一种轴用自锁螺母及其加工方法与流程

1.本发明涉及螺母加工技术领域，尤其涉及一种轴用自锁螺母及其加工方法。


背景技术：

2.紧固件有“工业之米”誉称，在人们的生产生活中有着十分重要的地位和作用，自锁螺母属于高端紧固件，其加工难度和工艺要求远高于一般的普通螺母，该自锁螺母在发动机动力涡轮轴上起锁紧作用，对零件的性能要求非常高。
3.经检索，中国专利公开号为cn113618333b的专利，公开了自锁螺母加工方法及自锁螺母，包括下料：将棒材外周切削预定厚度以缩小棒材的外径，再将棒材切断成多段小棒材；热压成型：将小棒材加热软化，再放入到热压模具中冲压成外周具有外花键的圆柱体结构；固溶时效：对圆柱体结构进行固溶时效处理，以达到零件力学综合性能要求，固溶时效后的硬度hrc42～47；车外形及螺纹。
4.上述专利存在以下不足：其螺母收口变形区域还是采用全圆环的形式，这会使得螺母安装后，其向内的摩擦力有限，从而使得其自锁效果降低。
5.为此，本发明提出一种轴用自锁螺母及其加工方法


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种轴用自锁螺母及其加工方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种轴用自锁螺母，包括收口非变形区域、收口变形区域以及设置于收口非变形区域、收口变形区域内侧的螺牙，
9.所述收口非变形区域为全圆环结构，所述收口变形区域由多个圆弧区域组成，且所述收口变形区域的外侧内壁开设有收口槽。
10.优选地：所述轴用自锁螺母的两个端面内侧与外侧分别设置有内倒角、外倒角。
11.进一步地：所述内倒角的角度为30
°±1°
。
12.在前述方案的基础上：所述外倒角的角度为45
°±
5。
13.在前述方案中更佳的方案是：所述轴用自锁螺母的两个端面的粗糙度为ra0.8，且其与面的粗糙度为ra3.2。
14.作为本发明进一步的方案：所述轴用自锁螺母的两个端面相对于内圆周面的垂直度为0.收口变形区域。
15.同时，所述收口槽的内部设置有圆角，且所述圆角的半径为0.5-0.7。
16.一种轴用自锁螺母的加工方法，包括以下步骤：
17.s1：粗加工和检验，将原料按照工件外形进行车加工和磨加工后形成坯料，利用超声波检验坯料缺陷；
18.s2：固溶，对合格坯料进行固溶处理，保证其力学性能；
19.s3：精加工和检验，将坯料分别进行数控车、数控铣、钳加工后，对坯料进行标印，标印后进行压扁收口处理形成半成品，随后检验；
20.s4：时效处理，对半成品进行时效处理，进一步加强力学性能；
21.s5：半成品检验，对半成品进行微观组织检查与荧光检查；
22.s6：表面处理，对合格的半成品分别进行液体吹砂、镀银的表面处理；
23.s7：性能检测，对表面处理后的成品进行性能检测，合格后清洗包装即可。
24.同时，所述s3中，收口处理时，收口设备的芯棒与自锁螺母的定位采用螺纹配合。
25.作为本发明的一种更优的方案：所述s7中，性能检测包括室温下循环锁紧力矩实验、最高温度下循环锁紧力矩实验和永久变形实验。
26.本发明的有益效果为：
27.1.本发明，一方面通过将收口变形区域设置为多个圆弧区域组成，可增加整个收口变形区域的内缩弹性性能，从而增加螺纹摩擦力，增加自锁能力，另一方面增设收口槽，进一步增加内缩弹性性能，从而进一步增加自锁能力。
28.2.本发明，通过将工件定位由光杆定位设计为螺纹定位，从而使得在收口时，非收口区域不会产生抵消零件变形的力，从而使得收口尺寸控制更为精确，增加加工精度。
附图说明
29.图1为本发明提出的一种轴用自锁螺母的等轴测结构示意图；
30.图2为本发明提出的一种轴用自锁螺母的剖视结构示意图；
31.图3为本发明提出的一种轴用自锁螺母的a部分放大结构示意图；
32.图4为本发明提出的一种轴用自锁螺母的加工方法的流程示意图。
