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文档简介

常用冷铆连接技术介绍第34页共34页PAGE铆接技术的介绍目录一、前言 3二、铆接技术的发展历程 31.铆接的定义和特点 32.铆接技术的发展史 32.1早期的铆接 32.2冲压铆接 42.3摆蹍铆接技术 42.4滚压铆接技术 42.5无铆连接TOX圆点铆接技术 42.6新型电磁铆接技术 4三、铆接技术的分类 51.按铆接应用分类 52.按铆接受力分类 63.按铆接温度分类 6四、铆钉的特点、种类、用途和发展 71.铆钉的特点、种类及用途 72.铆钉发展历史 9五、常用铆接技术的工艺要素及使用规范 91.拉铆螺母连接 91.1操作规程 91.2螺母分类 101.3使用要求 111.4机械性能 132.抽芯铆钉连接 142.1抽芯铆钉的概念、工作原理 142.2铆钉的国标、规格、性能等级 152.3抽芯铆钉的种类、适用范围 162.4抽芯铆钉的选用规则 182.5抽芯铆钉在使用时容易出现的问题与解决方法 202.6铆钉与铆枪的气压关系 213.无铆连接 213.1定义、形式 213.2无铆连接接的工艺过程 233.3无铆连接铆点的主要参数 253.4影响连接性能的因素 273.5无铆连接应用及使用规范 284.锁铆连接 294.1工作原理和工艺过程 294.2锁铆链接点质量的影响因素 304.3锁铆链接的技术优势 304.4锁铆连接设备 304.5锁铆连接的应用 31六、铆接结构的工艺知识与结构应用 311.铆接结构的工艺知识 312.铆接结构的应用 33一、前言铆接技术是当今世界机械连接的先进技术之一,在电梯行业中也得到广泛的运用。拉铆螺母连接、抽芯铆钉连接、锁铆连接、无铆连接为我司常用的铆接技术。本文通过介绍以上铆接技术的分类、工艺要素以及使用规范等各方面的要求,为产品设计、产品制造、产品结构优化提供技术指导或使用规范参考,从而提升我司产品的质量和效率。二、铆接技术的发展历程1.铆接的定义和特点铆接是用铆钉把两个或两个以上的零、构件连接为一个整体(不可拆)的连接方法。通俗来说就是指两块厚度较小的板,通过在其部位上打孔,然后用铆枪将放孔中的铆钉铆紧,使得两件板连接在一起的方法。铆接技术具有工艺简单,其结果具有连接可靠、抗震、耐冲击等特点。2.铆接技术的发展史铆接技术是当今世界机械连接的先进技术之一,但他相对其他新兴技术起步较晚,且前期发展相对缓慢,主要原因是传统的铆接工艺面临众多问题,大大阻碍了它的发展脚步。随着近代自能化的提出,它的优势再次受到人们的重视,各种新型铆接工艺也在飞速的发展。铆接技术的发展有以下几个几段:2.1早期的铆接在早期,铆接技术虽然没有得到广大的重视和关注,但他工作原理简单、连接性强、操纵简单、能适应于木材、多种金属和非金属连接等优势早已被发现。这样为我们铆接工艺奠定了基础,也为现代铆接技术做出了重大贡献。随着现在工业的进步,科技的发展,现代铆接技术也需注入新的元素,要有新的科技含量。这使得人们不断加强对它的研究。2.2冲压铆接在铆接技术发展中,最早出现的是冲压铆接。它是利用铆头在垂直方向上下运动产生的巨大压力将材料铆合在一起。冲压铆接大大改善了前期铆接技术的不足,效率得到提高,但冲压铆接也存在着它不足之处。铆接时板材容易出现变形。随着科技的进步,技术改革,冲压技术也不断地革新,现代人们开始学会利用机器,电子控制等技术,并且在模具、设备、成型工艺上都取得进步,带来了不错的发展。2.3摆蹍铆接技术到了20世纪70年代摆蹍铆接技术的出现,使得铆接技术进入一个新台阶。摆蹍技术是铆头轴线与被铆件轴线成一定夹角。铆接时,每次只接触板料的一个点区域,在较小的压力作用下变形,然后通过摆动将变形区扩展到整个变形面,而不冲击完成。这种方法避免了工件被冲压产生变形。但摆蹍铆接存在铆头轴承工作条件恶劣,无法大批量生产,生产效率较低。2.4滚压铆接技术后期针对原有的铆接技术控制精度难的问题,滚压铆接技术的产生很好地解决了这问题。滚压技术是利用回转型模具使金属变形形成铆接。滚压铆接技术改善了产品质量不稳定、技术控制难精度难的问题,适合于加工高强度难变形材料。2.5无铆连接TOX圆点铆接技术20世纪90年代,一种更具有技术性和经济性的连接方式TOX投入生产。使得铆接行业有了新的特破。该技术是利用TOX气、液压缸式冲压设备和一种独特的连接模具组合。通过冲压使得板材自身变形,形成铆点。它可将厚度不同的两层与多层板料连接,对板料表面处理无任何要求,自动化程度高。2.6新型电磁铆接技术针对传统铆接技术存在强度不足的问题,美国与俄罗斯率先研发出电磁铆接设备并投入使用。电磁铆接技术是利用电流产生两个涡流磁场,两个磁场互相作用产生涡流斥力,传送至铆钉,使铆钉变形,形成铆接。