拉鉚螺母技術在薄板連接中的應用

李莉

摘 要：航空領域輕量化是未來的穩步發展的方向，箱體類零件未來向鈑金結構轉化也是必然趨勢，那么對薄板連接能力、強度要求也會越來越高。通過對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。為設計薄板連接結構時提供一種可行性參考方案。

關鍵詞：拉鉚螺母;技術;拉鉚槍;薄板連接

1 薄板連接技術的現狀及不足

目前，在薄板上連接零部件時，傳統工藝方式多采用焊接螺母、翻孔攻絲、壓鉚螺母等方式，由此帶來焊接變形、工序繁瑣、工裝投入、螺紋長度有限（3mm以下），封閉結構無法使用且效率低等問題。

目前，固定支架、大支架類零件多數采用翻孔攻絲，KZQ-124上底板部件等采用壓鉚螺母，此類特征均采用傳統鈑金連接方式。

2 新型薄板連接技術—拉鉚螺母技術介紹

研究引用一種新型、先進的薄板連接技術——拉鉚螺母技術，代替傳統工藝的舊方式，實現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、管材等制造工業緊固領域，廣泛使用在汽車、航空、鐵道、制冷、電梯等機電等輕工產品的裝配上。通過拉鉚螺母技術的研究，提高鉚接效率30%，降低鉚接工裝投入20%。

拉鉚螺母又稱鉚螺母、拉帽、瞬間拉帽，用于各類金屬板材、管材等制造工業的緊固領域，目前廣泛地使用在汽車、航空、鐵道、制冷、電梯、開關、儀器、家具、裝飾等機電和輕工產品的裝配上。為解決金屬薄板、薄管焊接螺母易熔，攻內螺紋易滑牙等缺點而開發，它不需要攻內螺紋，不需要焊接螺母、鉚接牢固效率高、使用方便。

3 拉鉚螺母技術在薄板連接中的應用

3.1 拉鉚螺母

（1）拉鉚螺母是專門用于薄板（0.5-6mm）上的新型緊固件，該標準件內壁自帶螺紋M3-M12，安裝時將拉鉚螺母從薄板孔中穿過，用專用的氣動拉帽槍（代替模具）拉鉚使螺母背部擠壓變形從而將螺母與薄板固定，拉鉚后無需攻絲。拉鉚螺母價格約為0.3-1.8元/個，分有盲孔、通孔、沉頭、平頭不同種類。螺紋長度大于3mm，有效增加螺紋連接的抗拉強度。

（2）拉鉚螺母分類：

1）按頭部形狀分：a.平頭拉鉚螺母（M3-M12，除M7，由于直徑優選列表中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，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，專門適用于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，經過測試，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，知識在加工底孔的時候要沖成與之相適應的六角孔。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、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，國標稱為抽芯鉚釘，又稱哈克拉鉚釘或哈克（HUCK）螺栓，是利用胡克定律原理，用拉鉚釘專用設備將2個結合件夾緊后，將套入的環狀套環（或稱不帶螺紋的螺帽）的金屬擠壓并充滿到帶有多條環狀溝槽的栓柱的凹槽內，使套環與栓柱嚴密結合的一種緊固方式。

3.3 鉚釘搶

（1）拉鉚螺母使用時需配用拉鉚工具，常見的有手動拉鉚槍和氣動拉鉚槍，其拉鉚動作原理基本相同，使用時可根據批量大小及場地工況等進行適配選擇。在工程實際應用中，更多使用的是鉚釘槍（又稱拉鉚槍），由工人雙手操作，先將鉚釘槍拉開，再將鉚釘塞入鉚釘槍內，對準需鉚固的部分（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，即可達到鉚固的效果。

（2）拉鉚螺母槍分類。1）手動拉鉚螺母槍：價格200元左右，需要更多規格時需要單獨購置槍頭，每個約10元。分為旋螺母型、拉桿型、半自動退桿型。2）氣動拉鉚螺母槍（自動正反轉、自鎖槍頭）。采用氣泵連接槍頭伸縮芯軸來進行拉鉚，每分鐘能鉚接15個。

3.4 拉鉚螺母行程調整及計算

（1）行程調整范圍一共4.5圈，分為7個行程，每個行程1mm。則4.5/7=065，則每個行程為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個行程=2×0.65=1.3圈。

（3）將行程調節到最前面，感覺轉動有阻力時，通氣試轉動發現“只退不拉”（只鉚釘反轉退出、不拉變形），則為行程的起始點，從該位置旋轉1.3圈，進行行程調節。

注：當拉鉚卡住時，可以將行程調至最前面，“只退不拉”的位置，在按動開關，可以將螺母退出。