组合式防松紧固件3D打印结构设计

这款组合式紧固件结构，主要面向需要频繁拆装、存在持续振动载荷的工业装配场景，常见于自动化生产线机架拼接、小型动力设备外壳固定、3D打印定制工装的连接点位，能够替代传统分散的螺栓、垫圈、螺母组合，减少装配过程中的零件分拣、对齐工序，尤其适配小批量定制化生产的快速装配需求，也可用于教学场景中演示螺纹连接的防松原理与组合结构设计逻辑。

从实际用途来看，该结构将螺栓、防松垫圈、平垫圈、螺母整合为可整体操作的单元，装配时无需单独摆放各个垫圈零件，能够有效避免现场装配时遗漏垫圈、垫圈装反的问题，在振动工况下，内嵌的弹性卡齿结构可以嵌入螺栓螺纹与螺母端面，抵消振动带来的螺纹回转松脱力矩，相比普通弹簧垫圈的防松效果更稳定，不会因为多次拆装出现弹性衰减导致的防松失效。

功能特性上，该结构的两个垫圈通过弹性材料实现柔性连接，既保留了平垫圈增大承压接触面积、降低被连接件表面压强的作用，也通过带斜向卡齿的弹性结构实现螺纹锁止，装配时卡齿会顺着螺纹旋入方向顺畅滑动，当出现反向回转趋势时，卡齿会紧紧卡入螺纹牙型与螺母接触面，形成反向锁止阻力，无需额外添加防松胶、开口销等辅助防松零件，拆装后可以重复使用，不会在被连接件表面残留胶渍。

设计思路上，这款结构充分考虑了3D打印工艺的成型特点，将原本分散的多个零件通过弹性连接段整合为一体，打印完成后无需额外组装即可直接使用，避免了小尺寸零件打印后容易丢失、装配对位困难的问题；结构上预留了足够的螺纹配合间隙，既保证螺纹旋合的顺畅度，也让弹性卡齿有足够的形变空间实现锁止功能，同时将外露的棱角做了圆弧过渡处理，避免打印过程中出现应力集中导致的结构断裂，也能防止装配时划伤操作人员。

尺寸与安装边界方面，该结构以M20×2.5的普通公制粗牙螺纹为基础设计，螺栓头部采用标准外六角结构，适配常规30mm规格的开口扳手或套筒操作，螺母同样为标准外六角尺寸，可与通用扳手匹配；组合状态下整体最大外径为36mm，安装时需要在被连接件上预留直径22mm的穿栓通孔，螺栓旋合长度可根据被连接件总厚度在15mm至40mm范围内调整，承压垫圈的接触面外径为36mm，能够覆盖厚度不小于2mm的板材连接点位，不会因为承压面积过小导致板材表面压陷变形；安装时无需特殊工装，按照普通螺栓的拧紧力矩操作即可，拧紧后弹性结构会自动完成锁止，不需要额外的锁止操作步骤。