电磁铆接具有加载速率高,应变率大,强度高等特点。在科技飞速发展的今天,机械连接是不可缺的,铆接技术将是主要的连接方式,其对现代自动化生产,智能工厂的实现也起着重要意义。三、铆接技术的分类1.按铆接应用分类根据构件的工作性质与应用范围,铆接可分为坚固铆接、密固铆接和紧密铆接三种。名称要点应用坚固铆接要求一定的强度来承受相应的载荷,但对接缝处的密封要求较差房架、桥梁、起重机车辆密固铆接要求具有足够的强度来承受一定载荷,其接缝处必须严密,即在一定的压力作用下,液体或气体均不得渗漏。为了保证高压容器的铆接缝的严密性,在铆接后,对板件边缘连接缝和铆接点周边与板件要进行敛缝和敛钉锅炉、压缩气罐等高压容器紧密铆接紧密铆接的金属结构不能承受较大的压力,只能承受较小而均匀的载荷,但对其叠合的接缝处却要求具有高密封性,以防泄露。水箱、气罐、油管等容器差异密固铆接和紧密铆接与坚固铆接的不同处在于夹层内外沿铆缝敷设有密封材料,并利用铆钉的自身膨胀堵塞沿铆缝及钉孔的泄漏渠道,从而达到结构的密封性/2.按铆接受力分类根据铆接时铆钉受力性质,铆接可分为冲击铆接、压力铆接和特种铆接。名称定义冲击铆接指在铆接过程中,利用铆钉枪前部窝头的冲击动能来锤击铆钉的端部,并由窝头获得的短时加速度,快速形成较大的冲击力,从而使铆钉杆镦粗、形成镦头并铆接。其动力源多为手工铆钉锤和气动空气锤。压力铆接利用压铆机(铆接机)产生的均匀静压力镦粗铆钉杆,填满铆钉孔,形成镦头并铆接。这种铆接需要采用铆接机、压铆模具及辅助机械等系列配套设备。特种铆接包括单面铆接、高抗剪铆钉的铆接、环槽铆钉的铆接和干涉铆接等。3.按铆接温度分类根据铆接时铆钉的加热温度分为冷铆、热铆和混合铆。名称定义冷铆指铆钉在常温状态下的铆接,冷铆设备冲击力较大,要求铆钉具有良好的塑性,较小的变形抗力。热铆指将铆钉加热至一定温度后进行的铆接,铆钉受热使强度降低而塑性增加,使其变形抗力大大减小而容易铆接成形。铆接所需外力与冷铆相比明显减小,所以直径较大的铆钉及在大批量铆接时,通常采用热铆。混合铆将铆钉头局部加热,主要用于较大直径铆钉的铆接。局部加热铆钉头时,可使铆钉在铆接加工讨程中.不改变铆钉杆的形态、并保持工艺稳定。四、铆钉的特点、种类、用途和发展铆钉是钉形物件,一端有帽:在铆接中,利用自身形变或过盈连接被铆接的零件。铆钉种类很多,而且不拘形式。1.铆钉的特点、种类及用途常用的有R型铆钉、风扇铆钉、抽芯铆钉、树形铆钉、半圆头、平头、半空心铆钉、空心铆钉、实心铆钉、沉头铆钉、抽芯铆钉,这些通常是利用自身形变连接被铆接件。一般小于8毫米的用冷铆,大于这个尺寸的用热铆。但也有例外,比如某些锁具上的铭牌,就是利用铆钉与锁体孔的过盈量铆接的。R型塑料铆钉也称膨胀铆钉,由塑料子钉和母扣两部分组成。其在安装时无须使用安装工具,将安装底座放置在光滑的孔中,然后按下头部,特殊设计的脚受力后膨胀撑开,牢牢锁定于被安装面。它常用于连接塑料壳体、轻质板材、绝缘材料、电路板、或其他任何轻薄、质量轻的材料,美观实用,使用方便。风扇铆钉专门为手工安装设计,通过镶板或底架的孔穿过拉入即可,使用弹性体材料制造具有良好的韧性,即使在过盈装配也能快速安装。设计巧妙具有弹性功能配合相应的孔径拉进后不易滑出,风扇铆钉主要应用在电子电脑机箱风扇、散热片与芯片间固定之用,具有防振动、降低噪音。击芯铆钉是非常方便铆接的新型铆接紧固件,在比较狭小空间内或没有铆枪或者是不能使用铆枪的环境中击芯铆钉可以展现出自己独特的优势。使用锤子等器物单面敲击钉芯就可以将两个或者几个被连接件铆合成功。击芯铆钉按照钉帽帽檐的形状可分为扁圆头击芯铆钉和沉头击芯铆钉,根据材质组合的不同,可以分为全铝击芯铆钉、铝钢击芯铆钉、全不锈钢击芯铆钉、钢钢击芯铆钉、铝不锈钢击芯铆钉、塑料击芯铆钉等。击芯铆钉不用像抽芯铆钉一样必须使用手动铆枪或气动铆枪才能铆合,有更好的铆合性和便利性,可以广泛使用于各种被连接件的铆合。塑料树形铆钉也称倒齿形塑料铆钉也有称之为圣诞树型塑料铆钉,齿型片状良好的弹性能在过盈装配的圆孔直接手动按压安装,齿型片状能根据实际的厚度尺寸自行调整得以固定,倒齿型的设计是该款铆钉安装后牢牢固定于被安装面,不易被拔出,适合泡沫,木材,橡胶,汽车内饰等软性材料之间作固定使用。塑料树形铆钉具备优异的绝缘、防火性能、无磁性、隔热、质量轻、耐高温、高强度、耐腐蚀性能,广泛应用于各工业领域。抽芯铆钉种类大致可分为开口型抽芯铆钉、封闭型抽芯铆钉、单双鼓型抽芯铆钉、拉丝型抽芯铆钉、海马钉、防水型灯笼铆钉等,抽芯铆钉是一类单面铆接用的铆钉,但须使用专用工具——拉铆枪(手动、电动、气动)进行铆接。这类铆钉特别适用于不便采用普通铆钉(须从两面进行铆接)的铆接场合,故广泛用于建筑、汽车、船舶、飞机、机器、电器、家具等产品上。以下就各自型号作简单说明。