陶瓷基复材舵轴连接结构及其制孔工装、铆接孔制作方法与流程

1.本发明涉及一种用于舵类产品的舵轴连接结构，具体涉及陶瓷基复材舵轴连接结构及其制孔工装、铆接孔制作方法。


背景技术：

2.陶瓷基复合材料是一种兼有金属材料、陶瓷材料和碳材料性能优点的热结构/功能一体化新型材料，具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀、对裂纹不敏感，不发生灾难性毁损等特点，在机械、航空航天、核、能源等领域有着广泛的应用。目前国内外复合材料构件成型方式主要有两种。一种是整体成型法，指的是将构件通过整体缝合编织直接成型。第二种是装配法。指的是将构件进行零件化分解，降低构件的成型难度，提高构件的可维修性。零件成型后进行构件的装配同时使用复合材料连接件进行紧固连接，形成构件装配体。构件装配体结合气相沉积法使零件装配体与复合材料紧固件之间最终通过陶瓷基体结合形成构件。
3.在现有技术中，普通的舵轴连接结构大多为外圆内方的结构，其舵轴为方形结构，方形结构的舵轴插入舵体内部，并通过螺钉进行连接。但若要采用陶瓷基复材材料的舵轴连接结构，因舵轴为碳布缠绕而成的空心圆柱形结构，无法制成方形结构，且无法通过螺钉与舵体进行连接，故而，陶瓷基复材舵轴与舵体的连接成为一大难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有陶瓷基复材舵轴与舵体难以实现可靠性连接的技术问题，而提供陶瓷基复材舵轴连接结构及其制孔工装、铆接孔制作方法。
5.本发明的技术解决方案是：
6.一种陶瓷基复材舵轴连接结构，其特殊之处在于：包括舵体和舵轴，舵体包括套装在舵轴一端的舵轴转接套、半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片、蒙皮组件和舵轴展向盒型件；
7.所述舵轴转接套包括与舵轴上部外型面贴合的半圆形曲面结构板，以及与舵轴底部外型面接触的平面底板，半圆形曲面结构板的两侧分别通过两个平板与平面底板的两侧连接；所述平板的一端与半圆形曲面结构板的一侧平滑过渡连接，且内表面与舵轴表面相切，其另一端与平面底板连接；
8.所述舵轴展向盒型件的上端面与平面底板底面尺寸相同且贴合，两侧设置有对应的台阶结构，下端面为平板状且与上端面平行；
9.所述半弧形垫片组件包括分别贴合在舵轴转接套外表面的第一半弧形垫片和第二半弧形垫片，且第一半弧形垫片和第二半弧形垫片的上端边部拼接接触，下端分别与台阶结构的台阶面接触；
10.所述第一弧形垫片贴合在第一半弧形垫片和第二半弧形垫片的外表面；第二弧形垫片贴合在第一弧形垫片的外表面；
11.第一弧形垫片和第二弧形垫片的下端分别位于台阶结构的台阶面外侧，并与之齐平；
12.所述蒙皮组件包括分别贴合在第二弧形垫片外表面的第一蒙皮和第二蒙皮，且第一蒙皮和第二蒙皮的上端边部拼接接触，下端分别与舵轴展向盒型件下端齐平或向下延伸；
13.所述舵轴与舵轴转接套、半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片、蒙皮组件之间，以及舵轴展向盒型件之间通过多个销钉铆接成一整体。
14.进一步地，所述多个销钉为五排，每排沿轴线均匀设置，且每排销钉成直线，销钉轴线均指向舵轴的轴心；在舵轴与平面底板接触的位置处设置有一排连接舵轴、舵轴转接套和舵轴展向盒型件的销钉；在舵轴与半圆形曲面结构板贴合的区域处错位设置有四排销钉。
15.进一步地，所述每排销钉中相邻两销钉之间距离为15～30mm；相邻排销钉的圆心角为45
°
，且外侧两排销钉分别与半圆形曲面结构板端面之间的圆心角成22.5
°
；所述销钉直径为φ6～φ10。
