翻边式内螺纹连接衬套结构设计

　　在薄板类构件的螺纹连接场景中，经常会遇到基材厚度不足、直接攻丝后螺纹啮合圈数不够，连接受力后容易出现滑牙、基材开裂的问题，尤其是在铝合金薄板、工程塑料板材、薄壁冲压件这类低强度基材的装配环节，这类失效问题出现的概率更高。翻边式内螺纹衬套就是针对这类场景开发的嵌入式连接构件，通过预置在基材预制孔内，依靠端部翻边结构实现轴向定位，自身带有的标准内螺纹为外接螺栓提供足够的啮合长度，大幅提升薄壁构件的螺纹连接可靠性。

　　从实际使用场景来看，这类衬套广泛应用在航空航天机载设备的薄壁壳体装配、汽车覆盖件内饰安装、电子设备钣金机箱的螺柱固定、低压电器壳体的接线端连接等场景，尤其是在需要反复拆装的连接位置，直接在基材上攻丝的结构经过三五次拆装就会出现螺纹磨损，而装入这类衬套后，螺纹副的磨损集中在衬套部位，后期维护仅需更换衬套即可，无需对整个基材构件做报废处理，能有效降低设备全生命周期的维护成本。

　　这款衬套的结构设计围绕安装便捷性与连接可靠性两个核心目标展开，整体为带法兰翻边的圆柱套状结构，一端带有直径大于主体外径的环形翻边，安装时衬套主体穿入基材预先加工好的安装孔，翻边端面贴合在基材一侧表面，之后通过专用压装工具对衬套另一端做翻边铆压，让衬套两端的翻边结构牢牢夹紧基材，实现衬套与基材的无间隙固定，不会出现衬套随螺栓转动、轴向窜动的问题。衬套内部加工有连续的标准内螺纹，螺纹精度满足普通连接级的公差要求，能和对应规格的外螺纹紧固件实现顺畅旋合，螺纹段的长度经过匹配设计，保证和螺栓啮合后有足够的受力圈数，连接强度达到同规格直接攻丝结构在厚板材上的受力水平。

　　设计过程中需要重点匹配几个核心尺寸边界：首先是衬套主体的外径，要和基材上的预制安装孔保持小间隙配合，间隙量控制在0.05-0.15mm区间，既保证压装时衬套能顺利穿入孔内，又不会因为间隙过大导致压装后衬套出现偏斜，影响螺纹的同轴度；其次是衬套的主体长度，要根据被安装基材的实际厚度做匹配，保证压装翻边后两端的翻边结构能完全贴合基材表面，不会出现衬套突出基材表面过多、或是长度不足导致翻边不充分的问题；再者是端部翻边的外径尺寸，翻边后外径要比安装孔直径大1.5-2mm，保证足够的压紧接触面积，避免受力后衬套从安装孔中被拉出；内螺纹的规格则根据实际连接的受力需求选定，螺纹小径要小于衬套主体的内径，保证螺纹加工后衬套侧壁有足够的壁厚，不会在螺纹受力时出现衬套侧壁开裂、变形的问题。

　　从建模逻辑来看，做这类衬套的参数化模型时，优先以衬套的适用基材厚度、配套螺纹规格作为驱动参数，关联生成衬套的主体外径、总长度、翻边直径、翻边厚度等关联尺寸，这样在面对不同厚度的基材、不同规格的连接需求时，仅需修改两个核心驱动参数就能快速生成对应规格的衬套模型，无需重复绘制草图、调整特征参数，能大幅提升系列化设计的效率。建模时要注意翻边位置的圆角过渡处理，避免尖锐棱角导致压装时出现应力集中，造成翻边部位开裂；内螺纹的起始端要加工有导入倒角，方便外螺纹件的快速对准旋合，减少装配时的螺纹错扣风险。

　　实际选型应用时，还要结合基材的材质特性调整衬套的过盈量，如果是安装在硬度较低的塑料基材上，可以适当增加衬套和安装孔的过盈量，依靠过盈配合辅助提升衬套的抗扭能力；如果是安装在金属薄板上，则采用小间隙配合配合端面翻边铆接的方式即可，避免过盈量过大导致安装孔周边的基材出现鼓包、变形。在有密封要求的安装场景下，还可以在衬套翻边和基材接触的位置预置密封胶圈，压装后胶圈被夹紧填充接触面的间隙，满足连接部位的防尘、防水密封需求。