沉头型抽芯铆钉:对于铆接后表面要求平滑美观的铆接件的铆接。鼓型抽芯铆钉:铆接时,钉芯将铆钉钉体体末端拉成单鼓或双鼓形,把两个要铆接的结构件夹紧,并能降低作用在结构件表面上的压力。用途:主要用于各种车辆,船舶,建筑,机械,电子等行业铆接各种薄形结构件。大帽沿抽芯铆钉:该铆钉与普通抽芯铆钉相比其铝帽直径明显加大,该铆钉在与连接件铆接时,具有更大的接触面积,具有更强的支撑面从而可增强扭矩强度,能承受更高的径向拉力。适用行业:适用于紧固柔软,易碎的表面材质及特大型孔,增加了帽沿直径对于柔软材质有特别的保护应用。封闭型抽芯铆钉:专为铆接后可以包住心轴头而设计,非常适用于有防水要求的多方面应用。具有高剪力,防振动,抗高压。适用于要求较高载荷和具有一定密封性能的铆接场合。全铝抽芯铆钉该铆钉的钉体也采用优质铝线材,铆接后美观耐用永远不会出现生锈现象:与普通抽芯铆钉相比,铆钉铆接强度较低,适用于材料比较柔软的连接件。不锈钢开口铆钉:该铆钉是高拉力需求,耐腐蚀的最佳选择。半圆头铆钉主要用于受较大横向载荷的铆接场合,应用最广。平锥头铆钉由于钉头肥大,能耐腐蚀,常用于船壳、锅炉水箱等腐蚀强烈的铆接场合。扁平头、扁圆头铆钉主要用于金属薄板或皮革、帆布、木料等非金属材料的铆接场合。大扁平头铆钉主要用于非金属材料的铆接场合。半空心铆钉主要用于受载荷不大的铆接场合。无头铆钉主要用于非金属材料的铆接场合。空心铆钉重量轻,钉头弱,用于受载荷不大的非金属材料的铆接场合。管状铆钉用于非金属材料的不受载荷的铆接场合。标牌铆钉主要用于铆接机器、设备等上面的铭牌。某些铆钉也可搭配在服装上,成为当今流行元素,多为朋克风的代表。另外还有对插铆钉,比较特殊。分为两部分,较粗的一段带帽杆体中心有孔,与较细的另一段带帽杆体是过盈配合。铆接时,将细杆打入粗杆即可。2.铆钉发展历史最早的铆钉是木制或骨制的小栓钉,最早金属变形体可能就是我们今天知道的铆钉的祖先。毫无疑问,它们是人类已知金属连接的最古老的方法,可以追溯到最初使用可锻金属那么远,例如:青铜器时代埃及人用铆钉把开槽型车轮外线的六个木制扇形体铆接紧固在一起,希腊人成功地用青铜浇铸大型塑像之后,再用铆钉把各部件铆合在一起。1916年,当英国飞机制造公司的H·V怀特第一次取得可以单面铆接的盲铆钉专利的时候,人们几乎没有料到这种铆钉今天会应用的这样广泛。从航天航空到办公机器、电子产品以及运动场设备等,可以说,这种盲铆钉现已成为有效而稳固的机械连接方法。空心铆钉多半是为制造或维修马具装备而发明的,空心铆钉究竟什么时间发明的,人们并不十分清楚,但是马具是在公元9世纪或10世纪间就发明出来了。铆接的马具与挂了钉的马蹄一样,把奴隶从沉重的劳设中解放出来,铆钉还引发了很多重要发明,如铜铁工人用的铁式钳子和牧羊毛剪子等。冷铆在电梯行业被广泛的利用,如门板装配,壁板装配,吊顶装配等。现针对我司主要运用的抽铆、无铆、锁铆铆接技术等做分析研究,输出工艺要点与使用规范。五、常用铆接技术的工艺要素及使用规范1.拉铆螺母连接1.1操作规程拉铆螺母是抽芯铆钉与焊接螺母的原理结合,使钣金材料螺纹强度提高且可重复使用。拉铆螺母可从应用零件的单一边使用,它们是附于薄金属的预先定位装置,通过冷挤压变形来实现优异的薄壁的铆接,密封件铆接,单面铆接。拉铆螺母必须通过手动或者气动拉铆枪来安装,一般现在都使用气动液压拉帽枪,省时省力,工作效率高。气动液压拉铆螺母枪操作流程:a.根据需要在加工零件上确定好需要紧固的位置,再根据需要安装的拉铆螺母的规格尺寸划线,钻孔,保证孔径的尺寸精度;b.将拉铆螺母安装到气动拉铆枪的拉杆上;c.将拉铆枪上的拉铆螺母垂直插入安装孔中;d.启动拉铆枪,是带螺纹的拉铆螺母被拉铆枪向前拉伸,进而使拉铆螺母的薄壁部分迅速向外扩展并铆紧工件;e.铆接完成拉铆枪会自动退出。1.2螺母分类拉铆螺母主要有通孔(用O进行标识)平头、小头、六角不锈钢铆螺母,也有盲孔(用B进行标识)的平头、小头、六角不锈钢铆螺母。拉铆螺母常用材质有碳钢镀彩锌、不锈钢、铝。拉铆螺母主要的头型见下表拉铆螺母头型平头型(f)圆柱型(c)沉头型(F)材质:钢、铝、不锈钢材质:钢、铝、不锈钢材质:铝、不锈钢从使用角度来说,平头铆螺母的紧固效果更好,一般都使用这种铆螺母。从使用角度来说,平头铆螺母的紧固效果更好,一般都使用这种铆螺母。连接后螺母头凸出小部分铆接于带有倒角的薄板孔内,安装好后其头平面与板面持平1.3使用要求不同的材料连接需要不同的尺寸、规格的拉铆螺母,拉铆螺母底孔大小也会影响其质量。