16.进一步地，所述销钉直径为φ8。
17.进一步地，所述舵轴、舵轴转接套、半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片、蒙皮组件、舵轴展向盒型件和销钉均为c/sic材料。
18.进一步地，所述半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片上分别设有与销钉错位的减重孔：所述平板的另一端与平面底板圆弧过渡连接。
19.同时，本发明提供了一种上述的陶瓷基复材舵轴连接结构的制孔工装，其特殊之处在于：
20.包括弧形导向板组件、多个导套组件和多个加工组件；
21.所述弧形导向板组件包括相同厚度的第一半弧形导向板和第二半弧形导向板，所述厚度≥10mm；
22.所述第一半弧形导向板和第二半弧形导向板的内型面分别用于与第一蒙皮和第二蒙皮的外型面贴合；
23.所述第一半弧形导向板和第二半弧形导向板上分别设置有多个安装孔，多个安装孔的布局与多个销钉的布局相同；
24.所述导套组件包括第一导套、第二导套和第三导套，其中，第一导套、第二导套和第三导套三者的外径均为φd+2，φd为销钉的直径，三者的高度均与第一半弧形导向板厚度相同；第一导套的内径为第二导套的内径为第三导套的内径为
25.所述第一导套、第二导套和第三导套均用于在安装孔内安装；
26.所述加工组件包括金刚石铰刀和外径依次增大的金刚石钻头、金刚石玻璃钻和金刚石磨棒；所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀为镶嵌有金刚石涂层的加工工具；
27.所述金刚石钻头用于与第一导套配合使用制作铆接孔底孔，其外径与第一导套的内径适配；
28.所述金刚石玻璃钻用于与第二导套配合使用对铆接孔底孔进行扩孔，其外径与第二导套的内径适配；
29.所述金刚石磨棒用于与第三导套配合使用对扩孔后的铆接底孔进行粗磨扩孔，其外径与第三导套的内径适配；
30.所述金刚石铰刀用于将粗磨后的铆接底孔精铰至内径尺寸为φd
±
0.02。
31.进一步地，所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒外径比对应配合的第一导套、第二导套或第三导套的内径小0.01-0.03mm；所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀的加工部位需与杆部直径一致；
32.所述第一导套、第二导套或第三导套与安装孔的配合间隙≤0.02mm。
33.同时，本发明还提供了一种上述陶瓷基复材舵轴连接结构的铆接孔制作方法，使用上述的制孔工装，其特殊之处在于，包括以下步骤：
34.1)在组装好的舵轴连接结构上安装制孔工装的第一半弧形导向板；
35.2)将第一导套插入第一半弧形导向板的安装孔内，使用金刚石钻头制作铆接孔底孔，制完拆除第一导套；
36.3)将第二导套插入步骤2)的安装孔内，使用金刚玻璃钻将铆接孔底孔直径扩大，扩孔后拆除第二导套；
37.4)将第三导套插入步骤2)的安装孔内，使用金刚磨棒将铆接孔底孔进行粗磨扩孔，扩孔后拆除第三导套；
38.5)拆卸第一半弧形导向板，安装第二半弧形导向板，按步骤2)-步骤4)的操作方法将第二半弧形导向板对应的所有铆接孔制作完，拆卸第二半弧形导向板；
39.6)利用金刚石铰刀将所有铆接孔底孔精铰至内径尺寸为φd
±
0.02。
40.本发明的有益效果：
41.1、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，将舵轴通过销钉与舵轴转接套，弧形垫片组件，第一弧形垫片，第二弧形垫片，蒙皮组件，舵轴展向盒型件等零件相连接，实现了圆形舵轴与舵体的可靠连接，同时具有重量轻、耐高温的特点，可满足大扭矩、大承载的外界环境，可适用于高超声速飞行器的飞行环境。
