本發(fā)明涉及機械加工技術領域的一種緊固連接組件，特別是涉及一種自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母及其制造和使用方法。

背景技術：

在機械連接緊固件設計中，多功能性，體積小、重量輕、強度高、自潤滑防、防冷焊、密封性好的高端緊固件越來越多。這類緊固件技術要求高、結構復雜、工藝難度大、價格昂貴。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母及其制造和使用方法，以解決現有技術中緊固件技術要求高、結構復雜、工藝難度大、價格昂貴的問題。

本發(fā)明是這樣實現的：

首先，本發(fā)明提出了一種自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母，它包括自鎖螺母體和用于裝入該自鎖螺母體內并通過塑性變形產生鎖緊力矩的密封鎖緊環(huán)。

其中，自鎖螺母體外設有六角扳擰面，自鎖螺母體從一端通過圓錐面向另一端收口，在收口一端形成與螺母體端面對應的螺母體收口端面；自鎖螺母體內設有內螺紋，在自鎖螺母體內靠近螺母體收口端面處沿內螺紋環(huán)向設有槽型的螺母體內圓柱面，密封鎖緊環(huán)裝入自鎖螺母體的螺母體內圓柱面內。

在圓柱面與六角扳擰面相交處設有六方倒角，在所述螺母體端面與六角扳擰面相交處設有端面倒角。

環(huán)向沿所述六角扳擰面的中部設有一道減輕槽，該減輕槽包括兩側的減輕槽側面和底部的減輕槽圓弧面。

密封鎖緊環(huán)包括密封鎖緊環(huán)外圓柱面，密封鎖緊環(huán)端面ⅰ，密封鎖緊環(huán)內圓柱面，密封鎖緊環(huán)端面ⅱ；所述密封鎖緊環(huán)外圓柱面，密封鎖緊環(huán)端面ⅰ，密封鎖緊環(huán)端面ⅱ與螺母體內圓柱面匹配。

在螺母體內圓柱面所在的槽的端面與內螺紋之間由于高差形成一道用于從側面將密封鎖緊環(huán)擠壓支撐住的密封鎖緊環(huán)支撐面。

在內螺紋與螺母體端面之間設有內螺紋倒角。

兩減輕槽側面之間的夾角取35°～45°之間，減輕槽圓弧面與內螺紋螺紋大徑之間厚度不小于2.5mm.

本發(fā)明的一種自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母的制造方法，是采用合金結構鋼30crmnsia材料為自鎖螺母體的制造材料，采用聚四氟乙烯材料為密封鎖緊環(huán)的制造材料，應用棒材直接模壓或鍛壓成型外形坯件，經機械精加工，沖壓收口成型。

這種自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母的使用方法是這樣的，首先將連接螺栓穿過被連接件于自鎖螺母螺紋連接通過扳擰自鎖螺母的六角扳擰面達到所需預緊力；通過螺母體端面的沖壓彎曲變形將密封鎖緊環(huán)封閉固定在自鎖螺母體之內，并加壓密封鎖緊環(huán)產生塑性變形，獲得鎖緊力矩的同時獲得理性的密封效果。

本發(fā)明的技術方案有以下關鍵點：

應用棒材直接模壓或鍛壓成型，提高材料利用率，符合現代少切削或無切削的發(fā)展趨勢。這是本發(fā)明的關鍵之一。

理論依據為采用材料的強度高、鐓鍛性能好的合金結構鋼30crmnsia為螺母體的制造材料，其晶粒在模壓或鍛壓成型后不斷裂形呈流線狀排列，即晶粒流線均勻完整高度取向，材料經過沖壓變形使密封鎖緊環(huán)塑性變形實現鎖緊不易開裂。改變以往的涂金屬潤滑，通過螺紋的塑性變形進行收口獲得鎖緊力矩的收口方式，采用新型收口方式。這是本發(fā)明的關鍵之二。

材料經過沖壓變形使密封鎖緊環(huán)塑性變形實現鎖緊同時實現密封，新型密封形式的運用，這是本發(fā)明的關鍵之三。

為防止冷焊(金屬基體之間原子之間相互擴散產生金屬基體之間相互粘接)改變以往的涂金屬潤滑，采用密封鎖緊環(huán)新的結構形式進行密封及獲得鎖緊力矩的新結構，密封鎖緊環(huán)制造材料采用聚四氟乙烯材料，密封性能好、收口變形后容易獲得理性的鎖緊力矩、與螺母體的制造材料30crmnsia不產生冷焊，密封鎖緊環(huán)結構設計密封鎖緊同步進行，金屬材料與非金屬材料的有機結合防止冷焊粘接，這是本發(fā)明的關鍵之四。

減輕槽包括：減輕槽側面，減輕槽圓弧面，兩減輕槽側面之間的夾角取35°～45°之間，減輕槽圓弧面與內螺紋螺紋大徑之間厚度不小于2.5mm，兩減輕槽側面之間的夾角取值在滿足扳擰特性要求的基礎上盡可能取大值，以達到最佳減輕效果。這是本發(fā)明的關鍵之五。

本發(fā)明由于采取了以上技術方案，既能使自鎖螺母結構設計重量最小化，可控制鎖緊力矩的同時獲得理性的密封效果，有效地防止裝配后螺母與螺栓之間的冷汗粘接，安全可靠性高，機械性能穩(wěn)定，維護方便。

與現有技術相比，本發(fā)明不但可以解決背景技術中提到的問題，還可將重量減少為原來的15％左右，則對航空航天器、潛水器的載重能力將是重大的貢獻。其預緊力、鎖緊力矩、可靠性、密封性能、防冷焊性能大大增加，前景極佳具有推廣價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是自鎖螺母體結構示意圖；

