鉚釘是用于連接兩個(gè)帶通孔,一端有帽的零件(或構(gòu)件)的釘形物件。
在鉚接中,利用自身形變或過盈連接被鉚接的零件。
鉚接是使用比預(yù)制孔直徑稍小的金屬圓柱或金屬管,穿過需要鉚合的工件,并對鉚釘兩端敲擊或加壓、使金屬柱變形增粗同時(shí)在兩端形成鉚釘頭,使工件不能從鉚釘上脫出。
沖壓鉚接和旋轉(zhuǎn)鉚接一般需要雙面操作。
抽芯鉚釘使單面操作成為更簡單易行的工藝,抽芯鉚釘工作原理是通過借助拉鉚槍,用一個(gè)由里向外的力來拉動芯頭而實(shí)現(xiàn)的。
今天,螺絲君介紹鉚接工藝概念,鉚釘?shù)陌l(fā)展歷史、類型、適用場景、選用策略的有關(guān)知識。
01
鉚接工藝概念和工藝特點(diǎn)
鉚接,有拉鉚、沖鉚、旋鉚等。鉚接主要特點(diǎn)是:速度快、防松、不易拆卸。
1. 拉鉚是利用手工或壓縮空氣作為動力,通過專用工具使特殊的鉚釘變形,將鉚接件鉚合的一種鉚接方法,屬于冷鉚的一種。
拉鉚用到的主要材料和工具是抽芯鉚釘和風(fēng)動(或手動)拉鉚槍。
拉鉚特點(diǎn)是不需要頂釘操作,對于反面無法頂釘和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件是很方便的,但,因鉚釘為鋁質(zhì),所以,僅用于輕載的場合。
2. 沖鉚也稱作壓鉚工藝,通過鉚釘或零件受力后發(fā)生塑性變形從而把零件
鏈接起來。
無論是鉚釘變形還是材料變形,壓鉚過程都是冷鐓過程。
沖鉚過程受力迅速,鉚接效率較高。鉚接點(diǎn)上連接材料相互鑲嵌的,底部既無棱邊也無毛刺,避免了應(yīng)力集中,可承受很高的動載荷。
且連接過程無熱輸入,連接點(diǎn)處的材料表面鍍層也不會被破壞,同時(shí)避免了焊接飛濺及焊接變形,可實(shí)現(xiàn)多層材料、不同板厚、不同材質(zhì)的連接。
3. 旋鉚就是利用鉚桿對鉚釘局部加壓,并繞中心連續(xù)擺動直到鉚釘成形的鉚接方法。按照這種鉚接法的冷碾軌跡,可將其分為擺碾鉚接法及徑向鉚接法。
擺碾鉚接法較易理解,該鉚頭僅沿著圓周方向擺動碾壓。而徑向鉚接法較為復(fù)雜,它的鉚頭運(yùn)動軌跡是梅花狀的,鉚頭每次都通過鉚釘中心點(diǎn),即鉚頭不僅在圓周方向有運(yùn)動,而且沿徑向也在擺動碾壓。
就兩種鉚接法比較而言,徑向鉚接面所鉚零件的質(zhì)量較好,效率略高,并且鉚接更為穩(wěn)定,鉚件無須夾持,即使鉚釘中心相對主軸中心略有偏移也能順利完成鉚接工作。
而擺碾鉚接機(jī)必須將工件準(zhǔn)確定位,最好夾持鉚件。
然而,徑向鉚接機(jī)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高,維修不方便,非特殊場合一般不采用。相反地,擺碾鉚接機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,成本低,維修方便,可靠性好,能夠滿足90%以上零件的鉚接要求。
02
鉚釘?shù)陌l(fā)展歷史
最早的鉚釘是木制或骨制的小栓釘,最早金屬變形體可能就是鉚釘?shù)淖嫦取?/span>
它們是人類已知金屬連接的最古老的方法,可以追溯到最初使用可鍛金屬那么遠(yuǎn)。
青銅器時(shí)代埃及人用鉚釘把開槽型車輪外線的六個(gè)木制扇形體鉚接緊固在一起,希臘人成功地用青銅澆鑄大型塑像之后,再用鉚釘把各部分鉚合在一起。
空心鉚釘1916年,英國飛機(jī)制造公司的H.V懷特第一次取得可以單面鉚接的盲鉚釘專利,從此盲鉚釘被廣泛地應(yīng)用于航天航空、辦公室機(jī)器、電子產(chǎn)品的機(jī)械連接。
人們不清楚空心鉚釘究竟何時(shí)被發(fā)明的,但使用空心鉚釘?shù)鸟R具在公元9世紀(jì)或10世紀(jì)間就被發(fā)明出來了。
03