42.2、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，销钉的排布沿舵轴周向成五条直线排布，销钉沿舵轴径向方向从外穿入，并垂直指向舵轴轴线。其中，半圆曲面结构处的四排销钉，以半圆中线成对称分布；因舵轴型面完全接触部分为半圆形，故将相邻排销钉之间的夹角设定为45
°
，一方面可保证在一定区域内销钉呈现均匀分布特点，另一方面可保证销钉上下对称，该种设计可保证舵轴铆接的均匀性，以便舵轴在承受外力时能够将力通过销钉均匀传递给舵体。
43.3、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，销钉选用直径φ6～φ10的sic销钉，舵轴直径越大选择的销钉直径应越大，但不宜大于φ10，大于φ10的销钉因直径过大在cvi沉积过程中销钉芯部不容易沉透，易导致销钉强度不足；直径小于φ6的销钉因铆接深度较长，销钉自身强度较低。本发明销钉间距即销钉孔间距采用15～30mm排布，如果销钉孔间距过小，易导致零件强度不足；如果销钉孔间距过大，销钉排布较少，易导致铆接强度不足。
44.4、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，为c/sic材料，该材料具有重量轻、耐高温、抗氧化等特点，可满足1650℃以上的高温使用环境。
45.5、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片上分别设有减重孔，可减轻陶瓷基复材舵轴连接结构的整体重量。
46.6、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构的制孔工装，结构简单，便于安装，制作成本低、加工效率高，可快速解决多角度铆接孔的制作问题，制作出了铆接精度高，且垂直于舵轴轴线的铆接孔。生产效率较五轴数控机床加工可提高2倍以上，较三轴数控铣床可提高5倍以上。
47.7、本发明陶瓷基复材舵轴连接结构的铆接孔制作方法，采用制孔工装，将三种导套和不同种类的金刚石加工工具配合，通过手动制孔，快速解决了多角度舵轴铆接孔的制作难题。
附图说明
48.图1为本发明陶瓷基复材舵轴连接结构实施例的爆炸图；
49.图2为本发明陶瓷基复材舵轴连接结构实施例的装配图；
50.图3为本发明图2实施例的俯视图；
51.图4为图3的a-a剖视图；
52.图5为本发明陶瓷基复材舵轴连接结构制孔工装实施例中弧形导向板组件的结构示意图(只显示第一半弧形导向板)；
53.图6为图5的a-a剖视图(只显示第一半弧形导向板)；
54.图7为图6的b处放大图；
55.图8为本发明舵轴连接结构与制孔工装的装配图。
56.附图标记：
57.1-舵轴，2-舵轴转接套，21-半圆形曲面结构板，22-平面底板，3-第一半弧形垫片，4-第二半弧形垫片，5-第一弧形垫片，6-第二弧形垫片，7-第一蒙皮，8-第二蒙皮，9-舵轴展向盒型件，91-台阶结构，10-销钉，11-弧形导向板组件，12-导套组件，13-蒙皮基准面，14-减重孔。
具体实施方式
58.本发明是通过设计一种陶瓷基复材舵轴连接结构，再通过销钉铆接及cvi化学沉积的方法，成功解决圆形舵轴与舵类产品的可靠性连接问题。
59.下面通过附图和实施例对本发明进行详细的说明。
60.本发明陶瓷基复材舵轴连接结构，如图1-图4所示，包括舵体、圆柱状的舵轴1和多个销钉10，舵体包括舵轴转接套2、半弧形垫片组件、第一弧形垫片5、第二弧形垫片6、蒙皮组件和舵轴展向盒型件9。本发明中舵轴1、舵轴转接套2、半弧形垫片组件、第一弧形垫片5、第二弧形垫片6、蒙皮组件、舵轴展向盒型件9、销钉10均为c/sic材料，其他实施例中也可以是其他陶瓷基复合材料。
