一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺的制作方法

本发明涉及高强度紧固件制造，特别涉及一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺。

背景技术：

1、螺纹连接是工业通用可拆卸连接结构，标准螺母支撑面与螺纹轴线严格垂直，在持续横向振动工况下螺纹副仅依靠牙面摩擦力锁紧，极易发生微小周向滑移，预紧力快速衰减，严重时出现松脱失效，引发设备安全隐患。

2、目前，工业领域成熟的抗振动防松方案主要分为两类：第一类为分体辅助锁紧结构，依靠平垫、弹垫、齿形锁紧垫圈配合标准平端面螺母实现预紧补偿；第二类为内置自锁型螺母，通过螺母内部注塑尼龙锁紧环或内置金属锁紧齿实现螺纹啮合自锁。上述方案在使用端存在一定问题：分体垫片组合装配零部件多、工序繁琐，振动下垫片易滑移变形，弹性补偿能力衰减快，且无偏心限位结构，防松稳定性差；尼龙锁紧螺母高温易老化，多次拆装后防松能力大幅下降；金属齿锁紧螺母需定制异形牙型，加工精度门槛高，普及性差，且各类方案普遍存在规格、强度、外形适配单一、通用性不足的问题。

3、在制造端，现有螺母的承压支撑面多采用分步加工模式，即先成型螺母基体，再通过独立车削或磨削工序加工支撑端面，装夹定位次数多，批量生产时端面角度尺寸离散度大，难以统一管控防松性能；且缺乏可同步成型基体与倾斜承压面的一体化方案，后续二次精加工易破坏螺纹配合基准，批量一致性差，因此我们急需一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺，通过将螺母的支撑面设置为与内螺纹孔中心轴线呈87°-89°夹角的倾斜一体成型结构，在拧紧过程中先后形成预紧摆动耗能与终紧刚性锁紧两级防松机制，在无需外加防松配件且兼容标准螺纹体系的前提下，实现了可重复拆装的长效抗振防松。

2、本发明的目的是这样实现的：包括螺母及相适配的螺栓，所述螺母沿轴向贯通设置内螺纹孔，所述螺母的下端设置有用于贴合被连接件的支撑面，当螺栓贯穿被连接件时，通过螺母上内螺纹孔啮合锁紧以形成固定区，当处于固定区时，支撑面相对内螺纹孔的中心轴线呈固定倾斜布置，所述支撑面与被连接件的接触平面之间形成1°-3°的稳定倾斜夹角：

3、可选地，所述支撑面与内螺纹孔中心轴线的夹角为87°-89°。

4、可选地，所述螺母外表面设置有防腐涂层，所述防腐涂层为磷化层、电镀锌层、达克罗涂层及锌铝涂层中的任意一种。

5、可选地，所述内螺纹孔为标准公制内螺纹孔。

6、一体式两级偏心支撑防松螺母连接副所使用的加工工艺，用于加工一体式两级偏心支撑防松螺母连接副中的螺母，包括以下步骤：

7、s1：线材下料，截取紧固件金属线材，裁切得到适配螺母外形规格的坯料，并完成头部预镦；

8、s2：六角外形粗成型，对坯料进行锻压，初步成型六角轮廓；

9、s3：法兰预成型及螺纹底孔预成型，挤压成型法兰基础圆盘，同步挤出垂直同轴的预制螺纹底孔；

10、s4：六角精整、法兰厚度整形及冲孔，六角轮廓精密修形，法兰厚度预留0.08-0.12mm挤压变形余量，随后冲棒冲入预制底孔并冲通；

11、s5：偏心法兰终挤成型，工件六角完全卡入下模型腔实现周向锁死，浮动硬质合金冲棒进入预制底孔并停留在孔内提供刚性支撑以抵消侧向挤压力，保证内孔圆度，上模以倾斜承压面挤压法兰底部，使法兰支撑面与内螺纹孔轴线形成偏心夹角，同步成型螺母本体外形、轴向通孔及偏心支撑面，支撑面的空间姿态由模具型面直接限定，无需后续机械加工。