主要使用要求如下1.3.1拉铆螺母底孔尺寸要求螺纹规格底孔直径∅T板厚范围(mm)螺纹规格底孔直径∅T板厚范围(mm)M3*0.55.11-2.3M8*1.2511.11.5-5M4*0.76.11-3M10*1.513.12.5-5.5M5*0.87.11-3.5M12*1.7516.14-7.6M6*19.11-3.5我司主要使用的规格是螺纹规格底孔直径∅T板厚范围(mm)产品平头型M8X10ψ111.5-5固定操纵壁、壁板、柜体平头型M4X10ψ61-3固定操纵壁1.3.2调节铆枪,进行拉杆与风动拉铆枪装配时应根据铆螺母的长度不同,调节拉杆的装入长度,以拉杆达到铆螺母最后2-3扣螺纹为适合。同时调节拉杆行程,检测拉伸长度要符合使用长度规格(如下表)。S铆螺母收缩长度LS铆螺母收缩后总长度拉铆螺母收缩示意图类别尺寸螺纹规格M3M4M5M6M8M10M12M16收缩长度1-21.4-3.21.5-41.8-4.52.2-5.52.5-5.82.8-63-81.3.3在拉铆螺母安装时,确保铆螺母至少突出工件0.1mm。1.3.4铆接后应注意铆螺母的铆紧力和螺纹失效力螺纹规格(mm)不锈钢铝铆紧力(KN)失效力(KN)铆紧力(KN)失效力(KN)M44.5-6.57-92-34.5-5.5M56.5-912-153-4.56-7M610-1316-234.5-6.18.3-10M816-1930-445-913-16M102040-507-1420-251.3.5铆枪的使用我司主要使用日本虾牌AN200A拉铆枪,选用它的主要原因是:1.可靠性高、耐用性好;2.单手柄操纵快速且切实地铆接M3-M10的孔螺母;3.通过刻度螺母可简单地调整行程及进行心轴更换;4.螺杆实现全自动正反转;5.效率比电子螺母机高2倍,且噪音小。1.4机械性能拉铆螺母的一些机械性能标准:

(保证载荷、头部结合力、剪切力、破坏扭矩及转动扭矩):螺纹规格保证载荷(单位N)平头、平头六角、大沉头、小沉头、120°小沉头)头部结合力(单位N)(平头、平头六角、大沉头)剪切力(单位N)(平头、平头六角、大沉头、小沉头、120°小沉头)钢不锈钢铝钢不锈钢铝钢不锈钢铝M339004095190022362348124211001155640M4680071404000322033811789210022051200M511500120756500434845652435260027301900M616500173257800614964563416380039902700M8230002415012300903494865019540056703900M1032000336001750011926125226626690072454200M123400035700139141461075007875破坏力、转动力:

螺纹规格破坏扭矩(单位N.m牛米)转动扭矩(单位N.m牛米)钢平头、平头六角钢大沉头钢小沉头铝平头、大沉头钢平头钢大沉头铝平头铝大沉头M32110.70.50.40.250.2M45432.510.80.90.7M58.586521.51.51.2M615151184.53.53.52.5M8262620205.54.554M1050453225118.56.55M12807050302421162.抽芯铆钉连接2.1抽芯铆钉的概念、工作原理抽芯铆钉,国标标为拉铆钉,又称哈克拉铆钉或哈克螺栓,是利用虎克定律原理,用拉铆钉专用设备将2个结合件夹紧后,将套入的环状套环(或称不带螺纹的螺帽)的金属挤压并充满到带有多条环状沟槽的栓柱的凹槽内,使套环与栓柱严密结合的一种紧固方式。在20世纪50年代,拉铆钉的创始人LOUHUCK先生利用虎克定律发明的。抽芯铆钉紧固件与传统的螺栓利用扭力旋转产生紧固力不同,抽芯铆钉紧固是利用虎克定律原理,经过抽芯铆钉专用设备,在单向拉力的作用下,拉伸栓杆并推挤套环,将内部光滑的套环挤压到螺杆凹槽使套环和螺栓形成100%的结合,产生永久紧固力。抽芯铆钉工作原理是通过拉动芯头实现的,借用一个由里向外的力。抽芯铆钉是一类单面铆接用飞铆钉,但须使用专用工具——拉铆枪(手动、电动、自动)进行铆接。抽芯铆钉的铆接时使用叫穿孔直径稍小的金属圆柱或铆钉,穿过需要铆合的工件,并对铆钉两端面敲击或加压,使金属柱变形增粗同事在两端形成铆钉头(帽),使工件不能从铆钉脱出,在受使工件分离的外来作用时,由钉杆、钉帽承受产生的剪切力,防止工件分离.2.2铆钉的国标、规格、性能等级2.2.1国标抽芯铆钉在我国共分为如下:标准代号名称材料涂复GB/T12615.1-2004封闭型扁圆头抽芯铆钉11级钉体:碳素钢不锈钢铝及合金不经处理镀锌钝化喷塑钉芯:铝、不锈钢碳素钢不经处理镀锌钝化GB/T12616.1-2004封闭型沉头抽芯铆钉11级钉体:碳素钢不锈钢铝及合金不经处理镀锌钝化喷塑钉芯:铝、不锈钢碳素钢不经处理镀锌钝化GB/T12617-1990开口型沉头抽芯铆钉钉体:碳素钢不锈钢铝及合金不经处理镀锌钝化喷塑钉芯:铝、不锈钢碳素钢不经处理-镀锌钝化GB/T12618-1990开口型扁圆头抽芯铆钉钉体:碳素钢不锈钢铝及合金不经处理镀锌钝化喷塑钉芯:铝、不锈钢碳素钢不经处理镀锌钝化2.2.2规格通常规格有2.4、3.2、4、4.8、5、6.4六个系列.