拉鉚螺母替代焊接絲座（螺母）的應用分析

（山東彩橋駕駛室有限公司技術科,山東 濟寧 272000）

（山東彩橋駕駛室有限公司技術科,山東 濟寧 272000）

在諸如工程機械駕駛室等薄板功能件上，設計人員經常需要利用緊固結構加裝不同的功能模塊，來實現(xiàn)功能的多樣性。螺紋緊固結構以其簡單易用成為主要的緊固設計方案，而薄板件因所用板材自身厚度多在2-3mm，無法滿足攻內螺紋的厚度要求，所以焊接絲座（螺母）成為常用手段。拉鉚螺母的出現(xiàn)為此類問題提供了另外的可行方案，在實現(xiàn)緊固結構的同時減少了焊接及修磨的操作，能較好的提高生產效率。

拉鉚螺母；薄板；焊接

1 拉鉚螺母介紹

拉鉚螺母又稱鉚螺母、拉帽、瞬間拉帽，用于各類金屬板材、管材等制造工業(yè)的緊固領域，目前廣泛地使用在汽車、航空、鐵道、制冷、電梯、開關、儀器、家具、裝飾等機電和輕工產品的裝配上。為解決金屬薄板、薄管焊接螺母易熔，攻內螺紋易滑牙等缺點而開發(fā)，它不需要攻內螺紋，不需要焊接螺母、鉚接牢固效率高、使用方便。

拉鉚螺母使用時需配用拉鉚工具，常見的有手動拉鉚槍和氣動拉鉚槍，其拉鉚動作原理基本相同，在此不再贅述，使用時可根據(jù)批量大小及場地工況等進行適配選擇。拉鉚螺母鉚接的基本原理如下圖所示：

圖1

圖2

圖3

圖4

圖1：安裝時，將拉鉚螺母旋緊在鉚槍的前端螺柱上。

圖2：將拉鉚螺母緊緊的卡入鉆好的孔中。

圖3：將鉚槍主軸回軸（氣動鉚槍）或壓緊手柄（手動鉚槍）使工件鉚接牢固。

圖4：卸下鉚槍，完成鉚接

2 焊接絲座（螺母）的缺點

絲座（螺母）焊接于薄板件時通常采用二保焊，以3mm厚度Q235鋼管為例，封閉的腔體內無法凸焊螺母，需在管壁上開出與絲座等徑圓孔，將絲座放入后將坡口焊滿達到強度要求，完成焊接后，為達到外觀要求，還需對焊縫進行修磨。如圖五所示，即為焊后磨平的效果，表面常出現(xiàn)凹凸不平和嚴重的磨痕，仍需在涂裝過程中以膩子進行修復方能達到一般外觀面的外觀要求。

圖5

在實際操作中，整個過程費時費力，以M8標準絲座的焊接為樣本，其焊接用時約為2min，修磨用時約為3.5min，打膩子修復用時約為5min，合計用時約為10.5min，對于批量生產作業(yè)，其效率非常低。

另外，在生產過程中，因絲座坡口過小和焊縫修磨量過大造成的絲座開焊晃動也有個例發(fā)生，對后續(xù)的裝配作業(yè)造成較大的困擾，其返修的工作更加繁瑣。

3 拉鉚螺母替代焊接絲座的嘗試

拉鉚螺母為薄板增加緊固結構提供了新的解決方案，為驗證其應用的可行性，首先利用板材廢料進行試驗。

（1）試驗樣本：3mm厚Q235管材廢料，拉鉚螺母采用M8平頭壓花拉鉚螺母（C型，適用厚度1.6-4.5mm）。

（2）試驗內容：拉鉚后的破壞擰緊力矩。

（3）測試工具：氣動拉鉚槍 力矩扳手。

（4）試驗步驟：1）在管材上等間距50mm鉆出直徑11mm的圓孔，數(shù)量20個；2）采用氣動拉鉚槍將M8平頭壓花拉鉚螺母依次放入圓孔，緊固在管材壁上；3）使用力矩扳手將M8*20的螺栓擰入螺紋，并繼續(xù)施加擰緊力，直至拉鉚螺母失效，記錄瞬時力矩峰值；4）對測試數(shù)據(jù)進行分析，并與標準螺紋擰緊力矩進行比對得出結論。

（5）試驗記錄。

力矩扳手

光孔試樣

拉鉚后試樣

力矩測試

（6）試驗數(shù)據(jù)（見表1）。

（7）試驗結論。

經過上述的試驗及結果分析，M8平頭壓花拉鉚螺母在3mm厚度Q235管材上的破壞擰緊力矩滿足緊固所需的擰緊力矩，即在正常使用時不會出現(xiàn)緊固失效的問題，可以替代焊接絲座實現(xiàn)螺紋緊固效果。

4 結語

通過在實際應用中的工時測定，同樣以M8平頭拉鉚螺母為樣本，其操作用時僅1min。相比焊接絲座繁雜的工序和10.5min的工時，拉鉚螺母的效率優(yōu)勢是很明顯的，可以在外觀要求較高的腔體結構及其他無法在背面焊接螺母的結構上進行應用，以提高生產效率，改善外觀質量。

[1]陳民.薄板連接新工藝——拉鉚螺母[J].電磁兼容與結構工藝,2007（05）：1.

[2]尹垚,沈國華.淺析幾種新型螺紋緊固工藝[A].2010中國電子制造技術論壇論文集[C].2010.

拉鉚螺母替代焊接絲座（螺母）的應用分析

鄭宏祥

表1