高鎖螺栓的頭部結(jié)構(gòu)

　　高鎖螺栓的種類一般是按照頭部結(jié)構(gòu)來劃分的，主要分為沉頭和平圓頭兩大類，其中沉頭又可分為90°沉頭和10°沉頭；再根據(jù)頭部結(jié)構(gòu)尺寸的不同（頭部厚度及外圓），又可分為抗拉型和抗剪型兩大類高鎖螺栓的名稱一般是以這兩種分類方式組合而成，有時還會冠以材料名稱或強(qiáng)度等級，如100°小沉頭抗剪型鈦合金高鎖螺栓、1300MPa平圓頭打t剪型鈦合金高鎖螺栓等，常見的高鎖螺栓結(jié)構(gòu)如圖3-42和圖3-43所示。

　　高鎖螺栓的桿部結(jié)構(gòu)

　　高鎖緊固件的裝配精度要求的都非常高，因此，高鎖螺栓的光桿直徑公差一般為緊公差，通常情況下選用f9級的精度公差，但對于要求更高的裝配部位，也有選用f7級或r6級的精度公差。另外，對高鎖螺栓的光桿表面粗糙度要求也較高。一般為Ra1.6μm或Ra0.8μm。

　　由于高鎖螺栓所配的高鎖螺母支承面一端具有沉頭孔，可以容納超出夾層以外的螺栓光桿部分和收尾部位，因此，在選配高鎖螺栓時，允許光桿超出夾層一定長度Δ（具體可根據(jù)配套的高鎖緊固件標(biāo)準(zhǔn)來確定，不同標(biāo)準(zhǔn)體系之間可能略有差異），若光桿長度為l，則其可裝配的夾層厚度s的范圍為（l-Δ）-l，這給裝配現(xiàn)場帶來更大的選配空間高鎖螺栓光桿長度與夾層厚度的裝配關(guān)系示意圖如圖3-44所示。

　　高鎖螺栓的過渡區(qū)結(jié)構(gòu)

　　在高鎖螺栓裝配時，為了防止光桿與螺紋之間的過渡區(qū)對基體內(nèi)孔造成損傷或?qū)⒖妆跀D出屑的情況，高鎖螺栓的過渡區(qū)必須圓滑過渡，并且對圓弧R有著嚴(yán)格的控制，如圖3-45所示，這是國外標(biāo)準(zhǔn)給出的過渡區(qū)控制要求。

　　國內(nèi)一些舊的高鎖螺栓標(biāo)準(zhǔn)也未給出過渡區(qū)的具體要求，在加工時，與普通螺栓的過渡區(qū)一樣僅倒角即可。隨著裝配問題的逐漸出現(xiàn)以及國外同類先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)，國內(nèi)開始逐漸意識到過渡區(qū)的重要性，特別是在干涉配合的裝配環(huán)境下，對過渡區(qū)進(jìn)行倒圓處理顯得尤為關(guān)鍵。在新設(shè)計的高鎖螺栓標(biāo)準(zhǔn)中，對于裝配要求較高的部位，都明確給出了過渡區(qū)的控制要求。

　　部分國內(nèi)高鎖螺栓標(biāo)準(zhǔn)對過渡區(qū)的控制如圖3 - 46所示，螺栓光桿從K線左側(cè)F距離即A點(diǎn)（切點(diǎn)）開始平滑地下降到螺紋大徑最大依D'延伸線以下即G點(diǎn)，平滑曲線AG段及與光桿的接合不應(yīng)有可見線。

　　高鎖螺栓的螺紋結(jié)構(gòu)

　　高鎖螺栓與普通螺栓的螺紋精度完全一樣，唯一的區(qū)別就是，在新的高鎖螺栓標(biāo)準(zhǔn)中，其螺紋大徑均是經(jīng)過修正的（即為MOD螺紋大徑），其上差要比光桿公稱直徑小0.15rnm左右。采用修正的螺紋大徑可以避免高鎖螺栓裝入基體內(nèi)孔時螺紋將內(nèi)孔壁損傷，特別是過盈配合的內(nèi)孔；另外，由于修正的大徑比正常大徑要小，采用滾壓加工時，其不會將滾絲輪完全填充，滾絲輪所受的擠壓力會減小，因此，會大大提高滾絲輪的壽命；經(jīng)過充分的試驗(yàn)驗(yàn)證，采用修正的螺紋并不會降低高鎖螺栓的承載能力。