钉芯长度为11个系列6、8、8.5、9.5、11、12、12.5、13、14.5、15.5、16、18、20国内单数的多国外一般是双数市场长度为22、25、30、40、50、60(mm)不锈钢材料3.2直径的目前技术可以做到16mm长,4直径的可以做到25mm长,4.8直径的可以做到40mm长,6.4直径的和4.8的差不多可以做到40mm长。封闭型扁圆头抽芯铆钉(GB12615)市场长度的可以增加5.5/6长度.2.2.3性能等级性能等级分为060810111215202122233040415051共15个等级。开口型抽芯铆钉按头部形状分沉头和平圆头两种。其中,性能等级为10级和11级的开口型抽芯铆钉应用较为广泛。2006年国家标准委修订发布了GB/T12617.1-2006《开口型沉头抽芯铆钉10、11级》和GB/T12618.1-2006《开口型平圆头抽芯铆钉10、11级》两项关于10、11级开口型抽芯铆钉的国家标准。该两项新标准,分别采用ISO15978:2002和ISO15977:2002国际标准,于2006年7月5日发布,于2006年12月1日正式实施。实施后分别代替GB/T12617-1990《开口型沉头抽芯铆钉》和GB/T12618-1990《开口型扁圆头抽芯铆钉》两项旧标准。2.3抽芯铆钉的种类、适用范围2.3.1按材质分类:不锈钢、铁、铝、铜等2.3.2按结构分类:开口型抽芯铆钉、封闭型抽芯铆钉、结构型抽芯铆钉2.3.3按头型分类:扁圆头、沉头、大帽沿2.3.4按尺寸分类(mm):铆管直径有:2.4,3.2,4.0,4.8,5.0,6.4。铆管长度:6,8,10,12,16,2,25,30。2.3.5用途分类:名称形状标准规格范围应用D直径L长度半圆头GB/T863.1—1986(粗制)12-3620-200用于承受较大横向载荷的铆缝,应用最广GB/T867—19860.6-161-110平锥头GB/T864-1986(粗制)12-3620-200由于钉头肥大,能耐腐蚀,常用在船壳、锅炉水箱等腐蚀强烈处GB/T868-19862-163-110沉头GB/T865-1986(粗制)12-3620-200表面须平滑受载不大的铆缝GB/T869-19861-162-100半沉头GB/T866-1986(粗制)12-3620-200表面须平滑受载不大的铆缝GB/T870-19861-162-100120°沉头GB/T954-19861.2-81.5-50用在零件表面需平滑的地方120°半沉头GB/T1012-19863-65-40用于需表面平滑受载不大之处平头GB/T109-19862-104-30作强固接缝用扁平头GB/T872-19861.2-101.5-50用于金属薄板或皮革、帆布、木料等扁圆头GB/T871-19861.2-101.5-50用于金属薄板或非金属材料大扁圆头GB/T1011-19862-83.5-50用于非金属材料大扁圆头半空心GB/T1014-19862-84-40用于非金属材料受力很小处平锥头半空心GB/T1013-19861.4-103-50用于耐腐蚀且受力不大处空心GB/T876-19861.4-61.5-15重量轻,钉头弱,用于受力不大的非金属材料抽芯铆钉GB/T12615~12618-19903-66-40铆接容易,用于汽车车身覆盖体、支架等部位,单面铆接击芯铆钉GB/T1585-19952-53-20用于各种车辆,船舶、航空、机械制造、电讯器材和钢木家具等的单面铆接2.4抽芯铆钉的选用规则2.4.1抽芯铆钉开孔尺寸拉钉孔的大小在铆接中非常重要。过小的孔,当然会,使抽芯铆钉插入困难。过大的孔会降低剪切和拉伸强度。它也可能导致产品铆接不牢,或者产品直接脱落,而达不到拉铆效果。一般铆钉孔的开孔尺寸为min+0.1max+0.2。2.4.2铆钉长度的选用原则铆接时,若铆钉杆过长,铆成的钉头就过大或过高,而且在铆接过程中容易使钉杆弯曲;若钉杆过短,则铆钉头不足(过小),而影响铆接强度或刻伤板料。铆钉钉杆的长度一般是根据被铆接件的总厚度、铆钉直径和铆接工艺等因素来确定的。一般工件总厚度为铆钉长度的45%--65%.最好不要高过60%.2.4.3抽芯铆钉抗剪力-负载施加到沿接合界面的紧固件2.4.4拉伸力-负载施加到沿其长度的紧固件2.4.5接头强度首先确定所需的应用程序的单个关节的拉伸力和剪切力值。这些都是关健的力量,紧固件间距,铆体材料和铆钉直径的功能。然后参考“剪切”和“拉力”的铆钉选型指南在产品上的,然后选择一个合适的抽芯铆钉,提供所需的值。