抽芯鉚釘,,也可稱作盲鉚釘,是一種適用于單面鉚接的鉚釘,其可靠性高,、連接強(qiáng)度大,、壽命長(zhǎng),、操作使用方便,,可用于鋁合金,、結(jié)構(gòu)鋼和復(fù)合材料的連接,,常在飛機(jī)不開敞部位的鉚接及維修中使用,。
抽芯鉚釘由釘桿、釘套,、鎖圈和頂片四個(gè)部分組成,,如圖 1 所示。其中,,釘桿具有鋸齒狀頭部,、斷頸槽和剪斷環(huán);釘套在末端抽鉚成形時(shí),頭部有一微小內(nèi)腔,,鎖圈變形后進(jìn)入并充滿該內(nèi)腔,;
鎖圈作用是裝配在斷頸槽部位,鉚接后在釘頭中心可以看見,,其作用是抽鉚時(shí)變形,,鎖住釘桿和釘套;頂片是為鉚槍工作時(shí)提供抽鉚受力的基準(zhǔn)面,。
圖1 抽芯鉚釘結(jié)構(gòu)示意圖
在國(guó)外,,美國(guó)是最早生產(chǎn)和使用抽芯鉚釘?shù)膰?guó)家,目前最常用的有 Cherry 公司的 CherryMax,、Cher-ryMax‘AB’型,、CherryLock型,以及 Alcoa 公司的 Huck-Clinch型,、HuckMax型等產(chǎn)品,。
國(guó)內(nèi)在二十一世紀(jì)初,也成功研制了國(guó)產(chǎn)抽芯鉚釘,,并編制了對(duì)應(yīng)的航標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),,并在某型飛機(jī)上使用了多種規(guī)格數(shù)千件的抽芯鉚釘。
抽芯鉚釘可以在很多不開敞和封閉的結(jié)構(gòu)中,, 替代實(shí)心鉚釘或螺栓等緊固件,,保證結(jié)構(gòu)的力學(xué)傳遞效果和安全可靠性。
抽芯鉚釘?shù)陌惭b及成形過程如圖
抽芯鉚釘?shù)陌惭b及成形過程如圖 2 所示,。
拉動(dòng)釘桿,,釘桿與釘套之間產(chǎn)生相對(duì)位移,。由于釘套被固定,釘桿上的剪斷環(huán)擠壓釘套鉆入釘套內(nèi)孔,,形成盲端鐓頭,,并使釘套膨脹,與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生夾緊力,;
拉頭繼續(xù)拉動(dòng)釘桿,,剪斷環(huán)從釘桿整體上被剪斷下來(lái),使釘桿及套在釘桿上的鎖圈能繼續(xù)穿過釘套移動(dòng),。當(dāng)鎖圈觸及到頂片后,鎖圈即被壓迫變形,,形成填充釘套端頭凹槽的“安全鎖”,;
抽芯鉚釘成形后的剖面圖如圖 3 所示。
抽芯鉚釘?shù)闹饕惭b特點(diǎn)是孔必須略大于釘桿的直徑,,以便釘桿的膨脹部分插入,。
孔松動(dòng)是抽芯鉚釘在裝配過程中普遍存在的問題,可以通過兩種方法改善:一是計(jì)算疊層厚度與夾層長(zhǎng)度,,使材料的疊層厚度正好落在抽芯鉚釘夾層長(zhǎng)度范圍的中間,;二是在安裝抽芯鉚釘前確定零件間的所有間隙都已消除。
抽芯鉚釘成形要求
抽芯鉚釘安裝完成后,,鎖圈必須與釘頭頂面保持齊平或者在頂面之下,,允許鎖圈毛刺高度最大 0.005″. 釘頭齊平度從釘頭頂面到斷頸槽平滑面測(cè)量所得,具體要求如表 1 所列及圖 4 所示,。
抽芯鉚釘?shù)倪x擇
抽芯鉚釘有 1/8″,、5/32″、3/16″和 1/4″等幾種直徑可供選擇,,在維修等特殊應(yīng)用時(shí)可以選擇直徑加大 1/64″的加大件,。為便于識(shí)別,正常件的頂片是金色的,,加大件的頂片是銀色的,。
抽芯鉚釘?shù)膴A持長(zhǎng)度是范圍值,最大夾持與最小夾持相差 1/16″,,零件尾號(hào)等于最大夾持的 16 倍,。如:零件尾號(hào)是“-04”,那么最大夾持等于 1/4″,,最小夾持等于 3/16″,,夾持范圍即是 3/16″~1/4″,如圖 5 所示,。
抽芯鉚釘有凸頭及埋頭兩種釘頭類型,,材料涉及鋁合金、合金鋼,、不銹鋼,、蒙乃爾合金及鎳合金等, 表面處理方式有鍍鎘或者鈍化,。為選擇適合夾持長(zhǎng)度的抽芯鉚釘,,可以使用專業(yè)量尺測(cè)量夾層厚度,如圖 6 所示。
抽芯鉚釘?shù)膽?yīng)用
抽芯鉚釘可安裝在飛機(jī)的水平安定面,、機(jī)翼以及發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等處,。另外雖然其是單面連接緊固件, 但也可以用于不必要單面安裝的地方,。在許多非結(jié)構(gòu)零件中,,如內(nèi)部裝置、地板,、除冰設(shè)備等,,并不一定需要實(shí)心鉚釘,使用抽芯鉚釘可以節(jié)省時(shí)間,、金錢,、 勞動(dòng)力和重量等。
抽芯鉚釘為抗剪型緊固件,,不可以在飛機(jī)如下區(qū)域中使用:
結(jié)束語(yǔ)
抽芯鉚釘?shù)奶攸c(diǎn)是可以改善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、簡(jiǎn)化工藝安裝、降低裝配噪音及生產(chǎn)成本等,,但國(guó)內(nèi)的抽芯鉚釘產(chǎn)品,,尤其是復(fù)材用抽芯鉚釘與國(guó)外產(chǎn)品還有差距,比如在種類,、加工制造和理論研究上尚待提高,。
在發(fā)展先進(jìn)飛機(jī)的過程中,還應(yīng)該加強(qiáng)抽芯鉚釘在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用上的研究及開發(fā),,使其形成一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系,,保證飛機(jī)先進(jìn)性及質(zhì)量水平。