拉鉚螺母技術(shù)在薄板連接中的應(yīng)用

李莉

摘 要：航空領(lǐng)域輕量化是未來(lái)的穩(wěn)步發(fā)展的方向，箱體類(lèi)零件未來(lái)向鈑金結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化也是必然趨勢(shì)，那么對(duì)薄板連接能力、強(qiáng)度要求也會(huì)越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)拉鉚螺母的可行性研究，引入一種新的鈑金連接方式，提高鉚接效率、提高可操作性、減低投入成本。為設(shè)計(jì)薄板連接結(jié)構(gòu)時(shí)提供一種可行性參考方案。

關(guān)鍵詞：拉鉚螺母;技術(shù);拉鉚槍;薄板連接

1 薄板連接技術(shù)的現(xiàn)狀及不足

目前，在薄板上連接零部件時(shí)，傳統(tǒng)工藝方式多采用焊接螺母、翻孔攻絲、壓鉚螺母等方式，由此帶來(lái)焊接變形、工序繁瑣、工裝投入、螺紋長(zhǎng)度有限（3mm以下），封閉結(jié)構(gòu)無(wú)法使用且效率低等問(wèn)題。

目前，固定支架、大支架類(lèi)零件多數(shù)采用翻孔攻絲，KZQ-124上底板部件等采用壓鉚螺母，此類(lèi)特征均采用傳統(tǒng)鈑金連接方式。

2 新型薄板連接技術(shù)—拉鉚螺母技術(shù)介紹

研究引用一種新型、先進(jìn)的薄板連接技術(shù)——拉鉚螺母技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝的舊方式，實(shí)現(xiàn)薄板與螺母之間快速、高緊固連接。拉鉚螺母用于各種金屬板材、管材等制造工業(yè)緊固領(lǐng)域，廣泛使用在汽車(chē)、航空、鐵道、制冷、電梯等機(jī)電等輕工產(chǎn)品的裝配上。通過(guò)拉鉚螺母技術(shù)的研究，提高鉚接效率30%，降低鉚接工裝投入20%。

拉鉚螺母又稱(chēng)鉚螺母、拉帽、瞬間拉帽，用于各類(lèi)金屬板材、管材等制造工業(yè)的緊固領(lǐng)域，目前廣泛地使用在汽車(chē)、航空、鐵道、制冷、電梯、開(kāi)關(guān)、儀器、家具、裝飾等機(jī)電和輕工產(chǎn)品的裝配上。為解決金屬薄板、薄管焊接螺母易熔，攻內(nèi)螺紋易滑牙等缺點(diǎn)而開(kāi)發(fā)，它不需要攻內(nèi)螺紋，不需要焊接螺母、鉚接牢固效率高、使用方便。

3 拉鉚螺母技術(shù)在薄板連接中的應(yīng)用

3.1 拉鉚螺母

（1）拉鉚螺母是專(zhuān)門(mén)用于薄板（0.5-6mm）上的新型緊固件，該標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)壁自帶螺紋M3-M12，安裝時(shí)將拉鉚螺母從薄板孔中穿過(guò)，用專(zhuān)用的氣動(dòng)拉帽槍?zhuān)ù婺＞撸├T使螺母背部擠壓變形從而將螺母與薄板固定，拉鉚后無(wú)需攻絲。拉鉚螺母價(jià)格約為0.3-1.8元/個(gè)，分有盲孔、通孔、沉頭、平頭不同種類(lèi)。螺紋長(zhǎng)度大于3mm，有效增加螺紋連接的抗拉強(qiáng)度。

（2）拉鉚螺母分類(lèi)：

1）按頭部形狀分：a.平頭拉鉚螺母（M3-M12，除M7，由于直徑優(yōu)選列表中M7屬于第三序列，不建議選擇）：鉚接后其頭部外漏于薄板。與沉頭拉鉚螺母相比緊固效果更好。GB/T17880.1-1999。b.沉頭拉鉚螺母（M3-M12，除M7，由于直徑優(yōu)選列表中M7屬于第三序列，不建議選擇）： 鉚接于帶有倒角的薄板內(nèi)，安裝后其頭部與薄板面平行。GB/T17880.2-1999。c.小沉頭鉚螺母（M3-M12，除M7，由于直徑優(yōu)選列表中M7屬于第三序列，不建議選擇）。其頭部的外徑和厚度都比沉頭鉚螺母要小，如果鈑金因本身比較薄，倒角做的小或者沒(méi)有倒角的情況下，只有使用小沉頭拉鉚螺母才適用。GB/T17880.3-1999。d.120°小沉頭拉鉚螺母（M3-M12，除M7，由于直徑優(yōu)選列表中M7屬于第三序列，不建議選擇）：與小沉頭拉鉚螺母相比，專(zhuān)門(mén)適用于120°沉頭螺釘。GB/T17880.4-1999。e.平頭六角鉚螺母：M6、M8、M10、M12。安裝于六角底孔，因其外形六角，從而能夠完全防止打滑，可以承受更大的扭力，經(jīng)過(guò)測(cè)試，縱使螺紋損壞，六角帽螺母還是能牢固的鉚接在薄板上，它的安裝方式與普通的圓形拉鉚螺母安裝方式完全一樣，知識(shí)在加工底孔的時(shí)候要沖成與之相適應(yīng)的六角孔。GB/T17880.5-1999。

