本發明屬于緊固件加工技術領域，特別是涉及一種四通球面多功能高鎖螺母及其加工方法。

背景技術：

高鎖螺母與普通螺母的主要區別是高鎖螺母安裝后可以獲得規定的鎖緊力矩與松脫力矩，而在使用過程中不易松動和脫落，具有高的安全性。因此，高鎖螺母廣泛用于航空航天產品。通常，高鎖螺母預期的鎖緊力矩和松脫力矩是通過收口工序獲得的。收口工序是高鎖螺母必須進行的一道工序。收口機工作時滑動錐套沿垂直于工作臺面向上滑移，從而推動壓頭向工件中心軸線水平前進，當壓頭擠壓到螺母螺紋所在部位的外圓時，螺母螺紋發生變形，使得螺母螺紋與相配合的螺紋螺紋裝配時形成過盈配合從而達到規定的鎖緊力矩和松脫力矩，這個過程就叫做收口。目前在航空航天領域中兩部件連接時自鎖螺母已經扮演了很重要的角色，在飛機上近40％以上的零件都是高鎖螺母，在今天工業系統逐步強大的國家，在某些零件上開發新型技術，做到一個零件可以同時具有多個功能，這樣不僅節約了生產成本，還有效控制了重量，然而目前現有技術依然不夠理想。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種四通球面多功能高鎖螺母及其加工方法，從而能夠提高該類產品材料有效利用率，提高產品性能穩定性等。

本發明是這樣實現的：

首先，本發明是這樣一種四通球面多功能高鎖螺母，包括四方體，在四方體的四端各設有一個螺母體，分別是第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體，四個螺母體的端面為球面；第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體分別通過第一螺紋、第二螺紋、第三螺紋和第四螺紋的收壓變形實現鎖緊；第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體分別設有第一斷頸槽、第二斷頸槽、第三斷頸槽和第四斷頸槽用于與四方體進行裝配；第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體分別設有用于密封的第一球面墊圈、第二球面墊圈、第三球面墊圈和第四球面墊圈。

分布于四方體四端的第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體的螺紋規格不相同，(螺紋規格不相同，如：一端m7，另三端m6，m5及m4)，且從第一螺紋、第二螺紋、第三螺紋到第四螺紋螺紋規格依次從小到大呈現階梯型分布；相應的，第一斷頸槽、第二斷頸槽、第三斷頸槽到第四斷頸槽的尺寸也依次從小到大呈現階梯型分布，第一球面墊圈、第二球面墊圈、第三球面墊圈到第四球面墊圈的尺寸也依次從小到大呈現階梯型分布。

在裝配時通過第一螺母體、第二螺母體、第三螺母體和第四螺母體端面與相應的第一球面墊圈、第二球面墊圈、第三球面墊圈和第四球面墊圈的相互作用達到自由轉動效果。

這種四通球面多功能高鎖螺母的加工方法是這樣的：產品一次性加工完成，通過控制四端的第一斷頸槽、第二斷頸槽、第三斷頸槽和第四斷頸槽的尺寸，滿足其性能要求。加工時采用塑性好，金屬晶粒在模鍛成型后不斷裂，晶粒沿長度方向呈線狀排列的金屬棒直接熱鍛壓成型坯件，經機械加工制成。

這里的塑性好，金屬晶粒在模鍛成型后不斷裂，晶粒沿長度方向呈線狀排列的金屬棒包括高溫合金、鈦合金、碳素結構鋼、合金鋼、銅合金和鋁合金棒料。

其中，高溫合金包括gh2132、gh4169、gh738、gh4698、gh2696和gh30等棒料；鈦合金包括tc4和tc16棒料；碳素結構鋼包括ml35和ml25等棒料；合金鋼包括30crmnsia和40crnimoa等棒料；銅合金包括h62棒料；鋁合金包括2a11、2a12等棒料。

本發明的這種高鎖螺母不僅有鎖緊功能，而且還具有裝配簡單等優點，通過控制斷頸槽尺寸大小來滿足有效的裝配力矩等各性能指標，省時省料，同時還具有密封功能，產品一次性加工完成，產品精度較高，性能一致性較好。

與現有技術相比較，本發明應用棒材直接熱鍛壓成型外形坯件，提高材料利用率，符合現代少切削或無切削的發展趨勢。所用的材料有如：gh2132、gh4169、gh738、gh4698、gh2696和gh30等棒料；鈦合金包括tc4和tc16等棒料；碳素結構鋼包括ml35和ml25等棒料；合金鋼包括30crmnsia和40crnimoa等棒料；銅合金包括h62棒料；鋁合金包括2a11、2a12等棒料，在飛機上多選用鋁合金材料。鋁合金的高鎖螺母不僅具有材質較輕、好的塑性變形等。本發明改變傳統高鎖螺母單一的鎖緊結構，實現了高鎖螺母的多元化功能，加工1件該高鎖螺母，裝配后同時分離出4件規格不一樣的高鎖螺母，且螺母體與球面墊圈的相互作用達到自由轉動效果。