33.图中：1-收口非变形区域、2-收口变形区域、3-收口槽、4-外倒角、5-内倒角、6-螺牙、7-圆角。
具体实施方式
34.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
35.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
36.实施例1：
37.一种轴用自锁螺母，如图1所示，包括一体成型的收口非变形区域1、收口变形区域2以及设置于收口非变形区域1、收口变形区域2内侧的螺牙6，所述收口非变形区域1为全圆环结构，所述收口变形区域2由多个圆弧区域组成，且所述收口变形区域2的外侧内壁开设有收口槽3。
38.所述轴用自锁螺母的两个端面内侧与外侧分别设置有内倒角5、外倒角4，所述内倒角5的角度为30
°±1°
，所述外倒角4的角度为45
°±5°
39.所述轴用自锁螺母的两个端面的粗糙度为ra0.8，且其与面的粗糙度为ra3.2。
40.所述轴用自锁螺母的两个端面相对于内圆周面的垂直度为0.收口变形区域2。
41.所述收口槽3的内部设置有圆角7，且所述圆角7的半径为0.5-0.7。
42.本发明，一方面通过将收口变形区域2设置为多个圆弧区域组成，可增加整个收口变形区域2的内缩弹性性能，从而增加螺纹摩擦力，增加自锁能力，另一方面增设收口槽3，进一步增加内缩弹性性能，从而进一步增加自锁能力。
43.实施例2：
44.一种轴用自锁螺母的加工方法，如图4所示，包括以下步骤：
45.s1：粗加工和检验，将原料按照工件外形进行车加工和磨加工后形成坯料，利用超声波检验坯料缺陷；
46.s2：固溶，对合格坯料进行固溶处理，保证其力学性能；
47.s3：精加工和检验，将坯料分别进行数控车、数控铣、钳加工后，对坯料进行标印，标印后进行压扁收口处理形成半成品，随后检验；
48.s4：时效处理，对半成品进行时效处理，进一步加强力学性能；
49.s5：半成品检验，对半成品进行微观组织检查与荧光检查；
50.s6：表面处理，对合格的半成品分别进行液体吹砂、镀银的表面处理；
51.s7：性能检测，对表面处理后的成品进行性能检测，合格后清洗包装即可。
52.所述s3中，收口处理时，收口设备的芯棒与自锁螺母的定位采用螺纹配合。
53.所述s7中，性能检测包括室温下循环锁紧力矩实验、最高温度下循环锁紧力矩实验和永久变形实验。
54.所述室温下循环锁紧力矩实验的次数为12次，所述最高温度下循环锁紧力矩实验的次数为5次。
55.本发明，通过将工件定位由光杆定位设计为螺纹定位，从而使得在收口时，非收口区域不会产生抵消零件变形的力，从而使得收口尺寸控制更为精确，增加加工精度。
56.以下为具体实验数据：
57.表1(四组实验组的收口数值确定)
[0058][0059]
表2(室温下12次循环锁紧力矩实验数值)
[0060][0061]
从数据中可以看出，垫片的厚度是来调节零件收口量的，垫片越薄，零件收口量越大，
[0062]
在零件收口压力、保压时间、收口区域一致的情况下，通过改变垫片厚度来得到不同的收口数值，然后将分组的零件进行后续时效以及镀银后再进行12次循环锁紧力矩试验，将试验数值和标准要求值进行对比，从而确定零件最优收口量，从零件变形以及试验数据得出，在收口量为0.56mm-0.67mm时，试验数据最好。
[0063]
以上述实验为基础，分别选择收口量为0.56mm(编号a)与0.67mm(编号b)的工件进行进一步实验。
[0064]
表3(加温后空冷至室温锁紧力矩数据)
[0065][0066]
表4(永久变形锁紧力矩数据)
[0067][0068]
表5(微观组织检查数据)
[0069][0070]
由上表可知，收口尺寸为0.56-0.67mm时，零部件的各性能均能满足设计标准，且在收口尺寸0.56-0.67mm中，继续以0.01的划分，分为12组不同收口尺寸，按照上述实验进行重复实验，并且结合装配需求，螺纹塞规t端自由拧入情况分析，故综合确定最终零件收口量为0.62(0，-0.03)最佳。
