件上的螺母、螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式
鉚接螺母
鉚接螺母常見(jiàn)的形式有壓鉚螺母柱、壓鉚螺母、漲鉚螺母、拉鉚螺母、浮動(dòng)壓鉚螺母
壓鉚螺母柱
壓鉚就是指在鉚接過(guò)程中,在外界壓力下,壓鉚件使基體材料發(fā)生塑性變形,而擠入鉚裝螺釘、螺母結(jié)構(gòu)中特設(shè)的預(yù)制槽內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件的可靠連接的方式,壓鉚的非標(biāo)螺母有兩種,一種是壓鉚螺母柱,一種是壓鉚螺母。采用此種鉚接形式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的,此種鉚接形式通常要求鉚接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳鋼、鋁合金板、銅板板材適合于壓接壓鉚螺母柱,對(duì)于不銹鋼和高碳鋼板材因?yàn)椴馁|(zhì)較硬,需要特制的高強(qiáng)度的壓鉚螺母柱,不僅價(jià)格很高,而且壓接困難,壓接不牢靠,壓接后容易脫落,廠家為了保證可靠性,常常需要在螺母柱的側(cè)面加焊一下,工藝性不好,因此,有壓鉚螺母柱和壓鉚螺母的鈑金零件盡可能不采用不銹鋼。包括壓鉚螺釘、壓鉚螺母也是這種情況,不合適在不銹鋼板材上使用。
壓鉚螺母柱的壓接過(guò)程如圖1-41所示:
圖 1-41 壓鉚過(guò)程示意圖
壓鉚螺母
壓鉚螺母的壓接過(guò)程如圖1-42所示:
圖 1-42 壓鉚過(guò)程示意圖
漲鉚螺母
漲鉚就是指在鉚接過(guò)程中,鉚裝螺釘或螺母的部分材料在外力作用下發(fā)生塑性變形,與基體材料形成緊配合,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)零件的可靠連接的方式。常用的ZRS等等就是采用此種鉚接型式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的。漲鉚工藝比較簡(jiǎn)單,連接強(qiáng)度較低,通常用在對(duì)緊固件高度有限制,且承受扭距不大的情況。如圖1-43所示:
圖1-43漲鉚過(guò)程示意圖
拉鉚螺母
拉鉚是指在鉚接過(guò)程中,鉚接件在外界拉力的作用下,發(fā)生塑性變形,其變形的位置通常在專門(mén)設(shè)計(jì)的部位,靠變形部位夾緊基 材來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的連接。常用的拉鉚螺母就是采用此種鉚接型式實(shí)現(xiàn)與基材的連接的。拉鉚使用專用的鉚槍進(jìn)行鉚接,多用在安裝空間較小,無(wú)法使用通用鉚接工裝的情況,例如封閉的管材。如圖1-44所示:
圖 1-44拉鉚過(guò)程示意圖
浮動(dòng)壓鉚螺母
有些鈑金結(jié)構(gòu)上的鉚裝螺母,因?yàn)檎w機(jī)箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)的積累誤差太大,以致這些鉚裝螺母的相對(duì)位置誤差很大,造成其它零件裝配困難,在相應(yīng)的壓鉚螺母位置上采用壓鉚式浮動(dòng)螺母后,很好的改善了這一情況。如圖1-45所示:(注意事項(xiàng):壓鉚位置一定要有足夠空間)
圖1-45 浮動(dòng)壓鉚螺母壓入過(guò)程示意圖
漲鉚螺母或壓鉚螺母到邊距離
漲鉚螺母或壓鉚螺母都是通過(guò)對(duì)板料的擠壓使之與板料鉚合在一起,漲鉚或壓鉚時(shí)如到邊的距離太近,則容易使此部分變形,無(wú)特殊要求時(shí),鉚裝緊固件中心線與板邊緣最小距離應(yīng)該大于L,見(jiàn)圖1-46,否則必須使用專用夾具防止板的邊緣受力變形。L的大小參見(jiàn)新的《非標(biāo)緊固件》手冊(cè),每種非標(biāo)緊固件的L值都有詳細(xì)描述。
圖 1-46 中心線與板邊緣最小距離
影響鉚接質(zhì)量的因素
影響鉚接質(zhì)量的因素很多,總結(jié)下來(lái),主要有以下幾個(gè):基材性能,底孔尺寸,鉚接方式。
