加简单。

进一步的，所述托板通孔直径大于支撑座上避让孔的直径，所述避让孔的直径大于所述螺孔的直径；使托板通孔、避让孔和螺孔的直径依次减小，使螺栓更容易进入自锁螺母中。

附图说明

图1为本发明一种托板自锁螺母实施例一的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中螺母壳体的示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为图1中支撑座的示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图1中的托板在左立板翻折前的示意图；

图8为图7的右视图；

图9为图1中托板的正视图；

其中：1-螺母壳体，2-支撑座，3-托板，4-螺孔，5-通孔，6-凹球面，7-耳板，8-凸球面，9-安装孔，10-右立板，11-安装板，12-左立板，13-避让孔，14-悬伸耳，15-托板通孔，16-矩形孔。

具体实施方式

本发明的托板自锁螺母通过在托板与螺母壳体之间设置支撑座，托板上设有供螺栓沿螺孔的轴向上穿过的托板通孔，螺孔的轴向为螺母壳体没有发生偏斜时螺孔轴线的方向，此时螺孔轴线垂直于托板的板面方向；支撑座上设有与托板通孔对应的供螺栓穿过的避让孔，螺母壳体上设有与螺栓螺纹配合的螺孔，螺栓在与托板自锁螺母装配时依次穿过托板通孔、避让孔，与螺孔形成螺纹配合。

支撑座浮动装配在托板和螺母壳体之间，浮动装配使支撑座能够相对于托板发生位移，从而调整支撑座的位置，防止螺栓在插入托板自锁螺母使与支撑座之间发生干涉，同时支撑座上的避让孔还能起到对螺栓的导向作用。

由于螺母壳体与支撑座之间为球面配合，因此螺母壳体可以在支撑座上转动，使螺孔轴线与支撑座上的避让孔轴线共线，避免了螺栓与螺孔内的内螺纹连接时螺栓无法完全旋入螺孔的情况发生，解决了现有技术中螺栓的轴线与托板通孔的轴线相对偏斜时螺栓紧固失效的问题。

下面结合附图对本发明托板自锁螺母作进一步的说明。

本发明托板自锁螺母的实施例一，如图1和图2所示，托板自锁螺母包括螺母壳体1和托板3，螺母壳体1和托板3之间还浮动装配有支撑座2。定义托板自锁螺母的轴线方向为上下方向（即螺孔的轴向），托板3两侧分别设有向上悬伸的立板，定义两个立板相对的方向为左右方向。

螺母壳体1的结构如图3和图4所示，螺母壳体1具有上下贯通的通孔5，通孔5分为三部分，处于最上部的为具有内螺纹的螺孔4，处于下部的为向上凹陷的、朝向支撑座2的凹球面6，处于中部的通孔部分为连接螺孔4与凹球面6之间过渡段，过渡段与螺孔4之间具有光滑的延伸过渡段，过渡段使螺母壳体1与螺栓进行装配时能够起到导向作用，使螺栓自然的滑动至螺孔4的装配位置。

螺母壳体1的左侧和右侧分别设有向螺母壳体1外侧延伸的耳板7，耳板7能够与托板3形成配合，防止螺母壳体1发生在螺孔4周向方向上的转动，保证螺栓能够顺利的旋入螺孔4中。

托板3的结构如图7、图8和图9所示，托板3分为三部分构成，处于左侧的左立板12、处于右侧的右立板10以及处于左立板12和右立板10之间的安装板11，通过安装板11能够使托板3固定在工件上，安装板11的板面即为托板3的板面，垂直与板面的方向即为本实施例中的上下方向，左立板12和右立板10沿上下方向向安装板11的上方延伸，安装板11上设有两个安装孔9，通过安装孔9能够将托板3固定在支架上。

左立板12和右立板10的下部（与安装板11连接处）设置有矩形孔16，矩形孔16的孔壁形成设置在立板上的挡止结构，能够对螺母壳体1和支撑座2进行限位，矩形孔16的上下两侧的孔壁形成防止螺母壳体1脱离托板3的防脱结构，矩形孔16的另外两侧的孔壁形成防止螺母壳体1相对于托板3发生相对转动的止转结构，使螺母壳体1周向止转的装配在托板3上。在托板3上设置左立板12和右立板10，在左立板12和右立板10上设置防脱结构，与螺母壳体1上的耳板7形成挡止结构和周向止转结构，结构简单，容易实现。

螺母壳体1的在左右两侧（即两个耳板最外侧之间的距离）的尺寸大于托安装板11在左右方向上的尺寸，使托板自锁螺母在装配完成后螺母壳体1不会在上下方向上脱离托板3。

耳板7在前后方向上的尺寸小于矩形孔16在前后方向上的尺寸，使托板自锁螺母装配完成后耳板7能够在矩形孔16内活动，螺母壳体1也能够相对托板3发生位移，调整了螺母壳体1的位置，耳板7在矩形孔16的上下方向上也具有一定的活动余量，使螺母壳体1能够在上下方向上发生位移，螺母壳体1通过耳板7浮动装配在托板3上，便于螺母壳体1的转动。

安装板11上还设置有处于左立板12和右立板10之间的托板通孔15，托板通孔15能够使螺栓通过。

支撑座2浮动装配在螺母壳体1和托板3之间，如图5和图6所示，支撑座2上有沿上下方向贯穿的避让孔13，避让孔13内壁为光壁，螺栓能够依次穿过托板通孔15、避让孔13以及螺母壳体1上的通孔5与螺孔4的内螺纹形成配合。托板通孔15的直径大于支撑座2上避让孔13的直径，避让孔13的直径大于螺孔4的直径；使托板通孔15、避让孔13和螺孔4的直径依次减小，使螺栓更容易进入自锁螺母中。

