拉鉚螺母替代焊接絲座（螺母）的應(yīng)用分析

（山東彩橋駕駛室有限公司技術(shù)科,山東 濟(jì)寧 272000）

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在諸如工程機(jī)械駕駛室等薄板功能件上，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要利用緊固結(jié)構(gòu)加裝不同的功能模塊，來實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。螺紋緊固結(jié)構(gòu)以其簡單易用成為主要的緊固設(shè)計(jì)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(nèi)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(shí)現(xiàn)緊固結(jié)構(gòu)的同時(shí)減少了焊接及修磨的操作，能較好的提高生產(chǎn)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(lǐng)域，目前廣泛地使用在汽車、航空、鐵道、制冷、電梯、開關(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。

拉鉚螺母使用時(shí)需配用拉鉚工具，常見的有手動(dòng)拉鉚槍和氣動(dòng)拉鉚槍，其拉鉚動(dòng)作原理基本相同，在此不再贅述，使用時(shí)可根據(jù)批量大小及場地工況等進(jìn)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(shí)，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(dòng)鉚槍）或壓緊手柄（手動(dòng)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(diǎn)

絲座（螺母）焊接于薄板件時(shí)通常采用二保焊，以3mm厚度Q235鋼管為例，封閉的腔體內(nèi)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(dá)到強(qiáng)度要求，完成焊接后，為達(dá)到外觀要求，還需對(duì)焊縫進(jìn)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(yán)重的磨痕，仍需在涂裝過程中以膩?zhàn)舆M(jìn)行修復(fù)方能達(dá)到一般外觀面的外觀要求。

圖5

在實(shí)際操作中，整個(gè)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，以M8標(biāo)準(zhǔn)絲座的焊接為樣本，其焊接用時(shí)約為2min，修磨用時(shí)約為3.5min，打膩?zhàn)有迯?fù)用時(shí)約為5min，合計(jì)用時(shí)約為10.5min，對(duì)于批量生產(chǎn)作業(yè)，其效率非常低。

另外，在生產(chǎn)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(dòng)也有個(gè)例發(fā)生，對(duì)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(jié)構(gòu)提供了新的解決方案，為驗(yàn)證其應(yīng)用的可行性，首先利用板材廢料進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）試驗(yàn)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(yàn)內(nèi)容：拉鉚后的破壞擰緊力矩。

（3）測試工具：氣動(dòng)拉鉚槍 力矩扳手。

（4）試驗(yàn)步驟：1）在管材上等間距50mm鉆出直徑11mm的圓孔，數(shù)量20個(gè)；2）采用氣動(dòng)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(shí)力矩峰值；4）對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并與標(biāo)準(zhǔn)螺紋擰緊力矩進(jìn)行比對(duì)得出結(jié)論。

（5）試驗(yàn)記錄。

力矩扳手

光孔試樣

拉鉚后試樣

力矩測試

（6）試驗(yàn)數(shù)據(jù)（見表1）。

（7）試驗(yàn)結(jié)論。

經(jīng)過上述的試驗(yàn)及結(jié)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(shí)不會(huì)出現(xiàn)緊固失效的問題，可以替代焊接絲座實(shí)現(xiàn)螺紋緊固效果。

4 結(jié)語

通過在實(shí)際應(yīng)用中的工時(shí)測定，同樣以M8平頭拉鉚螺母為樣本，其操作用時(shí)僅1min。相比焊接絲座繁雜的工序和10.5min的工時(shí)，拉鉚螺母的效率優(yōu)勢(shì)是很明顯的，可以在外觀要求較高的腔體結(jié)構(gòu)及其他無法在背面焊接螺母的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行應(yīng)用，以提高生產(chǎn)效率，改善外觀質(zhì)量。

[1]陳民.薄板連接新工藝——拉鉚螺母[J].電磁兼容與結(jié)構(gòu)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(shù)論壇論文集[C].2010.

拉鉚螺母替代焊接絲座（螺母）的應(yīng)用分析

鄭宏祥

表1