[0071]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轴用自锁螺母，包括收口非变形区域(1)、收口变形区域(2)以及设置于收口非变形区域(1)、收口变形区域(2)内侧的螺牙(6)，其特征在于，所述收口非变形区域(1)为全圆环结构，所述收口变形区域(2)由多个圆弧区域组成，且所述收口变形区域(2)的外侧内壁开设有收口槽(3)。2.根据权利要求1所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述轴用自锁螺母的两个端面内侧与外侧分别设置有内倒角(5)、外倒角(4)。3.根据权利要求2所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述内倒角(5)的角度为30
°±1°
。4.根据权利要求2所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述外倒角(4)的角度为45
°±
5。5.根据权利要求1或2所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述轴用自锁螺母的两个端面的粗糙度为ra0.8，且其与面的粗糙度为ra3.2。6.根据权利要求1或2所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述轴用自锁螺母的两个端面相对于内圆周面的垂直度为0.收口变形区域(2)。7.根据权利要求1或2所述的一种轴用自锁螺母，其特征在于，所述收口槽(3)的内部设置有圆角(7)，且所述圆角(7)的半径为0.5-0.7。8.一种轴用自锁螺母的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：粗加工和检验，将原料按照工件外形进行车加工和磨加工后形成坯料，利用超声波检验坯料缺陷；s2：固溶，对合格坯料进行固溶处理，保证其力学性能；s3：精加工和检验，将坯料分别进行数控车、数控铣、钳加工后，对坯料进行标印，标印后进行压扁收口处理形成半成品，随后检验；s4：时效处理，对半成品进行时效处理，进一步加强力学性能；s5：半成品检验，对半成品进行微观组织检查与荧光检查；s6：表面处理，对合格的半成品分别进行液体吹砂、镀银的表面处理；s7：性能检测，对表面处理后的成品进行性能检测，合格后清洗包装即可。9.根据权利要求8所述的一种轴用自锁螺母的加工方法，其特征在于，所述s3中，收口处理时，收口设备的芯棒与自锁螺母的定位采用螺纹配合。10.根据权利要求8所述的一种轴用自锁螺母的加工方法，其特征在于，所述s7中，性能检测包括室温下循环锁紧力矩实验、最高温度下循环锁紧力矩实验和永久变形实验。

技术总结
本发明公开了一种轴用自锁螺母及其加工方法，涉及螺母加工技术领域；该螺母包括收口非变形区域、收口变形区域以及设置于收口非变形区域、收口变形区域内侧的螺牙，所述收口非变形区域为全圆环结构，所述收口变形区域由多个圆弧区域组成，且所述收口变形区域的外侧内壁开设有收口槽，该方法包括粗加工和检验，将原料按照工件外形进行车加工和磨加工后形成坯料，利用超声波检验坯料缺陷，固溶，对合格坯料进行固溶处理，保证其力学性能。本发明一方面通过将收口变形区域设置为多个圆弧区域组成，可增加整个收口变形区域的内缩弹性性能，从而增加螺纹摩擦力，增加自锁能力，另一方面增设收口槽，进一步增加内缩弹性性能，从而进一步增加自锁能力。一步增加自锁能力。一步增加自锁能力。


技术研发人员：彭思泽 王熔 张玲
受保护的技术使用者：中航动力株洲航空零部件制造有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/6