一、铆钉铆接的6种类型
1、冲压铆接:较早兴起、研究较早的传统铆接技术。人工锤击、机器冲压对轴向进行施加铆接力(多为冲击力)。缺点:假如铆接所需铆接力较大,难以铆接较大直径的铆钉。冲击式铆接的铆接质量不高,噪音大,工作环境较差。
2、碾压铆接:碾压铆接过程中铆接凸模(铆杆)与铆钉轴线呈锐夹角,其在做特定的运动轨迹时也有向下压的运动,使铆钉头部受到连续局部均匀的碾压作用后形成所需铆接形状。可分为径向式和摆碾式。相对传统的铆钉铆接,碾压铆接在铆接过程中,无相对滑动无冲击,铆接质量高、能耗低(铆接力小、效率高),噪音和振动小,可以铆接多种材料。实用范围广,即可用于有铆钉铆接、也可用于无铆钉铆接,而且对于许多难铆材料和特殊接头形状可胜任。只要按照所需的铆接来改变铆接凸模的形状。
3、哈克拉铆钉(HUCK)铆接:利用虎克定律原理,用拉铆钉专用设备将结合件夹紧后,将套环的金属挤压并充满到带有多条环状沟槽的栓柱凹槽内,使套环与栓柱严密结合的一种紧固方式。优点:夹紧力高、抗振和抗疲劳性能好、工作效率高。缺点:铆钉较长较重,制造难度和价格相对传统铆钉铆接贵一些,主要适合于附加值高、载荷要求较高等行业。HUCK紧固件
汽车铆钉是目前世界上唯一不需要扭力而产生紧固力的紧固件。其紧固力大小取决于螺杆直径大小及相配套的套环。重型载货汽车应用比较多。
1  哈克拉铆钉铆接过程
4、锌合金铆钉旋转法:利用铆钉材料的熔点低和摩擦生热的原理,在铆钉旋转
钻入板料时互相摩擦,使材料局部变热软化,增加塑性,形成墩头,从而达到铆合的目的。优点:铆接前不需要预先钻孔,相对工艺简单,操作方便。铆接的产品美观,劳动强度低,生产效率高。缺点:铆钉制造价格贵,并且铆接过程还要考虑冷却的因素。
2 锌合金铆钉示意图
5、实心铆钉自冲铆接:是把要连接的板料固定在凹模和压边圈之间,通过冲头向下运动将实心铆钉穿透上下层板料,并冲出小块金属,然后在下模的反作用力下,把部分下层板料材料压入环形沟槽,进而形成互锁机构。实心铆钉的自冲铆接时一种典型的局部塑性大变形过程,包括冲裁剪切和挤压两个工艺过程。优点:费用低、连接质量高。缺点:铆接噪声大,铆钉几何形状、压边力、铆钉和凹模(下模)的间隙对铆接质量有着较大的影响。
3 实心铆钉自冲铆接原理图
6、半空心铆钉自冲铆接:半空心铆钉被冲头压下时,铆钉穿透上层板料,在凹模与冲头的共同作用下铆钉尾部在下层金属中张开,在两板料间形成一个机械互锁机构。注意,半空心铆钉的自冲铆接工艺在铆接两层相同金属材料时,较厚的放在下层;铆接两层不同金属材料时,将塑性好的材料放在下层;铆接金属与非金属材料时,将金属材料放下层。优点:能够连接多层材料,不需要预钻孔,耐疲劳,对环境影响小,便于质量检查。跟实心铆钉自冲铆接相比,它无火花、无废料、低能耗、低噪声。缺点:模具制造精度要求高、铆钉和板料性能的匹配性。
图4  半空心铆钉的挤压成形CAD模型      5 半空心铆钉自冲铆接示意图