12、s6：攻制标准内螺纹，经调质热处理，按需选用防腐工艺进行表面防护处理，并对内孔螺纹区域进行遮蔽保护，最后进行尺寸及螺纹精度检测，获得成品偏心防松螺母。

13、可选地，步骤s4中法兰厚度预留0.08-0.12mm挤压变形余量，步骤s5中所述倾斜承压面的倾斜角度为1°-3°。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

15、1.该一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺通过支撑面与内螺纹孔中心轴线之间87°-89°的倾斜夹角设置，使连接副在拧紧过程中先后形成两级耦合防松机制：预紧阶段利用螺纹副单侧间隙允许螺栓在横向振动下产生微幅摆动并以摩擦耗能形式衰减振动能量，减缓预紧力流失；终紧阶段通过支撑面压平贴合后的端面摩擦阻力矩与内螺纹孔全牙啮合摩擦阻力矩的相互耦合，抵抗螺母回转松脱趋势。两级防松机制在同一结构内顺序衔接，覆盖从初始预紧到长期服役的防松需求，克服了单级防松结构在预紧力衰减初期即丧失防松能力的不足。

16、2.该一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺采用冷镦模具型腔预设偏心斜度、一次性同步成型螺母本体外形及倾斜支撑面的一体冷镦方案，使支撑面的偏心几何参数由模具型面直接锁定，无需后续车削或磨削加工，消除了二次装夹定位误差对支撑面角度一致性的影响，批量产品防松性能均一可控。同时，螺母支撑面与本体一体成型，无需外加偏心垫片、止动垫圈等独立防松配件，减少了零部件数量，简化了装配工序，消除了配件漏装、错位及松脱失效风险，能够适配自动化装配产线。

17、3.该一体式两级偏心支撑防松螺母连接副及其加工工艺通过内螺纹孔采用标准60°三角牙型的设计，以及攻丝加工使用标准通用丝锥、螺纹检测使用标准通止规，偏心防松功能的实现不依赖非标螺纹牙型或专用定制刀具。螺母的螺纹规格、外形样式、力学性能等级及表面防腐处理类型可根据使用需求灵活选配，能够直接替换现有各类标准螺母而无需修改被连接件或螺栓的规格尺寸，通用性强，产线切换成本低。

1.一体式两级偏心支撑防松螺母连接副，其特征在于：包括螺母（1）及相适配的螺栓（2），所述螺母（1）沿轴向贯通设置内螺纹孔（3），所述螺母（1）的下端设置有用于贴合被连接件（4）的支撑面（5），当螺栓（2）贯穿被连接件（4）时，通过螺母（1）上内螺纹孔（3）啮合锁紧以形成固定区，当处于固定区时，支撑面（5）相对内螺纹孔（3）的中心轴线呈固定倾斜布置，所述支撑面（5）与被连接件（4）的接触平面之间形成1°-3°的稳定倾斜夹角。

2.根据权利要求1所述的一体式两级偏心支撑防松螺母连接副，其特征在于：所述支撑面（5）与内螺纹孔（3）中心轴线的夹角为87°-89°。

3.根据权利要求2所述的一体式两级偏心支撑防松螺母连接副，其特征在于：所述螺母（1）外表面设置有防腐涂层（6），所述防腐涂层（6）为磷化层、电镀锌层、达克罗涂层及锌铝涂层中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的一体式两级偏心支撑防松螺母连接副，其特征在于：所述内螺纹孔（3）为标准公制内螺纹孔。

5.一体式两级偏心支撑防松螺母连接副所使用的加工工艺，用于加工权利要求1-4任一项所述的一体式两级偏心支撑防松螺母连接副中的螺母，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一体式两级偏心支撑防松螺母连接副的加工工艺，其特征在于：步骤s4中法兰厚度预留0.08-0.12mm挤压变形余量，步骤s5中所述倾斜承压面的倾斜角度为1°-3°。