基材性能?;挠捕冗m當(dāng)時(shí),鉚接質(zhì)量較好,鉚接件的受力較好。
底孔尺寸。底孔尺寸的大小直接影響鉚接的質(zhì)量,開(kāi)大了,基材和鉚接件的間隙大,對(duì)于壓鉚來(lái)講,不能有足夠的變形來(lái)填滿鉚接件上的溝槽,使剪切受力不足,直接影響壓鉚螺母(釘)的抗推力。對(duì)于漲鉚螺釘來(lái)講,底孔太大,鉚接過(guò)程中由塑性變形而產(chǎn)生的擠壓力變小,直接影響漲鉚螺釘(母)的抗推力和抗扭力。對(duì)拉鉚相同,底孔太大,使塑性變形后兩件之間的有效摩擦力減小,影響鉚接的質(zhì)量。底孔尺寸小,雖然在一定程度上可以增加鉚接的承力,但是容易造成鉚接外觀質(zhì)量差,鉚接力大,安裝不便、易造成底板變形等缺點(diǎn),影響鉚接工作的生產(chǎn)效率和鉚接的質(zhì)量。
鉚接方式。在上一節(jié)中已經(jīng)有所介紹。
鉚裝螺釘、螺母在使用的過(guò)程中要非常注意其所在的場(chǎng)合,不同的場(chǎng)合,不同的受力要求,就要采用不同的型式。如果采用的不合適,就會(huì)降低鉚裝螺釘、螺母的受力范圍,造成連接的失效。下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明正常情況下的正確使用方法。
1) 不要在鋁板陽(yáng)極氧化或表面處理之前安裝鋼或不銹鋼鉚裝緊固件。
2)同一直線上壓鉚過(guò)多,被擠壓的材料沒(méi)有地方可流動(dòng),會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力,使工件彎曲成弧形
3)盡量保證在板的表面鍍覆處理后再安裝鉚裝緊固件。
4)M5、M6、M8、M10的螺母一般要點(diǎn)焊,太大的螺母一般要求強(qiáng)度較大,可采用弧焊,M4(含M4)以下盡量選用漲鉚螺母,如是電鍍件,可選用未電鍍的漲鉚螺母。
5)當(dāng)在折彎邊上鉚壓螺母時(shí),為保證鉚壓螺母的鉚接質(zhì)量,需注意1、鉚孔邊到折彎邊的距離必須大于折彎的變形區(qū)。2、鉚裝螺母中心到折彎邊內(nèi)側(cè)的距離L應(yīng)大于鉚裝螺母外圓柱半徑與折彎內(nèi)半徑之和。即L>D/2+r。
凸焊螺母
凸焊螺母(點(diǎn)焊螺母)在鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛,在公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,也經(jīng)常用到,但是,很多設(shè)計(jì)中,預(yù)孔的大小沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn),是無(wú)法準(zhǔn)確定位的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的凸焊螺母有兩種,一種是焊接六角螺母GB13680-92,定位比較粗糙,定位尺寸不準(zhǔn)確,焊接后經(jīng)常需要對(duì)螺紋回絲;另外一種是焊接六角螺母GB13681-92,焊接時(shí)有自定位結(jié)構(gòu),推薦采用這種結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)型式和尺寸按圖1-47和圖1-48,焊接用鋼板焊接前的孔徑D0與板厚H的推薦值按表1-17的規(guī)定。
圖1-47 焊接六角螺母GB13681-92結(jié)構(gòu)型式
圖 1-48焊接六角螺母與鋼板的焊接
表1-17 焊接六角螺母GB13681-92尺寸和對(duì)應(yīng)鋼板的開(kāi)孔厚度(mm)
螺紋規(guī)格(D或D×P) | M4 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M16 | |
─ | ─ | ─ | M8×1 | M10×1 | M12×1. 5 | M16×1. 5 | ||
─ | ─ | ─ | ─ | (M10×1.25) | (M12×1. 25) | ─ | ||
e | min | 9.83 | 10.95 | 12.02 | 15.38 | 18.74 | 20.91 | 26.51 |