2.4.6联合厚度测量的材料的总厚度被接合。这将决定您选择的抽芯铆钉所需的“抓地力”。你必须选择一握范围,包括所需的工作厚度抽芯铆钉2.4.7抽芯铆钉选择材质两个拉钉(抽芯铆钉)和材料要被紧固铆合将会影响最终的接合强度。作为一项规则,抽芯铆钉材料应具有和铆接产品相同的物理和机械性能的要被紧固的材料,因为有不同材质的拉钉,差异性可能会导致由于无论是材料疲劳或电化腐蚀的结合失败。2.4.8抽芯铆钉的头型圆头抽芯铆钉适用于大多数应用。然而,当软或脆的材料被固定在一个刚性的材料时,该大帽抽芯铆钉应该考虑,因为它提供支承表面是普通的两倍。若产品的表面要求是平整的,那沉头抽芯铆钉应该被选中的。我司主要使用的是半不锈钢开口平圆头抽芯铆钉和开口平圆头抽芯铝铆钉,半不锈钢开口平圆头抽芯铆钉是指钉壳是不锈钢,钉杆是铁的。下图表简要说明它的使用规范。2.5抽芯铆钉在使用时容易出现的问题与解决方法2.5.1抽芯铆钉拉穿:抽芯铆钉钉芯从铆体内整体拉出,钉芯断口处未断裂,铆接后在铆体内留下贯穿的空洞。拉穿现象产生的原因有:钉芯拉力过大;钉芯帽的直径偏小;铆体材质偏软;铆体内孔表面过于润滑。2.5.2毛刺:拉铆后,抽芯铆钉钉芯断裂口的毛刺透过铆体孔外;或者铆体内孔带出末梢突出,形成刮手的毛刺。毛刺产生的原因有:钉芯帽直径偏小;铆体材质偏软;工件钻孔直径过大;铆钉枪的枪咀规格偏大;钉芯断口与钉芯头的距离过大,超过了实际铆接厚度。2.5.3钉头脱落:拉铆后,抽芯铆钉钉芯头不能被包裹而从铆体内脱落。抽芯铆钉钉头脱落的产因有:钉芯帽直径过大;铆体较短,与铆接厚度不匹配。2.5.4铆体开裂:拉铆后,铆体发生纵向破口,或完全裂开。引起铆体开裂的原因有:铆体退火后硬度过高或未经热处理;钉芯帽径尺寸过大;铆体材料有害杂质含量过高,或有夹层。2.5.5跳头或起鼓不足:拉铆时,抽芯铆钉钉芯完全弹出,或铆体未全部胀开。此现象发生的原因有:钉芯制做时拉力控制过低;铆体硬度高(退火不均匀);钉芯在电镀过程产生了氢脆。2.5.6铆后松动:拉铆后,铆体在工件孔内有松动现象。主要原因有:钉芯拉力过低;工件钻孔过大;铆体硬度过高;铆钉夹紧力设计(材质选用)不当。2.6铆钉与铆枪的气压关系关于不锈钢铆钉的拉断力/断颈力.单位bar/kg。铆钉枪的气压应该为直径气压(bar/kg)3/3.24.5-5.546-74.87.5-86/6.49-103.无铆连接3.1定义、形式3.1.1无铆连接的定义无铆连接技术是利用专用压力机和模具,通过瞬间压力使得板材进行塑性变形无铆钉连接是利用专用压力机和连接模具,通过瞬间高压使板材进行冷挤压的塑性变形,形成变形点,即可将不同材质不同厚度的两层或多层板件连接起来。3.1.2无铆连接的形式无铆连接是不需要预先钻孔,通过上下模使得上板材嵌入下板材的一种板材塑性变形连接工艺。圆形无铆连接依据其所使用磨具的不同接头大概可以分为以下三种形式。图一是直壁整体式无铆连接,其特点是模具是一个整体,结构较简单、制作方便、寿命长等等,这种形式适用于大批量生产。我司也是使用这种铆接方式。图二十凹模分离式无铆连接,这种连接的特点是凹模由2到3个可动部分组成,单板件加工时,可动部分聚拢形成模体,当连接完成后,可动部分张开送出板料。这种形式模具结构相对复杂,但连接点强度高,机械性能好。图三为平点无铆连接,对于某些工件有特殊要求,凸出形状可能存在阻碍,此时就会采用这种连接方式。这种无铆连接实现方式风味两步:第一步先形成凸起的圆形无铆连接点;第二步取平砧座、取出冲头,将凸起的连接点压回去。(1)直壁整体模式无铆连接(2)分模式无铆连接(3)平点式无铆连无铆连接根据外部形状又可分为圆形和方形无铆连接。圆形无铆连接是轴对称的,使上下板料互相镶嵌于凹模底部凹槽是对称的,铆接点也是轴对称环形。而方形铆接,铆接点之一两个边有板材互相镶嵌的现象,两边是平行的,另外两个边没有材料镶嵌,所以在使用时载荷要垂直互相嵌合的两边,承载力才最大。A圆形无铆连接B方形无铆连接3.2无铆连接接的工艺过程1.凸模2.上板料3.下板料4.凹模无铆连接技术就是通过压力使得板材发生变形形成互相锁结构的技术。一般来说,板材在变形力作用下,既能产生弹性变形,又能从弹性变形发展到塑性变形。板材在弹性变形时,其内部原子位置发生变化,表现为原子的间距有微小改变,从而引起物体尺寸何形状变化,变形力去除后,原子回到原来的平衡位置,该板材完全恢复了原来的尺寸与形状。当板材受到的力较大时,使原子偏离其稳定平衡位置,而是停留在邻近的稳定平衡位置上,因而变形就成为不可恢复的永久变形,这就是板材的塑性变形。无铆连接技术中被铆接的材料所涉及的变形就是以上两种变形。具体的工艺成型步骤如下:3.2.1板材准备压入阶段如上图(a),先把下板料平正放置在模具的中心,然后把上板料叠放在下板料上,注意使需铆接的地方对准模具的中心。