无铆钉压铆机(「设计开发专栏」铆钉的工艺和产品知识介绍)

Posted 2023-05-28

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无铆钉压铆机(「设计开发专栏」铆钉的工艺和产品知识介绍)

铆钉是用于连接两个带通孔，一端有帽的零件(或构件)的钉形物件。

在铆接中，利用自身形变或过盈连接被铆接的零件。

铆接是使用比预制孔直径稍小的金属圆柱或金属管，穿过需要铆合的工件，并对铆钉两端敲击或加压、使金属柱变形增粗同时在两端形成铆钉头，使工件不能从铆钉上脱出。

冲压铆接和旋转铆接一般需要双面操作。

抽芯铆钉使单面操作成为更简单易行的工艺，抽芯铆钉工作原理是通过借助拉铆枪，用一个由里向外的力来拉动芯头而实现的。

今天，螺丝君介绍铆接工艺概念，铆钉的发展历史、类型、适用场景、选用策略的有关知识。

铆接工艺概念和工艺特点

铆接，有拉铆、冲铆、旋铆等。铆接主要特点是：速度快、防松、不易拆卸。

1. 拉铆是利用手工或压缩空气作为动力，通过专用工具使特殊的铆钉变形，将铆接件铆合的一种铆接方法，属于冷铆的一种。

拉铆用到的主要材料和工具是抽芯铆钉和风动（或手动）拉铆枪。

拉铆特点是不需要顶钉操作，对于反面无法顶钉和结构复杂的构件是很方便的，但，因铆钉为铝质，所以，仅用于轻载的场合。

2. 冲铆也称作压铆工艺，通过铆钉或零件受力后发生塑性变形从而把零件

链接起来。

无论是铆钉变形还是材料变形，压铆过程都是冷镦过程。

冲铆过程受力迅速，铆接效率较高。铆接点上连接材料相互镶嵌的，底部既无棱边也无毛刺，避免了应力集中，可承受很高的动载荷。

且连接过程无热输入，连接点处的材料表面镀层也不会被破坏，同时避免了焊接飞溅及焊接变形，可实现多层材料、不同板厚、不同材质的连接。

冲铆示意图

3. 旋铆就是利用铆杆对铆钉局部加压，并绕中心连续摆动直到铆钉成形的铆接方法。按照这种铆接法的冷碾轨迹，可将其分为摆碾铆接法及径向铆接法。

摆碾铆接法较易理解，该铆头仅沿着圆周方向摆动碾压。而径向铆接法较为复杂，它的铆头运动轨迹是梅花状的，铆头每次都通过铆钉中心点，即铆头不仅在圆周方向有运动，而且沿径向也在摆动碾压。

就两种铆接法比较而言，径向铆接面所铆零件的质量较好，效率略高，并且铆接更为稳定，铆件无须夹持，即使铆钉中心相对主轴中心略有偏移也能顺利完成铆接工作。

而摆碾铆接机必须将工件准确定位，最好夹持铆件。

然而,径向铆接机因结构复杂，造价高，维修不方便，非特殊场合一般不采用。相反地，摆碾铆接机结构简单，成本低，维修方便，可靠性好，能够满足90％以上零件的铆接要求。

铆钉的发展历史

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铆钉的祖先。

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。

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，再用铆钉把各部分铆合在一起。

空心铆钉1916年，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，从此盲铆钉被广泛地应用于航天航空、办公室机器、电子产品的机械连接。

人们不清楚空心铆钉究竟何时被发明的，但使用空心铆钉的马具在公元9世纪或10世纪间就被发明出来了。

铆钉的类型和用途

1. 铆钉的种类繁多，形态多样，根据不同的分类标准，铆钉有不同的种类和名称：

第一，根据铆接工艺：抽芯铆钉、冲压铆钉和旋铆铆钉；

第二，根据钉体结构：实心铆钉、半空心铆钉、空心铆钉、管状铆钉；

第三，根据旋铆铆钉的头部形状：圆头、沉头、平锥头、半沉头、扁平头、扁圆头、120°沉头、大扁圆头、平头和无头；

第四，根据抽芯铆钉的铆钉头部和杆体特征：封闭式扁圆头型、封闭式沉头型、开口扁圆头型、开口沉头型、开口大帽沿型、封闭型大帽沿、环槽、沟槽型、单鼓型、双鼓型、双鼓大帽沿型、灯笼型，击心型等；

第五，根据材料：铜、铁、铝合金、碳钢、不锈钢

根据不同的特征，可以组合出几十种铆钉，比如：沉头半空心铝铆钉、封闭式扁圆头不锈钢/铁抽芯铆钉。

尺寸规格,看参考汽车标准手册和制造商的产品手册。

2. 冲压和旋转铆钉用于少数受严重冲击或振动载荷的金属结构、某些异性金属的连接以及铝合金等焊接性能不良的金属连接，也用于非金属和金属的连接。

实心铆钉--多用于受剪切力大的金属连接处；
空心铆钉--用于受剪切力不大的连接处，常用于连接塑料、皮革、木料、帆布等；
半空心铆钉--多用于金属薄板与其它非金属材料零件，可承受与实心铆钉一样的剪切力；
圆头铆钉--应用最普遍，多作强固接缝和强密接缝用；
沉头铆钉--用于零件表面需平滑的地方；
半沉头铆钉--用在零件表面需平滑、受载荷不大的地方；
平头铆钉--作强固接缝用；
扁圆头半空心铆钉、扁平头铆钉--用于金属薄板或连接塑料、皮革、木料、帆布等；

3. 抽芯铆钉应用广泛，适用于各种车辆、船舶、锅炉、印染、机械、电信器材及建筑等行业，使用方便、高效、牢固、抗振、能铆接复杂件和管件，并具有水密性和气密性。

沟槽型抽芯铆钉--盲面铆接紧固件。

铆钉表面带沟槽，在盲孔内膨胀后，沟槽嵌入被铆构件的孔壁内，起铆接作用，适用于硬质纤维、胶合板、玻璃纤维、塑料、石棉板、木块等非金属构件铆接。

双鼓型抽芯铆钉--铆接后称两个鼓形。具有对各种薄如纸的构件进行铆接不松动、不变形的特点，适用于各种铆接领域。

击芯铆钉--广泛应用于各种客车、航空、船舶、机械制造、电信器材、铁木家具等。

环槽铆钉--机械强度高，铆接牢固，最大特点是抗振性好。

铆钉选用的主要考虑因素

被连接件材料-金属还是非金属，材料的硬度和脆性等；
板厚--选择的铆钉确保板材厚度在其夹紧范围内；
连接强度 ¾确定铆钉的连接点所需要拉伸力、剪切力；
孔尺寸--制造商为铆螺母规定了配合孔尺寸，可以参考制造商的设计信息；
要考虑板材的涂覆厚度，避免进行涂覆后孔变小而不适合安装；
材料抗腐蚀能力--铆钉的材料类型和涂层的选择应基于所需的防腐蚀性能，尽量选择与连接件材料相同的铆钉，材料的不同可能导致电偶腐蚀的发生；
特殊要求，如平头，沉头，双鼓型，还是灯笼型；
水密、气密性要求--铆接部位的水密性和气密性要求。

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