本發明加工1件該高鎖螺母，裝配后同時分離出4件規格不一樣的高鎖螺母，且螺母體與球面墊圈的相互作用達到自由轉動效果，這樣節約了成本，有效控制了材料利用率，安全可靠性高，機械性能穩定，維護方便。特別適用于對兩連接件之間的相對位置精度要求較高的裝配連接。

附圖說明

圖1是本發明的高鎖螺母結構剖視圖；

圖2是第三螺母體裝配分離圖；

圖3是第二螺母體裝配分離圖；

圖4是第一螺母體裝配分離圖；

圖5是第四螺母體裝配分離圖；

圖6是本發明的裝配效果圖。

附圖標記說明：1-第一螺母體，2-第一螺紋，3-第一斷頸槽，4-四方體，5-第二螺母體，6-第二螺紋，7-第二斷頸槽，8-第三螺母體，9-第三螺紋，10-第三斷頸槽，11-第四螺母體，12-第四螺紋，13-第四斷頸槽，14-第一球面墊圈，15-第二球面墊圈，16-第三球面墊圈，17-第四球面墊圈。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發明的這種四通球面多功能高鎖螺母包括四方體4，在四方體4的四端各設有一個螺母體，分別是第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11，四個螺母體的端面為球面；第一螺母體1、第二螺母體8、第三螺母體8和第四螺母體12分別通過第一螺紋2、第二螺紋6、第三螺紋9和第四螺紋12的收壓變形實現鎖緊；第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11分別設有第一斷頸槽3、第二斷頸槽7、第三斷頸槽10和第四斷頸槽13用于與四方體4進行裝配；第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11分別設有用于密封的第一球面墊圈14、第二球面墊圈15、第三球面墊圈16和第四球面墊圈17。

分布于四方體4四端的第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11的螺紋規格不相同，(螺紋規格不相同，如：一端m7，另三端m6，m5及m4)，且從第一螺紋2、第二螺紋6、第三螺紋9到第四螺紋12螺紋規格依次從小到大呈現階梯型分布；相應的，第一斷頸槽3、第二斷頸槽7、第三斷頸槽10到第四斷頸槽13的尺寸也依次從小到大呈現階梯型分布，第一球面墊圈14、第二球面墊圈15、第三球面墊圈16到第四球面墊圈17的尺寸也依次從小到大呈現階梯型分布。

在裝配時通過第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11端面與相應的第一球面墊圈14、第二球面墊圈15、第三球面墊圈16和第四球面墊圈17的相互作用達到自由轉動效果。

實施例：

本發明的制造方法是應用棒材直接熱鍛壓成型坯件外形，經機械加工成型。其理論依據是采用先進的高科技材料，材料的強度和塑性極好，其晶粒在模壓或鍛壓成型后不斷裂形呈流線狀，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，也可以應用形態記憶合金，在高溫下模壓成型急速冷卻，獲得任意形狀坯件。所用材料有高溫合金(如：gh2132、gh4169、gh30、gh738、gh4698、gh2696)，鈦合金(如：tc4、tc16)，合金結構鋼(如：30crmnsia、40crnimoa)，碳素結構鋼(如：ml35、ml25)，鋁合金(如：2a11、2a12)。銅合金(如：h62)等塑性好的材料均可。本發明改變傳統高鎖螺母單一的加工模式，實現了高鎖螺母的多元化功能。

本發明的多功能高鎖螺母，是在第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11上通過收壓第一螺紋2、第二螺紋6、第三螺紋9和第四螺紋12產生局部變形，使該高鎖螺母具有了鎖緊功能。產品在裝配時通過第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11球面與第一球面墊圈14、第二球面墊圈15、第三球面墊圈16和第四球面墊圈17的相互作用達到自由轉動功能。產品一次性加工完成，在四方體4四端分布有規格不一樣的第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11，通過有效控制四方體4四端的第一斷頸槽3、第二斷頸槽7、第三斷頸槽10到第四斷頸槽13尺寸，從而滿足該高鎖螺母的性能要求，裝配時四方體4在于扳擰套筒的作用下，1件高鎖螺母同時分離出4件螺母體，即第一螺母體1、第二螺母體5、第三螺母體8和第四螺母體11，且螺母體與球面墊圈的相互作用達到自由轉動效果，從而改變了產品單一結構，有效控制了產品有效利用率。螺母體的裝配分離過程如圖2-5所示，本發明的裝配效果圖如圖6所示。

當然，以上只是本發明的具體應用范例，本發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，均落在本發明所要求的保護范圍之內。