圖3是密封鎖緊環(huán)結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的應用實例圖；

圖5是圖1和圖2的左視圖；

圖6是圖3的左視圖。

附圖標記說明：1-密封鎖緊環(huán)，2-自鎖螺母體，3-圓錐面，4-六方倒角，5-端面倒角，6-螺母體端面，7-內螺紋，8-內螺紋倒角，9-減輕槽，10-減輕槽側面，11-減輕槽圓弧面，12-密封鎖緊環(huán)支撐面，13-螺母體內圓柱面，14-螺母體收口端面，15-六角扳擰面，16-密封鎖緊環(huán)外圓柱面，17-密封鎖緊環(huán)端面ⅰ，18-密封鎖緊環(huán)內圓柱面，19-密封鎖緊環(huán)端面ⅱ，20-被連接件，21-連接螺栓，22-自鎖螺母。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明的設計理念是利用現代高科技材料、先進的加工工藝，全新的設計理念，解決困擾飛行器設計的最大難題之一的減輕重量。同時提高產品強度，增加預緊力、鎖緊力矩的可控性以及密封性能，有效地防止裝配后螺紋之間的冷焊現象。本發(fā)明集多功能為一體，符合現代機械連接的要求趨勢。

本發(fā)明的這種自鎖螺母22應用棒材直接模壓或鍛壓成型外形坯件，經機械精加工，沖壓收口成型。所述的理論依據為:采用材料的強度高、鐓鍛性能好的合金結構鋼30crmnsia為自鎖螺母體2的制造材料，其晶粒在模壓或鍛壓成型后不斷裂形呈流線狀排列，即晶粒流線均勻完整高度取向，材料經過模壓或鍛壓成型產生冷作硬化后大大增強其抗拉強度和疲勞強度，獲得任意形狀坯件。為防止冷焊(金屬基體之間原子之間相互擴散產生金屬基體之間相互粘接)改變以往的涂金屬潤滑，通過螺紋的塑性變形進行收口獲得鎖緊力矩的收口方式，采用密封鎖緊環(huán)1新的結構形式進行密封及獲得鎖緊力矩的新結構，密封鎖緊環(huán)1制造材料采用聚四氟乙烯材料，密封性能好、收口變形后容易獲得理性的鎖緊力矩、與螺母體的制造材料30crmnsia之間金屬與非金屬的有機結合有效地防止冷焊現象。

結合圖1-圖6所展示的結構，本發(fā)明具有以下主要特點和優(yōu)點：

可控鎖緊力矩：將密封鎖緊環(huán)1裝入自鎖螺母體2的螺母體內圓柱面13內，通過螺母體端面6的沖壓彎曲變形將密封鎖緊環(huán)1封閉固定在自鎖螺母體2之內，并加壓于密封鎖緊環(huán)1產生塑性變形，調整變形量大小實現鎖緊力矩的控制及密封性能等級的要求。

可控重量：減輕槽9包括：減輕槽側面10，減輕槽圓弧面11，兩減輕槽側面10之間的夾角取35°～45°之間，減輕槽圓弧面11與內螺紋7螺紋大徑之間厚度不小于2.5mm，兩減輕槽側面10之間的夾角取值在滿足扳擰特性要求的基礎上盡可能取大值，以達到最佳減輕效果。

下面參照圖1-圖6對本發(fā)明的結構作進一步說明：

如圖1所示，本發(fā)明的自鎖螺母22包括:密封鎖緊環(huán)1，自鎖螺母體2。

密封鎖緊環(huán)1包括密封鎖緊環(huán)外圓柱面16，密封鎖緊環(huán)端面ⅰ17，密封鎖緊環(huán)內圓柱面18，密封鎖緊環(huán)端面ⅱ19，如圖3所示。其中，密封鎖緊環(huán)外圓柱面16，密封鎖緊環(huán)端面ⅰ17，密封鎖緊環(huán)端面ⅱ19與螺母體內圓柱面13匹配即可。密封鎖緊環(huán)內圓柱面18尺寸根據連接螺栓21規(guī)格及所需鎖緊力矩大小及密封性能等級要求確定。

如圖2所示，自鎖螺母體2包括：圓錐面3，六方倒角4，端面倒角5，螺母體端面6，內螺紋7，內螺紋倒角8，減輕槽9，減輕槽側面10，減輕槽圓弧面11，密封鎖緊環(huán)支撐面12，螺母體內圓柱面13，螺母體收口端面14，六角扳擰面15。

其中，圓錐面3，六方倒角4，端面倒角5，螺母體端面6，內螺紋倒角8外形美觀即可，對其尺寸不做過多要求，六角扳擰面15必須滿足扳擰特性的要求，外觀光潔美觀。

內螺紋7包括公制螺紋、英制螺紋、美制螺紋、惠氏螺紋mj螺紋等任意與連接螺栓21螺紋匹配連接即可。

實施例1：

自潤滑防冷焊輕型自鎖螺母22，包括密封鎖緊環(huán)1，自鎖螺母體2。

首先將連接螺栓21穿過被連接件20于自鎖螺母22螺紋連接通過扳擰自鎖螺母22的六角扳擰面15達到所需預緊力。至此安裝過程完成。如圖4所示。減輕槽9的設計有效地減輕了自鎖螺母重量。通過螺母體端面6的沖壓彎曲變形將密封鎖緊環(huán)1封閉固定在自鎖螺母體2之內，并加壓密封鎖緊環(huán)1產生塑性變形，獲得鎖緊力矩的同時獲得理性的密封效果。金屬材料與非金屬材料的有機結合，有效地防止冷焊粘接。

當然，以上只是本發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內。