61.舵轴转接套2为中空管状，舵轴1穿入舵轴转向套2内，使舵轴转接套2套装在舵轴1的一端，且端部齐平。舵轴转接套2包括与舵轴1上部外型面贴合的半圆形曲面结构板21，以及与舵轴1底部外型面接触的平面底板22，半圆形曲面结构板21的两侧分别通过两个平板与平面底板22的两侧连接；所述平板的一端与半圆形曲面结构板21的一侧平滑过渡连接，
且内表面与舵轴1表面相切，其另一端与平面底板22圆弧过渡连接。舵轴展向盒型件9的上端面与平面结构22的尺寸相同，且与平面结构22的底面贴合，舵轴展向盒型件9两侧设置有对应的台阶结构91，下端面为平板状且与上端面平行。
62.半弧形垫片组件包括分别贴合在舵轴转接套2外表面的第一半弧形垫片3和第二半弧形垫片4，且第一半弧形垫片3和第二半弧形垫片4的上端边部拼接接触，下端分别与台阶结构91的台阶面接触。第一弧形垫片5贴合在在第一半弧形垫片3和第二半弧形垫片4的外表面；第二弧形垫片6贴合在第一弧形垫片5的外表面。第一弧形垫片5和第二弧形垫片6的下端分别位于台阶结构91的台阶面外侧，并与之齐平。
63.蒙皮组件包括分别贴合在第二弧形垫片6外表面的第一蒙皮7和第二蒙皮8，且第一蒙皮7和第二蒙皮8的上端边部拼接接触，且该两者的下端分别与舵轴展向盒型件9下端齐平或向下延伸，蒙皮组件内型面与舵轴展向盒型件9之间的缝隙可用于舵类产品本体的继续延展搭接。
64.舵轴1与舵轴转接套2、半弧形垫片组件、第一弧形垫片5、第二弧形垫片6、蒙皮组件之间，以及舵轴展向盒型件9之间通过多个销钉10铆接成一整体，实现舵轴与舵体的连接。
65.如图4所示，舵轴连接结构总共五排销钉10进行连接，连接结构成线、面式接触连接，每排沿轴线均匀设置，且每排销钉10成直线，销钉10轴线均指向舵轴1的轴心，每排销钉10中相邻两销钉10之间距离为15～30mm，本实施例中优选为20mm，间距过小，销钉铆接孔之间间距过小，易导致零件强度不足；销钉铆接孔间距过大，销钉排布较少，易导致铆接强度不足。舵轴1外形母线与舵轴转接套2的平面底板22相切，在垂直于该切线上设置有一排铆接孔，即在舵轴1与平面底板22接触的位置处设置有一排连接舵轴1、舵轴转接套2和舵轴展向盒型件9的销钉10。在舵轴1与半圆形曲面结构板21贴合的区域处错位设置有四排销钉10，四排销钉10中相邻排销钉10的圆心角为45
°
，且外侧两排销钉10分别与半圆形曲面结构板21端面之间的圆心角成22.5
°
，四排销钉10以半圆形曲面结构板21的半圆中线对称设置。销钉10直径为φ6～φ10，，舵轴1直径越大选择的销钉10直径应越大，但不宜大于φ10，大于φ10的销钉10因直径过大在cvi沉积过程中销钉10芯部不容易沉透，易导致销钉10强度不足；直径小于φ6的销钉10因铆接深度较长，销钉10自身强度较低，本实施例中销钉10直径为φ8。
66.半弧形垫片组件、第一弧形垫片5、第二弧形垫片6上分别设有与销钉10错位的减重孔14，可减小舵轴连接结构的总体重量。
67.同时，本发明还提供了一种上述陶瓷基复材舵轴连接结构的制孔工装，通过镶嵌不同规格的导向套，采用特殊刀具进行组合加工的方法，能够简单、快速、高效的制作出轴线与舵轴轴线垂直且相交的铆接孔，提高生产效率，降低生产成本，并且加工精度与数控机床加工出来的精度一致。下面详细介绍本发明的制孔工装。