dy | max | 5.97 | 6.96 | 7.96 | 10.45 | 12.45 | 14.75 | 18.735 |
min | 5.885 | 6.87 | 7.87 | 10.34 | 12.34 | 14.64 | 18.605 | |
h1 | max | 0.65 | 0.70 | 0.75 | 0.90 | 1.15 | 1.40 | 1.80 |
min | 0.55 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.95 | 1.20 | 1.60 | |
h2 | max | 0.35 | 0.40 | 0.40 | 0.50 | 0.65 | 0.80 | 1.0 |
min | 0.25 | 0.30 | 0.30 | 0.35 | 0.50 | 0.60 | 0.80 | |
m | max | 3.5 | 4 | 5 | 6.5 | 8 | 10 | 13 |
min | 3.2 | 3.7 | 4.7 | 6.14 | 7.64 | 9.64 | 12.3 | |
D0 | max | 6.075 | 7.09 | 8.09 | 10.61 | 12.61 | 14.91 | 18.93 |
min | 6 | 7 | 8 | 10.5 | 12.5 | 14.8 | 18.8 | |
H | max | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5 | 6 |
min | 0.75 | 0.9 | 0.9 | 1 | 1.25 | 1.5 | 2 |
注:盡可能不采用括號(hào)內(nèi)的規(guī)格。
圖1-45 浮動(dòng)壓鉚螺母壓入過(guò)程示意圖
漲鉚螺母或壓鉚螺母到邊距離
漲鉚螺母或壓鉚螺母都是通過(guò)對(duì)板料的擠壓使之與板料鉚合在一起,漲鉚或壓鉚時(shí)如到邊的距離太近,則容易使此部分變形,無(wú)特殊要求時(shí),鉚裝緊固件中心線與板邊緣最小距離應(yīng)該大于L,見(jiàn)圖1-46,否則必須使用專用夾具防止板的邊緣受力變形。L的大小參見(jiàn)新的《非標(biāo)緊固件》手冊(cè),每種非標(biāo)緊固件的L值都有詳細(xì)描述。
圖 1-46 中心線與板邊緣最小距離
影響鉚接質(zhì)量的因素
影響鉚接質(zhì)量的因素很多,總結(jié)下來(lái),主要有以下幾個(gè):基材性能,底孔尺寸,鉚接方式。
基材性能。基材硬度適當(dāng)時(shí),鉚接質(zhì)量較好,鉚接件的受力較好。
底孔尺寸。底孔尺寸的大小直接影響鉚接的質(zhì)量,開(kāi)大了,基材和鉚接件的間隙大,對(duì)于壓鉚來(lái)講,不能有足夠的變形來(lái)填滿鉚接件上的溝槽,使剪切受力不足,直接影響壓鉚螺母(釘)的抗推力。對(duì)于漲鉚螺釘來(lái)講,底孔太大,鉚接過(guò)程中由塑性變形而產(chǎn)生的擠壓力變小,直接影響漲鉚螺釘(母)的抗推力和抗扭力。對(duì)拉鉚相同,底孔太大,使塑性變形后兩件之間的有效摩擦力減小,影響鉚接的質(zhì)量。底孔尺寸小,雖然在一定程度上可以增加鉚接的承力,但是容易造成鉚接外觀質(zhì)量差,鉚接力大,安裝不便、易造成底板變形等缺點(diǎn),影響鉚接工作的生產(chǎn)效率和鉚接的質(zhì)量。
鉚接方式。在上一節(jié)中已經(jīng)有所介紹。
鉚裝螺釘、螺母在使用的過(guò)程中要非常注意其所在的場(chǎng)合,不同的場(chǎng)合,不同的受力要求,就要采用不同的型式。如果采用的不合適,就會(huì)降低鉚裝螺釘、螺母的受力范圍,造成連接的失效。下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明正常情況下的正確使用方法。
1) 不要在鋁板陽(yáng)極氧化或表面處理之前安裝鋼或不銹鋼鉚裝緊固件。
2)同一直線上壓鉚過(guò)多,被擠壓的材料沒(méi)有地方可流動(dòng),會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力,使工件彎曲成弧形
