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01
行程調(diào)整拉鉚工藝
目前,滾花圓鉚螺母廣泛應(yīng)用于鋁合金車身,預(yù)制底孔上安裝行程調(diào)節(jié)氣動拉鉚槍,為后續(xù)裝配提供螺紋。
安裝時,根據(jù)鉚釘螺母的規(guī)格和待安裝位置的板厚,在鉚釘槍上設(shè)置適當(dāng)?shù)膲嚎s行程S(即鉚接槍芯軸的行程),將鉚接螺母擰入芯軸,插入安裝孔,扣動扳機芯軸的收縮將擠壓鉚接螺母的薄壁變形區(qū)域,使其塑性變形并向外凸起。將工件夾在凸起和螺母之間,完成鉚接。
鉚接螺母的安裝主要通過調(diào)整鉚接槍芯軸的行程來實現(xiàn),因此被稱為行程調(diào)整鉚接工藝。
鋁合金車身上常用的一種型號M6滾花圓鉚螺母的參數(shù)(見表1)適用于板厚3~4.5mm工件。如果將其拉鉚至板厚4mm在工件上,所需的拉鉚行程S=6.3-e=6.3-4=2.3mm。
表1M6x21.4圓鉚螺母參數(shù)
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對于鋁合金車身使用的擠壓鋁型材,由于擠壓工藝、模具制造精度和模具長期使用磨損,實際板厚可能不等于理論板厚,甚至不同批次的鋁型材板厚也不同。
實際板厚低于理論厚度時,按理論板厚計算S鉚接值不能壓縮鉚接螺母的所有變形區(qū)域。在后期應(yīng)用中,在螺栓預(yù)緊力的作用下,經(jīng)過長期振動和沖擊載荷的鉚接螺母會沿軸向進(jìn)一步壓縮,導(dǎo)致螺栓預(yù)緊力下降,扭矩下降,甚至松動,影響產(chǎn)品的可靠性。
為了避免這種風(fēng)險,有必要在安裝前準(zhǔn)確測量每個鉚接螺母位置的工件板厚度,并計算鉚接行程S,確保最終的拉鉚質(zhì)量。
仍以在4mm板上拉鉚M6以圓鉚螺母為例,如測量工件實際板厚為例3.5mm,實際拉鉚行程應(yīng)設(shè)定為S=6.3-3.5=2.8mm。
02
拉力控制拉鉚工藝
鉚接螺母的拉鉚是另一種不同于調(diào)整壓縮行程來完成拉鉚的方式。
該安裝過程是通過給鉚接螺母足夠的軸向拉力,在軸向載荷的作用下,鉚接螺母薄壁變形區(qū)域?qū)⒀杆賹崿F(xiàn)完全塑性變形,避免因行程與板厚不完全匹配而導(dǎo)致安裝鉚接螺母的部分變形能力。
為了實現(xiàn)上述目的,載荷需要滿足兩個條件:鉚接螺母變形區(qū)可以完全塑性變形,不超過鉚接螺母螺紋的載荷能力。通過試驗,可以獲得不同規(guī)格鉚接螺母完全塑性變形所需的軸向載荷。
拉力機上某個品牌的規(guī)格M8、M10拉鉚螺母與不同板厚鋁試板結(jié)合時,拉力傳感器記錄的軸向載荷和變形曲線圖(見圖)1~圖4)。
從載荷變形曲線可以看出,鉚接螺母的軸向載荷達(dá)到一定值后,曲線上出現(xiàn)了明顯的塑性變形和彈性變形拐點,即鉚接螺母的力值-彈性轉(zhuǎn)換所需的臨界載荷。
通過載荷·發(fā)現(xiàn)變形曲線,M8/M10當(dāng)兩種鉚釘螺母與不同板厚試板結(jié)合時,塑料-兩種鉚螺母的額定負(fù)載能力(見表2)在彈性轉(zhuǎn)化過程中具有不同的臨界載荷。
鉚螺母塑-臨界載荷的彈性轉(zhuǎn)化
對于相同規(guī)格的鉚接螺母,夾板厚度越厚,塑性變形區(qū)域越小,所需的彈性-塑轉(zhuǎn)變的臨界載荷也就越大。
對于某一型號的鉚接螺母,選擇適用于類似試驗的最大板厚,以獲得其彈性-塑料轉(zhuǎn)換的臨界載荷也適用于其他板厚產(chǎn)品的拉鉚。
該載荷可定義為鉚接螺母的標(biāo)稱鉚接載荷。在鉚接過程中,只需根據(jù)鉚接螺母型號在拉力控制鉚接工具上設(shè)置鉚接載荷,即可在不同板厚上鉚接鉚接螺母,無需擔(dān)心板厚的影響。
03
建 議
拉鉚螺母安裝在鋁合金車身上,行程調(diào)整拉鉚工藝快捷方便,但受板厚影響較大,存在拉鉚不到位導(dǎo)致鉚螺母預(yù)緊力和扭矩下降的風(fēng)險,從而影響產(chǎn)品可靠性。為了規(guī)避這種風(fēng)險,安裝前需要準(zhǔn)確測量每個工件的板厚,比較繁瑣費力,尤其是空間有限的結(jié)構(gòu)。
拉伸控制安裝工藝通過試驗獲得各類鉚接螺母的標(biāo)稱鉚接載荷。在鉚接過程中,只需根據(jù)鉚接螺母型號在鉚接工具上設(shè)置載荷,即可連續(xù)鉚接不同厚度的產(chǎn)品。
與行程調(diào)解鉚接工藝相比,這種安裝方法從根本上避免了板厚對鉚接工藝的影響,可以有效保證鉚接螺母最終極其苛刻的高速鋁合金車身制造領(lǐng)域,值得推廣。
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