2）按照材料分：

碳鋼：08F、ML10;

鋁：5056、6061;

不銹鋼、銅。

3）按桿部特征分：

a.帶滾花：平頭、沉頭、小沉頭、120°小沉頭。防轉(zhuǎn)、且比較適合較軟材料;

b.不帶滾花：平頭、沉頭、小沉頭、120°小沉頭、六角;

c.全六角;

d.半六角。

4）按表面處理分：

碳鋼：鍍鋅;

鋁：不進(jìn)行表面處理。

5）按照孔特征分：

a.通孔：最常用的一種形式;

b.盲孔：有一定的防漏效果。

3.2 拉鉚釘

拉鉚釘，國(guó)標(biāo)稱(chēng)為抽芯鉚釘，又稱(chēng)哈克拉鉚釘或哈克（HUCK）螺栓，是利用胡克定律原理，用拉鉚釘專(zhuān)用設(shè)備將2個(gè)結(jié)合件夾緊后，將套入的環(huán)狀套環(huán)（或稱(chēng)不帶螺紋的螺帽）的金屬擠壓并充滿到帶有多條環(huán)狀溝槽的栓柱的凹槽內(nèi)，使套環(huán)與栓柱嚴(yán)密結(jié)合的一種緊固方式。

3.3 鉚釘搶

（1）拉鉚螺母使用時(shí)需配用拉鉚工具，常見(jiàn)的有手動(dòng)拉鉚槍和氣動(dòng)拉鉚槍?zhuān)淅T動(dòng)作原理基本相同，使用時(shí)可根據(jù)批量大小及場(chǎng)地工況等進(jìn)行適配選擇。在工程實(shí)際應(yīng)用中，更多使用的是鉚釘槍?zhuān)ㄓ址Q(chēng)拉鉚槍?zhuān)?，由工人雙手操作，先將鉚釘槍拉開(kāi)，再將鉚釘塞入鉚釘槍內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)需鉚固的部分（比如豎向輕鋼龍骨與天地輕鋼龍骨的連接部分），合起鉚釘槍?zhuān)纯蛇_(dá)到鉚固的效果。

（2）拉鉚螺母槍分類(lèi)。1）手動(dòng)拉鉚螺母槍?zhuān)簝r(jià)格200元左右，需要更多規(guī)格時(shí)需要單獨(dú)購(gòu)置槍頭，每個(gè)約10元。分為旋螺母型、拉桿型、半自動(dòng)退桿型。2）氣動(dòng)拉鉚螺母槍?zhuān)ㄗ詣?dòng)正反轉(zhuǎn)、自鎖槍頭）。采用氣泵連接槍頭伸縮芯軸來(lái)進(jìn)行拉鉚，每分鐘能鉚接15個(gè)。

3.4 拉鉚螺母行程調(diào)整及計(jì)算

（1）行程調(diào)整范圍一共4.5圈，分為7個(gè)行程，每個(gè)行程1mm。則4.5/7=065，則每個(gè)行程為0.65圈。

（2）行程=孔深-板厚-帽厚;

ep：M3平頭拉鉚螺母，鉚接在t1板上;

孔深=4.5; 板厚=1; 帽厚=0.8;

行程=4.5-1-0.8=2.7≈2;

行程湊小，不湊大（行程大了易鉚歪斜或者拉壞拉鉚螺母、拉斷螺桿）;

行程=需要變形量=2mm=2個(gè)行程=2×0.65=1.3圈。

（3）將行程調(diào)節(jié)到最前面，感覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)有阻力時(shí)，通氣試轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)現(xiàn)“只退不拉”（只鉚釘反轉(zhuǎn)退出、不拉變形），則為行程的起始點(diǎn)，從該位置旋轉(zhuǎn)1.3圈，進(jìn)行行程調(diào)節(jié)。

注：當(dāng)拉鉚卡住時(shí)，可以將行程調(diào)至最前面，“只退不拉”的位置，在按動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以將螺母退出。