3.2.2无铆接前期成形阶段(弹性成形阶段和初始拉伸阶段)如图(b),无铆连接前期成形阶段包括初始压入的弹性阶段与初始拉伸成形阶段。板料初期压入阶段,为从凸模接触上板料开始,到上、下板料开始发生塑性弯曲为止。这一过程中,在凸模的推力作用下,上板料与凸模接触的板料部分也发生弹性弯曲变形现象。无铆连接初始拉伸成形阶段是从上、下板料开始发生塑性变形起,到下板料与凹模底部接触为止。在这个阶段,随着凸模的下行,上、下板料受到凸模端面及圆角、凹模内侧面和凹模端面的作用,在弹性变形和塑性变形的综合变形作用下形成上部轮廓。前期成形阶段,在与凸模圆角接触的上板料组织受凸模和凹模的挤压,晶格被压缩,组织被强化,而且凸模开始压入上板料。无铆连接初始成形阶段和普通拉深相似,不同之处是在形成阶段必须成形出压入上板料的凹陷轮廓。3.2.3无铆连接板料向凹模流动并开始填充阶段如图(c),在填充阶段,凸模继续下行,挤压上、下板料,直到凸模到达接近死点为止。在这一过程中,由于凹模的环形凹槽对下部材料的圆角处无约束力,材料首先在挤压力的作用下向环形凹槽处流动,填充环形凹槽。随着环形凹槽充满的增多,材料流向环形凹槽处的阻力逐步增大,而凹模最底部凹槽的阻力变得相对较小,上板料中的材料开始同时推动下板料向凹模底部环形凹槽流动。在这一过程中,由于铆接初始成形阶段形成了连接点的上部轮廓,且由于凸模是一个倒锥,这样倒锥对板料有一个向下的压力。而且凸、凹模和上、下板料间的压力很大,导致摩擦力很大,这样材料就不容易向上流动,材料只能向外流动,从而形成上、下板料相互咬合而连接在一起。最后当凸模1到达下死点时,无铆钉铆接接头完全成形。3.2.4墩锻保压阶段如图(d),在墩锻保压阶段,模具应继续保持一定时间的防止板料回弹的压力,使上、下板料充分填充环形凹槽并保证压无铆连接接点完全定形。墩锻保压阶段控制得好坏直接影响产品的合格率。从以上工艺过程分析可以看出,无铆连接是一种机械连接,它对材料的本来特性几乎没有损伤,反而在挤压作用下,晶粒细化,承载能力提高。上、下板料相互咬合部分(即铆接点)是由模具挤压而产生的,而且凹模内的板料受到一个三向压力的作用,因此塑性变形时,在压力的作用下,各组成部分形成平滑过渡,从而产生一个既无棱边又无毛刺,且不存在很大应力集中的圆连接点,所以无铆连接圆点具有极好的连接疲劳强度。而且在整个圆点成形过程中没有高温和化学变化,无论材料有无镀层、夹层或覆盖物,都可保留其原有性能不受损伤。3.2.5退模阶段如图(e),在这个阶段凸模上行,由于凸模上是一个倒锥,那么脱模较为容易,只要凸模上行即可,然后把铆接好的板料取下来即可,如果是连接多点的自动化的铆接,那么先要使整个模具与被铆接板料脱离,然后自动移动板料或者模具,再进行新的铆接。在以上成形的过程中被连接金属“流动”时,镀层和漆层也随之一起“流动”,故对有镀层和漆层的板料进行连接后仍能保留其原有的防锈防腐特性。3.3无铆连接铆点的主要参数无铆连接受到破坏,影响连接质量的因素有很多。无铆点的几何参数对铆接质量又决定性的影响,经常被用来评价无铆点的质量;铆点的几何形状和几何参数由多种因素决定。上板料2-下板料名称定义作用铆接点底部的上板料厚度(c1值)在铆接接点底部的上板料的上表面到接点中两板接触面之间的垂直距离铆接点底部的上板料厚度越薄,由于底部的抗压能力弱,则抵抗剪力和轴向拉脱力的能力越低铆接点底部的下板料厚度(c2值)铆接接点底部的下板料的下表面到接点的两板接触面之间的垂直距离铆接点底部的下板料厚度越薄,抗轴向拉脱能力也越弱镶嵌量(t值)指处在颈部的上板料外表面到上板料嵌入下板料的最大外凸处之间的水平距离镶嵌量反映铆接完成后铆接件的自锁性能好坏。镶嵌值t越大,接头自锁性能越好颈部的厚度(n值)指在接点的上板料环形面凹陷处的最小径向距离铆接接点颈部厚度越小,抗剪力能力越弱,抗轴向拉断能力也越弱。如果铆接接点颈部还有裂纹,这对抗剪力和轴向拉力损伤更大。铆接接点颈部越薄或有裂纹,疲劳裂纹的扩展很容易导致疲劳裂纹全部贯通,最终导致铆接件疲劳失效。凸台的高度(h1值)指铆接接点最底部的下板料外表面与处在与凹模端面接触的下板料下表面之间的垂直距离距离越大意味着铆接接点被拉伸地越厉害,越容易导致板料底部厚度小,也导致铆接接点颈部厚度减小以上铆点几何参数直接由被连接板件的材料性质以及铆接加工工艺参数决定,同时,这些参数也影响着铆点的质量,继而影响铆接质量。铆接失败形式原因分析解决方案1.铆接点颈部厚度太薄凸、凹模的径向间隙过小时,因为凸凹模径向间隙很小时就相当于对板料冲孔,铆接接点颈部厚度就会减薄厚板放在上板料、适当减少凹模深度、适当增加凹凸模径向间隙2.铆接点镶嵌量过小凹模深度过浅也将导致不利于金属的流动,凹模过浅的话金属来不急向四周流动,凹模就被充满了,故上板料难于嵌入下板料适当增加凹模的环形凹槽深度3.