68.如图5-图7所示，制孔工装包括弧形导向板组件11、多个导套组件12和多个加工组件。弧形导向板组件11包括相同厚度的第一半弧形导向板和第二半弧形导向板，厚度≥10mm。第一半弧形导向板和第二半弧形导向板的内型面分别用于与第一蒙皮7和第二蒙皮8的外型面贴合，如图8所示。第一半弧形导向板和第二半弧形导向板上分别设置有多个安装孔，多个安装孔的布局与陶瓷基复材舵轴连接结构上多个销钉10的布局相同。
69.导套组件12包括第一导套、第二导套和第三导套，其中，第一导套、第二导套和第三导套三者的外径均为φd+2，φd为销钉10的直径，三者的高度均与第一半弧形导向板厚度相同；第一导套的内径为第二导套的内径为第三导套的内径为制孔过程中，第一导套、第二导套和第三导套根据制孔进程，选择对应的导套安装在安装孔内。三种导套的规格如表1所示。
70.表1导套规格尺寸表
[0071][0072]
加工组件包括金刚石铰刀，以及外径依次增大的金刚石钻头、金刚石玻璃钻和金刚石磨棒。因为陶瓷基复合材料的主要成分为c/sic，硬度极高，普通刀具难以加工，因此金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀为镶嵌有金刚石涂层的加工工具。金刚石钻头用于与第一导套配合使用制作铆接孔底孔，其外径与第一导套的内径适配；金刚石玻璃钻用于与第二导套配合使用对铆接孔底孔进行扩孔，其外径与第二导套的内径适配；金刚石磨棒用于与第三导套配合使用对扩孔后的铆接底孔进行粗磨扩孔，其外径与第三导套的内径适配；金刚石铰刀用于将粗磨后的铆接底孔精铰至内径尺寸为φd
±
0.02。金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒的外径比对应配合的第一导套、第二导套或第三导套的内径小0.01-0.03mm，以便加工工具能够顺利进入配套的镶套内。此外，金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀的加工部位需与杆部位直径一致，以便于能起到导向作用。第一导套、第二导套或第三导套与安装孔的配合间隙≤0.02mm。表2是加工组件与导套的配合使用表。
[0073]
表2加工组件与导套的配合使用表
[0074][0075]
本发明还提供了一种上述陶瓷基复材舵轴连接结构的铆接孔的制作方法，使用本发明提供的制孔工装。在舵轴连接结构组装好后，以蒙皮基准面13和端头基准面为制孔工装的定位基准，开始安装制孔工装。本发明铆接孔的制作方法实施例中，制孔工装的第一半弧形导向板和第二半弧形导向板的安装孔孔径为制孔工装厚度为10～10.5mm。制孔工装配套导套尺寸见表3所示。
[0076]
表3制孔工装配套导套
[0077][0078]
下面详细说明制孔方法步骤：
[0079]
1)在组装好的舵轴连接结构上安装制孔工装的第一半弧形导向板；
[0080]
2)将多个第一导套分别插入第一半弧形导向板的多个安装孔内，使用与第一导套试配间隙小于0.05的金刚石钻头手动制作铆接孔底孔，制完拆除多个第一导套；
[0081]
3)将多个第二导套分别插入步骤2)的安装孔内，使用与第二导套试配间隙小于0.05的金刚玻璃钻手动将铆接孔底孔直径扩大，扩孔后拆除第二导套；
[0082]
4)将第多个三导套插入步骤2)的安装孔内，使用与第二导套试配间隙小于0.05金刚磨棒将铆接孔底孔手动进行粗磨扩孔，扩孔后拆除第三导套；
[0083]
5)拆卸第一半弧形导向板，安装第二半弧形导向板，按步骤2)-步骤4)的操作方法将第二弧形导向板对应的所有铆接孔制作完，拆卸第二半弧形导向板；
[0084]
6)利用金刚石铰刀将所有铆接孔底孔精铰至内径尺寸为φ8
±
0.02。
[0085]
铆接孔制作完后，采用销钉将舵轴与相关零件进行铆接，再通过cvi化学气相沉积的方法对舵轴与舵体进行“铆焊”处理，实现了圆形舵轴与舵体的可靠连接，同时具有重量轻、耐高温的特点，可满足大扭矩、大承载的外界环境，可适用于高超声速飞行器的飞行环境。