支撑座2左右两侧还设有突出支撑座2外表面的悬伸耳14，悬伸耳14也能够与矩形孔16形成挡止配合，其前后方向的尺寸也小于矩形孔16在前后方向的尺寸，使支撑座2能够在前后方向上相对于托板3移动，悬伸耳14还能够在矩形孔16内上下放下发生位移；使得支撑座2通过悬伸耳14浮动装配在托板3上。支撑座2的移动能够调整避让孔13与托板通孔15的相对位置，使避让孔13能够与托板通孔15相对应，这样螺栓能够顺利的贯穿托板通孔15、避让孔13与螺孔4进行连接，同时避让孔13还具有一定的导向作用，当螺栓倾斜插入避让孔13中时，避让孔13能够在一定程度上扶正螺栓，当螺栓无法浮动时，支撑座2能够相对于托板3发生位移，使避让孔13与螺栓相适配。

支撑座2的上部为向上凸出的、朝向螺母壳体1的凸球面8，凸球面8与凹球面6之间形成球面配合，本实施例中的凸球面8与凹球面6之间形成面与面的配合，使螺母壳体1与支撑座2具有较大的接触面积，防止应力集中在凹球面6上使螺母壳体1损坏。将凹球面6设置在螺母壳体1上、凸球面8设置在支撑座2上，在螺栓插入时首先进入支撑座2上的避让孔13，这时凸球面8的朝向与螺栓插入的方向相同，螺栓穿过避让孔13后直接与朝向螺栓的凹球面6接触，凹球面6就形成了便于螺栓插入的扩口结构，使螺栓更容易的插入螺孔4中。凸球面8与凹球面6之间形成的球面配合使凹球面6能够在凸球面8上进行转动，因此能够调整螺母壳体1上螺孔4轴线的位置，使螺孔4轴线与避让孔13轴线共线，使螺栓正对螺孔4，防止螺栓无法完全旋入螺孔4造成螺栓紧固失效的现象发生。

支撑座2主要起到支撑螺母壳体1的作用，同时由于凸球面8与凹球面6的配合，螺母壳体1能够相对于支撑座2在任意方向偏摆，当对螺栓紧固时，支撑座2还能够在前后方向上发生偏移，自动调整位置，避免在紧固过程中支撑座2与螺栓发生干涉。

本实施例中的托板3为板材折弯形成，首先在板材上加工矩形孔16，然后将右侧折弯形成右立板10，将支撑座2一端的悬伸耳14和螺母壳体1一端的耳板7卡装在右立板10的矩形孔16上，然后对板材的左侧进行折弯处理形成左立板12，支撑座2另一端的悬伸耳14和螺母壳体1另一端的耳板7卡装在左立板12上的矩形孔16中，完成了托板自锁螺母的装配。使用板材折弯形成托板3工艺成熟，容易加工。

托板自锁螺母在使用时，首先将托板3固定放置在工件上，使托板通孔15与工件上的孔相对应，使用螺钉穿过安装孔9将托板3固定在工件上，将螺栓穿过工件上的孔、托板通孔15、避让孔13，在螺栓与螺孔4进行螺纹连接时，螺母壳体1能够相对支撑座2转动，使螺母壳体1的轴线与螺栓的轴线一致，当螺母壳体1发生转动时，螺母壳体1上的螺孔4轴线与避让孔13的轴线会出现偏移，由于支撑座2能够在托板3前后方向移动，可以消除螺母壳体1上的螺孔4轴线与避让孔13的轴线的偏移量，使螺栓与螺母能够顺利的进行装配，解决了现有技术中螺栓的轴线与托板通孔的轴线相对偏斜时螺栓紧固失效的问题。

本发明的实施例二，与实施例一的不同之处在于：螺母壳体上设有朝下凸起的凸球面，支撑座上设置有向下凹陷的凹球面，凸球面与凹球面实现球面配合。

本发明的实施例三，与实施例一的不同之处在于：托板上设置卡爪，螺母壳体上有与卡爪形成干涉的翻边或凹槽，卡爪与凹槽形成防脱结构。

本发明的实施例四，与实施例一的不同之处在于：立板上设置有卡槽，挡止结构为卡套设在螺母壳体外的卡簧，卡簧具有卡在卡槽内的部分，卡簧直接与螺母壳体形成挡止配合。

本发明的实施例五，与实施例一的不同之处在于：左立板和右立板通过焊接的方式与安装板固定连接，与实施例一中弯折成型的托板相比，焊接更容易实现对支撑座和螺母壳体的拼接，但是其精度较差。

本发明的实施例六，与实施例一的不同之处在于：螺母壳体上的螺孔为朝下的盲孔，盲孔内设置内螺纹，将螺母壳体设置为盲孔适用于螺栓较短的情况。

本发明的实施例七，与实施例一的不同之处在于：支撑座上不设置悬伸耳，通过螺母壳体与托板之间的限位配合将支撑座限制在螺母壳体与托板之间，由于螺母壳体与支撑座之间为球面配合，螺母壳体具有伸入支撑座的部分，因此支撑座也不会脱落。

本发明的实施例八，与实施例一的不同之处在于：形成托板的板件左右两侧均有一定程度的倾斜度，使板件在左右方向上的截面为倒梯形，在装配时将支撑座和螺母依次放入板件内，对板件两侧同时施压形成托板。

本发明的实施例九，与实施例一的不同之处在于：支撑座上的凸球面与螺母壳体上的凹球面之间为线接触，这时凹球面处承受的应力比较大，适用于对连接强度要求较低的工件。

本发明的实施例十，与实施例一的不同之处在于：在左立板和右立板上设置圆孔或异形孔形成防脱结构。