3)盡量保證在板的表面鍍覆處理后再安裝鉚裝緊固件。
4)M5、M6、M8、M10的螺母一般要點(diǎn)焊,太大的螺母一般要求強(qiáng)度較大,可采用弧焊,M4(含M4)以下盡量選用漲鉚螺母,如是電鍍件,可選用未電鍍的漲鉚螺母。
5)當(dāng)在折彎邊上鉚壓螺母時(shí),為保證鉚壓螺母的鉚接質(zhì)量,需注意1、鉚孔邊到折彎邊的距離必須大于折彎的變形區(qū)。2、鉚裝螺母中心到折彎邊內(nèi)側(cè)的距離L應(yīng)大于鉚裝螺母外圓柱半徑與折彎內(nèi)半徑之和。即L>D/2+r。
凸焊螺母
凸焊螺母(點(diǎn)焊螺母)在鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛,在公司的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,也經(jīng)常用到,但是,很多設(shè)計(jì)中,預(yù)孔的大小沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn),是無(wú)法準(zhǔn)確定位的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的凸焊螺母有兩種,一種是焊接六角螺母GB13680-92,定位比較粗糙,定位尺寸不準(zhǔn)確,焊接后經(jīng)常需要對(duì)螺紋回絲;另外一種是焊接六角螺母GB13681-92,焊接時(shí)有自定位結(jié)構(gòu),推薦采用這種結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)型式和尺寸按圖1-47和圖1-48,焊接用鋼板焊接前的孔徑D0與板厚H的推薦值按表1-17的規(guī)定。
圖1-47 焊接六角螺母GB13681-92結(jié)構(gòu)型式
圖 1-48焊接六角螺母與鋼板的焊接
表1-17 焊接六角螺母GB13681-92尺寸和對(duì)應(yīng)鋼板的開(kāi)孔厚度(mm)
螺紋規(guī)格(D或D×P) | M4 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M16 | |
─ | ─ | ─ | M8×1 | M10×1 | M12×1. 5 | M16×1. 5 | ||
─ | ─ | ─ | ─ | (M10×1.25) | (M12×1. 25) | ─ | ||
e | min | 9.83 | 10.95 | 12.02 | 15.38 | 18.74 | 20.91 | 26.51 |
dy | max | 5.97 | 6.96 | 7.96 | 10.45 | 12.45 | 14.75 | 18.735 |
min | 5.885 | 6.87 | 7.87 | 10.34 | 12.34 | 14.64 | 18.605 | |
h1 | max | 0.65 | 0.70 | 0.75 | 0.90 | 1.15 | 1.40 | 1.80 |
min | 0.55 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.95 | 1.20 | 1.60 | |
h2 | max | 0.35 | 0.40 | 0.40 | 0.50 | 0.65 | 0.80 | 1.0 |
min | 0.25 | 0.30 | 0.30 | 0.35 | 0.50 | 0.60 | 0.80 | |
m | max | 3.5 | 4 | 5 | 6.5 | 8 | 10 | 13 |
min | 3.2 | 3.7 | 4.7 | 6.14 | 7.64 | 9.64 | 12.3 | |
D0 | max | 6.075 | 7.09 | 8.09 | 10.61 | 12.61 | 14.91 | 18.93 |
min | 6 | 7 | 8 | 10.5 | 12.5 | 14.8 | 18.8 | |
H | max | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5 | 6 |
min | 0.75 | 0.9 | 0.9 | 1 | 1.25 | 1.5 | 2 |