铆接点处底部的上板料金属较薄一种情况是由于凹模的内腔较大,而凸模直径较小,而且凸模的行程较大。另一种情况是由于上板料相对于下板料较软,这样导致铆接点底部的上板料过薄。当然当上板料相对于下板料非常软,上板料金属还可能沿凸模与压边圈间的间隙向上逆向流动,导致铆接失效。适当选择凹模直径大小和凸模的直径大小4.铆接点处底部的下板料金属较薄一种情况是由于凹模的模腔较大,而凸模的直径较小,且凸模的行程较大造成的。另一种情况是由于下板料金属较软,导致铆接点的底部的下板料金属太薄选择适当的凸凹模直径和凸模的行程、上、下板料的材料硬度不要相差太大3.4影响连接性能的因素影响铆接质量及性能的工艺参数还有考虑从以下情况考虑:无铆接点的受力条件决定了无铆点的性能与板料、上模、下模、冲压设备及压边圈等因素有关。影响铆接点的主要工艺参数如下图凸模冲头直径凸模凸模断面圆角形状凸模台阶模具长度凹模深度凹模底部圆角凹模凹模端面圆角凹模直径凹槽凹陷尺寸凹模环形凹槽凹槽凹陷形状材料类型材料屈服强度、强度极限铆接性能影响因素上板料材料力学性能材料厚度弹性模量、强度、塑性等板材材料类型材料屈服强度、强度极限下板料材料力学性能材料厚度弹性模量、强度、塑性等内径压边圈外径压边力铆接压力冲压设备铆接下位位置铆接行程无铆钉铆接连接的性能除了和上图的因素有关外,还和压边圈与上板料的摩擦力有关,与凸模和上板料的摩擦力有关,与凹模和下板料的摩擦力有关,以及与上、下板料间的摩擦力有关。其中凸模和凹模的直径大小直接影响模具间的间隙,对铆接点处板料的应力、应变有直接影响,故对无铆钉铆接质量有直接影响。凸模端面圆角和凹模端面圆角影响铆接时板料所受到的流动阻力大小与应力大小,故对无铆钉铆接质量也有影响。凹模底部圆角半径直接影响直壁式无铆钉铆接的铆接点的形状,如果圆角较大还会较明显影响铆接点处材料的流动性,故底部圆角半径影响了铆接点质量。凹模深度影响了铆接点处板料的流动量,比如太小的深度在铆接点尚未形成铆接过程就停止了,就起不到铆接的作用,铆接点太深又会导致板料拉伸过度,而使板料产生裂纹,甚至断裂,凹模深度适当大一点也有助于凹模环形凹槽深度的适当加大,这样就有助于产生良好板料嵌入效果。上、下板料的材料和力学性能都与铆接点的形状,甚至与能否得到良好的铆接点密切相关,比如硬度过大或塑性过差的板料都不利于铆接点的形成,因为无铆钉铆接是通过塑性变形得到的。板料的厚度也与铆接点的形状密切相关,因为铆接点形成时会使铆接点内的板料部分受到拉伸的作用,这样就会影响铆接点颈部的厚度,从而影响铆接点的质量。压边圈的作用是防止板料的翘曲和控制摩擦力的大小等作用,这也会影响铆接点的成形质量。铆接设备的冲压力大小直接影响铆接点是否能成形良好。行程大小和行程下位位置影响铆接点内的板料流动量的大小及是否流动充分,这样就影响了铆接点的质量。在无铆钉铆接过程中采用不同工艺参数组合会产生不同的铆接质量。分析各种工艺参数对铆接连接强度性能的影响,有利于优化无铆钉铆接铆接工艺参数、模具设计和工艺设计,获得综合性能优良的无铆钉铆接接头。3.5无铆连接应用及使用规范3.5.1无铆连接的应用随着无铆连接特点的发现,无铆链接被运用到各行各业。无铆连接典型零件有:车顶窗、保险杠、排气管、油箱、制动器罩壳、车门、仪表框架、发动机支架、发动机罩壳、车尾盖板、冷却器、座椅、摇窗机、消声器、冰箱门、洗衣机壳体、风机壳体、复印机机座、计算机壳体、牙医机外壳等等。在电梯行业中也得到广泛的应用:箱体、门板、壁板、加强筋装配连接等等。3.5.2无铆的使用规范使用要求作用1.确保上板料有较好塑性避免上板料容易拉破2.厚板放置在上板料位置避免上板料容易拉破3.较软的板料放在下板料位置有利于上板料嵌入下板料4.避免封闭式结构(a)避免铆接模具不能伸进铆接位置5.避免垂直结构(b)避免铆接设备和铆接工件触碰干涉,不利于人员操作6.留出足够的法兰边尺寸(c)避免板料边缘的宽度太小影响铆点性能(a)避免封闭式结构(b)避免垂直结构(c)留出足够的法兰边尺寸4.锁铆连接4.1工作原理和工艺过程锁铆铆钉在外力的作用下,通过穿透第一层材料和中间层材料,并在底层材料中进行流动和延展,形成一个相互镶嵌的塑性变形的铆钉连接过程,称作锁铆连接。该铆接点具有较高的抗拉强度和抗剪强度,称作锁铆铆接点。锁铆连接的工艺过程和特点:4.2锁铆链接点质量的影响因素影响锁铆连接质量的因素:主要在四个方面:第一是铆钉;第二是模具;第三是被连接材料组合;第四是锁铆链接设备;第五是连接过程参数(预夹紧压力、工作压力及行程)。4.3锁铆链接的技术优势4.3.1锁铆链接质量好动态疲劳强度高;撞

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