技术特征：
1.一种陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：包括舵体和舵轴(1)，舵体包括套装在舵轴(1)一端的舵轴转接套(2)、半弧形垫片组件、第一弧形垫片(5)、第二弧形垫片(6)、蒙皮组件和舵轴展向盒型件(9)；所述舵轴转接套(2)包括与舵轴(1)上部外型面贴合的半圆形曲面结构板(21)，以及与舵轴(1)底部外型面接触的平面底板(22)，半圆形曲面结构板(21)的两侧分别通过两个平板与平面底板(22)的两侧连接；所述平板的一端与半圆形曲面结构板(21)的一侧平滑过渡连接，且内表面与舵轴(1)表面相切，其另一端与平面底板(22)连接；所述舵轴展向盒型件(9)的上端面与平面底板(22)底面尺寸相同且贴合，两侧设置有对应的台阶结构(91)，下端面为平板状且与上端面平行；所述半弧形垫片组件包括分别贴合在舵轴转接套(2)外表面的第一半弧形垫片(3)和第二半弧形垫片(4)，且第一半弧形垫片(3)和第二半弧形垫片(4)的上端边部拼接接触，下端分别与台阶结构(91)的台阶面接触；所述第一弧形垫片(5)贴合在第一半弧形垫片(3)和第二半弧形垫片(4)的外表面；第二弧形垫片(6)贴合在第一弧形垫片(5)的外表面；第一弧形垫片(5)和第二弧形垫片(6)的下端分别位于台阶结构(91)的台阶面外侧，并与之齐平；所述蒙皮组件包括分别贴合在第二弧形垫片(6)外表面的第一蒙皮(7)和第二蒙皮(8)，且第一蒙皮(7)和第二蒙皮(8)的上端边部拼接接触，下端分别与舵轴展向盒型件(9)下端齐平或向下延伸；所述舵轴(1)与舵轴转接套(2)、半弧形垫片组件、第一弧形垫片(5)、第二弧形垫片(6)、蒙皮组件之间，以及舵轴展向盒型件(9)之间通过多个销钉(10)铆接成一整体。2.根据权利要求1所述的陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：所述多个销钉(10)为五排，每排沿轴线均匀设置，且每排销钉(10)成直线，销钉(10)轴线均指向舵轴(1)的轴心；在舵轴(1)与平面底板(22)接触的位置处设置有一排连接舵轴(1)、舵轴转接套(2)和舵轴展向盒型件(9)的销钉(10)；在舵轴(1)与半圆形曲面结构板(21)贴合的区域处错位设置有四排销钉(10)。3.根据权利要求2所述的陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：所述每排销钉(10)中相邻两销钉(10)之间距离为15～30mm；相邻排销钉(10)的圆心角为45
°
，且外侧两排销钉(10)分别与半圆形曲面结构板(21)端面之间的圆心角成22.5
°
；所述销钉(10)直径为φ6～φ10。4.根据权利要求3所述的陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：所述销钉(10)直径为φ8。5.根据权利要求2或3或4所述的陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：所述舵轴(1)、舵轴转接套(2)、半弧形垫片组件、第一弧形垫片(5)、第二弧形垫片(6)、蒙皮组件、舵轴展向盒型件(9)和销钉(10)均为c/sic材料。6.根据权利要求5所述的陶瓷基复材舵轴连接结构，其特征在于：所述半弧形垫片组件、第一弧形垫片(5)、第二弧形垫片(6)上分别设有与销钉(10)错