鉚釘?shù)念愋秃陀猛?/span>
1. 鉚釘?shù)姆N類繁多,形態(tài)多樣,根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),鉚釘有不同的種類和名稱:
第一,根據(jù)鉚接工藝:抽芯鉚釘、沖壓鉚釘和旋鉚鉚釘;
第二,根據(jù)釘體結(jié)構(gòu):實(shí)心鉚釘、半空心鉚釘、空心鉚釘、管狀鉚釘;
第三,根據(jù)旋鉚鉚釘?shù)念^部形狀:圓頭、沉頭、平錐頭、半沉頭、扁平頭、扁圓頭、120°沉頭、大扁圓頭、平頭和無頭;
第四,根據(jù)抽芯鉚釘?shù)你T釘頭部和桿體特征:封閉式扁圓頭型、封閉式沉頭型、開口扁圓頭型、開口沉頭型、開口大帽沿型、封閉型大帽沿、環(huán)槽、溝槽型、單鼓型、雙鼓型、雙鼓大帽沿型、燈籠型,擊心型等;
第五,根據(jù)材料:銅、鐵、鋁合金、碳鋼、不銹鋼
根據(jù)不同的特征,可以組合出幾十種鉚釘,比如:沉頭半空心鋁鉚釘、 封閉式扁圓頭不銹鋼/鐵抽芯鉚釘。
尺寸規(guī)格,看參考汽車標(biāo)準(zhǔn)手冊和制造商的產(chǎn)品手冊。
2. 沖壓和旋轉(zhuǎn)鉚釘用于少數(shù)受嚴(yán)重沖擊或振動載荷的金屬結(jié)構(gòu)、某些異性金屬的連接以及鋁合金等焊接性能不良的金屬連接,也用于非金屬和金屬的連接。
- 實(shí)心鉚釘--多用于受剪切力大的金屬連接處;
- 空心鉚釘--用于受剪切力不大的連接處,常用于連接塑料、皮革、木料、帆布等;
- 半空心鉚釘--多用于金屬薄板與其它非金屬材料零件,可承受與實(shí)心鉚釘一樣的剪切力;
- 圓頭鉚釘--應(yīng)用最普遍,多作強(qiáng)固接縫和強(qiáng)密接縫用;
- 沉頭鉚釘--用于零件表面需平滑的地方;
- 半沉頭鉚釘--用在零件表面需平滑、受載荷不大的地方;
- 平頭鉚釘--作強(qiáng)固接縫用;
- 扁圓頭半空心鉚釘、扁平頭鉚釘--用于金屬薄板或連接塑料、皮革、木料、帆布等;
3. 抽芯鉚釘應(yīng)用廣泛,適用于各種車輛、船舶、鍋爐、印染、機(jī)械、電信器材及建筑等行業(yè),使用方便、高效、牢固、抗振、能鉚接復(fù)雜件和管件,并具有水密性和氣密性。
溝槽型抽芯鉚釘--盲面鉚接緊固件。
鉚釘表面帶溝槽,在盲孔內(nèi)膨脹后,溝槽嵌入被鉚構(gòu)件的孔壁內(nèi),起鉚接作用,適用于硬質(zhì)纖維、膠合板、玻璃纖維、塑料、石棉板、木塊等非金屬構(gòu)件鉚接。
雙鼓型抽芯鉚釘--鉚接后稱兩個(gè)鼓形。具有對各種薄如紙的構(gòu)件進(jìn)行鉚接不松動、不變形的特點(diǎn),適用于各種鉚接領(lǐng)域。
擊芯鉚釘--廣泛應(yīng)用于各種客車、航空、船舶、機(jī)械制造、電信器材、鐵木家具等。
環(huán)槽鉚釘--機(jī)械強(qiáng)度高,鉚接牢固,最大特點(diǎn)是抗振性好。
04
鉚釘選用的主要考慮因素
- 被連接件材料-金屬還是非金屬,材料的硬度和脆性等;
- 板厚--選擇的鉚釘確保板材厚度在其夾緊范圍內(nèi);
- 連接強(qiáng)度 ?確定鉚釘?shù)倪B接點(diǎn)所需要拉伸力、剪切力;
- 孔尺寸--制造商為鉚螺母規(guī)定了配合孔尺寸,可以參考制造商的設(shè)計(jì)信息;
- 要考慮板材的涂覆厚度,避免進(jìn)行涂覆后孔變小而不適合安裝;
- 材料抗腐蝕能力--鉚釘?shù)牟牧项愋秃屯繉拥倪x擇應(yīng)基于所需的防腐蝕性能,盡量選擇與連接件材料相同的鉚釘,材料的不同可能導(dǎo)致電偶腐蝕的發(fā)生;
- 特殊要求,如平頭,沉頭,雙鼓型,還是燈籠型;
- 水密、氣密性要求--鉚接部位的水密性和氣密性要求。
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