　　高鎖螺栓的扳擰結(jié)構(gòu)

　　高鎖螺栓的扳擰結(jié)構(gòu)即為螺紋端的內(nèi)六角孔結(jié)構(gòu)，如圖3-42及圖3-43所示，由于內(nèi)六角孔是采用去除材料的加工方式，在一定程度上減輕了重量；另外，由于頭部不再是扳擰部位，就不需要像普通螺栓那樣體積較大的扳擰結(jié)構(gòu)，也在一定程度上減輕了重量；這使得高鎖螺栓的體積減小、重量減輕、結(jié)構(gòu)緊湊，同時實(shí)現(xiàn)了單面連接但是，由于內(nèi)六角孔的存在，肯定會降低高鎖螺栓螺紋的抗拉強(qiáng)度在同一強(qiáng)度等級、同一螺紋結(jié)構(gòu)的情況下，高鎖螺栓螺紋的理論抗拉載荷要比普通螺栓螺紋的理論抗拉載荷要低10%左右另外，在進(jìn)行高鎖緊固件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還應(yīng)保證高鎖螺栓擰緊后，其與高鎖螺母的旋合量至少要有3扣螺紋（即3個螺紋牙），目.旋合部位要處在內(nèi)六角孔的深度范圍外。這主要是根據(jù)“前3扣螺紋承受80%以上的抗拉載荷”這一設(shè)計原則，因此，這3扣是高鎖緊固件最重要的承載區(qū)域。高鎖螺栓內(nèi)六角孔的結(jié)構(gòu)尺寸決定著安裝工具的選用〕由于高鎖螺栓具有英制和公制兩大標(biāo)準(zhǔn)體系，安裝用的內(nèi)六角扳手也分為英制和公制兩大類內(nèi)六角孔的尺寸公差一般是在標(biāo)準(zhǔn)中給出，內(nèi)六角孔的驗(yàn)收要求一般是在規(guī)范中給出。高鎖螺栓通用的驗(yàn)收要求一般為：內(nèi)六角孔應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求；內(nèi)六角孔內(nèi)允許無涂鍍層；允許內(nèi)六角面上有輕微的過切（過切是指由于鉆頭尺寸稍微大于六角沖頭的對邊寬度，造成六角面上有圓弧存在），但如果過切超過任一六角面的20%，應(yīng)進(jìn)行抗扭矩試驗(yàn)，即內(nèi)六角孔扳擰試驗(yàn)。

　　內(nèi)六角孔的尺寸公差是通過內(nèi)六角通止規(guī)進(jìn)行檢測的，標(biāo)準(zhǔn)一般都規(guī)定了通規(guī)應(yīng)進(jìn)入到內(nèi)六角孔的最小深度，止規(guī)不應(yīng)進(jìn)入，如果止規(guī)進(jìn)入任一對邊中（每個零件最多只能進(jìn)入一個對邊），應(yīng)進(jìn)行抗扭矩試驗(yàn)通止規(guī)的尺寸公差和技術(shù)要求會在規(guī)范中給出，雖然英制標(biāo)準(zhǔn)體系和公制標(biāo)準(zhǔn)體系的尺寸公差存在一定差異，但是，通止規(guī)的外形結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)要求基本相同，如圖3-47所示。

　　高鎖螺栓的性能

　　高鎖螺栓與MJ螺紋螺栓的性能特點(diǎn)類似，也有強(qiáng)度等級之分，其強(qiáng)度等級也是完全取決于高鎖螺栓材料的抗拉強(qiáng)度，主要是由熱處理保證，通常為1100MPa級和1300MPa級兩大類，熱處理除了要保證螺栓的最小杭拉強(qiáng)度σb外，標(biāo)準(zhǔn)中也會給出最小抗剪強(qiáng)度。

　　高鎖螺栓的主要力學(xué)性能指標(biāo)有抗拉載荷、雙剪載荷、疲勞載荷、頭部延伸率（一般Inconel718合金材料的高鎖螺栓進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)）、內(nèi)六角孔扳擰（一般當(dāng)任一內(nèi)六方面的過切量超過其20%時進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)）；主要的冶金性能指標(biāo)有不連續(xù)性、頭部和螺紋部位晶粒流線、顯微組織、過熱、表面污染、磨削燒傷及氫含量。