位的减重孔(14)：所述平板的另一端与平面底板(22)圆弧过渡连接。7.一种权利要求1-6任一所述的陶瓷基复材舵轴连接结构的制孔工装，其特征在于：包括弧形导向板组件(11)、多个导套组件(12)和多个加工组件；所述弧形导向板组件(11)包括相同厚度的第一半弧形导向板和第二半弧形导向板，所述厚度≥10mm；所述第一半弧形导向板和第二半弧形导向板的内型面分别用于与第一蒙皮(7)和第二蒙皮(8)的外型面贴合；所述第一半弧形导向板和第二半弧形导向板上分别设置有多个安装孔，多个安装孔的布局与多个销钉(10)的布局相同；所述导套组件(12)包括第一导套、第二导套和第三导套，其中，第一导套、第二导套和第三导套三者的外径均为φd+2，φd为销钉(10)的直径，三者的高度均与第一半弧形导向板厚度相同；第一导套的内径为第二导套的内径为第三导套的内径为所述第一导套、第二导套和第三导套均用于在安装孔内安装；所述加工组件包括金刚石铰刀和外径依次增大的金刚石钻头、金刚石玻璃钻和金刚石磨棒；所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀为镶嵌有金刚石涂层的加工工具；所述金刚石钻头用于与第一导套配合使用制作铆接孔底孔，其外径与第一导套的内径适配；所述金刚石玻璃钻用于与第二导套配合使用对铆接孔底孔进行扩孔，其外径与第二导套的内径适配；所述金刚石磨棒用于与第三导套配合使用对扩孔后的铆接底孔进行粗磨扩孔，其外径与第三导套的内径适配；所述金刚石铰刀用于将粗磨后的铆接底孔精铰至内径尺寸为φd
±
0.02。8.根据权利要求7所述的陶瓷基复材舵轴连接结构的制孔工装，其特征在于：所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒外径比对应配合的第一导套、第二导套或第三导套的内径小0.01-0.03mm；所述金刚石钻头、金刚石玻璃钻、金刚石磨棒和金刚石铰刀的加工部位需与杆部直径一致；所述第一导套、第二导套或第三导套与安装孔的配合间隙≤0.02mm。9.一种权利要求1-6任一所述的陶瓷基复材舵轴连接结构的铆接孔制作方法，使用权利要求7-8任一所述的制孔工装，其特征在于，包括以下步骤：1)在组装好的舵轴连接结构上安装制孔工装的第一半弧形导向板；2)将第一导套插入第一半弧形导向板的安装孔内，使用金刚石钻头制作铆接孔底孔，制完拆除第一导套；3)将第二导套插入步骤2)的安装孔内，使用金刚玻璃钻将铆接孔底孔直径扩大，扩孔后拆除第二导套；4)将第三导套插入步骤2)的安装孔内，使用金刚磨棒将铆接孔底孔进行粗磨扩孔，扩
孔后拆除第三导套；5)拆卸第一半弧形导向板，安装第二半弧形导向板，按步骤2)-步骤4)的操作方法将第二半弧形导向板对应的所有铆接孔制作完，拆卸第二半弧形导向板；6)利用金刚石铰刀将所有铆接孔底孔精铰至内径尺寸为φd
±
0.02。

技术总结
本发明涉及一种舵轴连接结构，具体涉及陶瓷基复材舵轴连接结构及其制孔工装、铆接孔的制作方法。解决了现有陶瓷基复材舵轴与舵体难以实现可靠性连接的技术问题。本发明舵轴连接结构包括舵体和舵轴，舵体包括套装在舵轴上的舵轴转接套，由内至外依次套设在舵轴转接套上的半弧形垫片组件、第一弧形垫片、第二弧形垫片、蒙皮组件，以及与舵轴转接套底面连接的舵轴展向盒型件。舵轴转接套包括与舵轴贴合的半圆形曲面结构板以及与舵轴底面接触的平面底板；半弧形垫片组件包括第一半弧形垫片和第二半弧形垫片；蒙皮组件包括第一蒙皮和第二蒙皮；舵轴和舵体通过销钉铆接成一整体。本发明还提供了用于上述舵轴连接结构的制孔工装以及铆接孔制作方法。及铆接孔制作方法。及铆接孔制作方法。


技术研发人员：邢朝阳 陈旭 涂建勇 田录录 吴亚明 王佳民 成来飞
受保护的技术使用者：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/3/27