[发明专利]压力可调的顶丝和配套的螺丝刀

说明书

技术领域

本发明涉及紧固件，特别是一种压力可调的顶丝和配套的螺丝刀。

背景技术

“夹持”在装配(尤其是在光学元件的装配)过程中是一种常见的工艺步骤，通常是通过基座/框架上的顶丝对被夹持工件表面施加压力的工件。在精密装配过程中，例如精密大口径光学元件在镜框上的夹持装配过程中，被夹持工件的表面形状精度通常有较高的要求，顶丝压力太松或者太紧，或者不同位置顶丝之间压力的不恰当会导致夹持不稳固或者元件产生畸变，同时一些表面脆弱的元件对夹持时能够承受的压力/压强也有定量的限制，这意味着对压紧工件的顶丝产生的压力有定量的要求。通过有限元分析软件，例如ANSYS，通常可以得到各个顶丝合适的压力范围，但是在实际装配过程中，各个顶丝实际产生的压力往往难以直接观测和调控。使用普通的螺丝刀或者扳手拧紧现有的普通结构顶丝时，当遇到的阻力矩突然增大时，表明顶丝已经与工件表面接触并产生了压力，但是压力值无法直接得到。采用扭力扳手预置扭力来拧紧现有的普通顶丝时，一方面扳手产生的扭力并不能直接反映顶丝对工件表面产生的压力，另一方面由于顶丝的材料和加工精度差异，顶丝的丝和螺牙之间匹配情况的差异等因素，相同扭力下不同顶丝对工件表面产生的压力并不一定相同。鉴于此，顶丝对工件表面产生压力的直接测量和调控成为精密夹持工艺过程中一个重要的需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有顶丝无法直接观测和调控产生压力大小的不足，提供一种压力可调的顶丝和配套螺丝刀，适用于现有各种需要顶丝的场合，只要利用本发明的配套螺丝刀旋动顶丝的测量杆，即可方便、准确地调控顶丝对工件的压力。

本发明技术解决方案如下：

一种压力可调的顶丝和配套的螺丝刀，特点在于：

所述的顶丝包括顶丝帽、外螺纹套筒、测量杆、“T”形顶丝头和弹簧，所述的顶丝帽具有中心通孔和位于该中心通孔两侧的“一”字形矩形凹槽，所述的外螺纹套筒的上端与所述的顶丝帽下表面中心对称地固定连接在一起构成外螺纹套筒的中空腔，该中空腔的下底的中心通口的直径小于所述的中空腔的直径，所述的外螺纹套筒的外侧为螺纹，在所述的中空腔内并穿过底的中心通口插置所述的“T”形顶丝头，所述的测量杆的下端与所述的顶丝头上端面的中心垂直固定相连，所述的弹簧套在所述的测量杆上，所述的弹簧的上端顶在顶丝帽的下表面，下端位于所述的“T”形顶丝头的上表面，所述的测量杆的上端伸入所述的顶丝帽的中心通孔中，且测量杆的上端面与所述的顶丝帽的上表面齐平；

所述的配套螺丝刀，自上而下依次是连成一体的螺丝刀把手、螺丝刀杆和螺丝刀头，所述的螺丝刀头的端部中心具有矩形通槽，该矩形通槽的两侧各有一个“一”字形的矩形齿.在沿所述的矩形通槽的“一”字形的矩形齿的边缘有长度刻度，所述的矩形通槽与所述的螺丝刀杆同轴，该矩形通槽的宽度略大于所述的测量杆的直径，长度大于D_max-D_min，D_max为所述的顶丝头的下端面从所述的外螺纹套筒的腔内滑动伸出下端口的最大伸出量，D_min为所述的顶丝头的下端面从所述的外螺纹套筒的腔内滑动伸出下端口的最小伸出量；

所述的螺丝刀头端部的“一”字形的矩形齿与所述的顶丝帽的“一”字形矩形凹槽相适应，即所述的顶丝帽的“一”字形矩形凹槽供所述的螺丝刀头端部的“一”字形的矩形齿插入。

所述的测量杆的上端边缘具有长度刻度。

所述的顶丝头为刚性材料制成，顶部直径略小于外螺纹套筒内径而大于外螺纹套筒下端的开口，顶部之下为柱状且直径略小于外螺纹套筒下端的开口，从而可以在外螺纹套筒的腔内滑动进而从下端开口伸出或者缩回而不会从下端的开口脱出，最大伸出量为D_max，最小伸出量为D_min，有：

D_max＞D_min≥0 (1)

所述的测量杆为上下等粗的刚性杆，下端与所述的顶丝头上端的中心固连，上端对准所述顶丝帽的通孔，从而当所述的顶丝头沿着所述的外螺纹套筒的内腔上下滑动时，所述的测量杆通过所述的顶丝帽的通孔伸出或者回缩，当回缩量最大时(对应所述顶丝头从外螺纹套筒下端开口伸出量为D_max)，所述的测量杆的上端顶部正好跟所述的顶丝帽的顶部平齐.测量杆沿长度方向有长度刻度(当所述的配套螺丝刀没有长度刻度时)或者没有长度刻度(当所述的配套螺丝刀有长度刻度时)。