[实用新型]带有自锁的螺柱复合连接装置

说明书

一种带有自锁的螺柱复合连接装置，包括：螺柱、驱动头和螺柱配合件，螺柱包括：依次连接的螺柱体和尾部空心结构，该螺柱体的一端设有作为驱动连接部的盲孔；盲孔通过①设置于开口端外表面的对称双平面结构和/或②设置于内表面的呈棱柱结构及设置于螺柱体外部的螺纹以连接驱动头。本实用新型通过控制螺柱的尾部空心结构张开产生的底切量形成了基于底切量的机械自锁效果，通过控制待连接板材的流动状态形成了基于环形凹槽的机械自锁效果，在自锁机械连接的基础上实现螺柱与工件之间的固相连接，形成了机械‑固相复合连接；仅对上层板材预制连接孔，降低了对中性和装卡精度的要求，避免了螺栓连接上下开放式的接头结构，增强了接头的密封性，提高了抗腐蚀性能。

技术领域

本实用新型涉及的是一种材料连接领域的技术，具体是一种带有自锁的螺柱复合连接装置。

背景技术

在金属材料的板连接中，对于上层板为钢、下层板为轻质合金板材的组合，由于下层轻质合金板材较厚，而无法采用自冲铆接、流钻铆接等适用于薄板的机械连接方法。此外，钢板在上、轻质合金在下的叠加方式使搅拌摩擦焊、摩擦单元焊等固相连接工艺无法应用，故此类板材组合的连接主要采用上、下板材预置通孔的传统螺栓连接工艺实现。现有螺栓连接技术适用于连接可拆卸结构部件，存在的问题有以下几点：需要对连接板材预先钻孔和攻丝，不仅增加了螺栓连接工艺额外的加工步骤，而且各层板材预制螺孔和攻丝在装卡过程中的对中性要求较高；各层板材预制通孔的开放结构导致接头密封性差，降低了接头的耐腐蚀性能，限制了螺栓连接接头的服役范围；所用螺栓贯穿多层板材，尺寸长、重量大，与轻量化要求相左。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种带有自锁的螺柱复合连接装置，形成了机械-固相-螺纹复合连接，强化接头的静、动态力学性能。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种带有自锁的螺柱复合连接装置，包括：螺柱、驱动头和螺柱配合件，其中：螺柱包括：依次连接的螺柱体和尾部空心结构。

所述的螺柱体的一端设有作为驱动连接部的盲孔。

所述的盲孔通过①设置于开口端外表面的对称双平面结构和/或②设置于内表面的呈棱柱结构及设置于螺柱体外部的螺纹以连接驱动头。

所述的尾部空心结构的内壁和/或外壁设有多组自锁环形凹槽；其末端设有圆弧过渡的楔形结构以引导底切量的产生和塑性态材料流动。

所述的驱动头设有球头柱塞以与螺柱锁紧并驱动其钻入下层待连接板材预定深度，随后将上层待连接板材的预制孔穿过螺柱，与下层连接板材贴合，螺柱配合件分别与上层连接板材和下层连接板材紧密接触，最终形成机械-固相-螺纹复合连接接头。

优选地，当螺柱采用强度较高材料或尾部空心结构壁厚较大时，为保证其产生足够的张开，形成基于底切量的有效机械自锁，可在尾部空心结构末端设置至少两个贯通槽，形状为任意一种几何形状，数量至少为两个，等角度沿周向均匀分布。

所述的驱动头优选为磁性棱柱。

所述的螺柱的螺柱体露出高度、螺纹结构高度和尾部空心结构高度，与上、下层板厚度和螺母尺寸相匹配，具体地：

对于内螺纹螺柱：h₁t₁，h₂＝k·t₂(k1)，h-h₂＝t₁；