1抽芯鉚釘?shù)脑O(shè)計
國產(chǎn)抽芯鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計與國外某抽芯鉚釘相 近，在釘桿的剪切環(huán)處有所不同;通過材料牌號對照選 用了國產(chǎn)的材料，性能也有所不同。課題組利用等強(qiáng)度 設(shè)計和試驗分析相結(jié)合的方法，進(jìn)行了抽芯鉚釘?shù)脑O(shè)
計。
1.1抽芯鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和材料
機(jī)械鎖緊鼓包型抽芯鉚釘由釘桿、釘套、鎖圈、頂 片4部分組成，如圖1所示。鉚釘?shù)牟牧线x用見表1。
1.2鉚接成形原理
抽芯鉚釘鉚接成形過程如下：
圖1機(jī)械鎖緊鼓包型抽芯鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖
表1鉚釘?shù)牟牧线x用
鉚釘 鉚釘部 位
種類 釘桿 釘套 鎖圈 頂片
孔，形成盲端鼓包鐓頭(見圖2(b))。
(3)剪切環(huán)從芯桿上被剪切下來，當(dāng)鎖圈觸到頂片 后，鎖圈被壓迫變形，填充釘套端頭凹槽(見圖2(c))。
(4)芯桿和釘套被鎖在一起，芯桿在斷頸槽處被拉 斷,形成可靠連接(見圖2(d))。
1.3主要尺寸的設(shè)計計算
(1)由抗拉載荷計算釘桿與釘套直徑。
由圖3可知，做抗拉強(qiáng)度試驗時，鉚釘?shù)奈ｋU截面 有4』、〔3個。分別進(jìn)行強(qiáng)度計算，當(dāng)本=1.96?9?13.1mm 時，3個截面的破壞載荷都大于1980N ,62.82mm為最 佳值。經(jīng)試驗驗證，最終取土=2.7mm。
(4)斷頸槽直徑的計算。
因斷頸槽直徑應(yīng)小于釘桿上其他凹槽直徑，其他 凹槽直徑分別為2.5mm、2.4mm、2.1mm，斷頸槽直徑初 定為1.9mm，可計算出拉斷力為3 077.1N。經(jīng)計算可知， 當(dāng)鉚槍抽拉釘桿時,釘套先進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，然后釘 桿上的剪切環(huán)被剪斷，最后釘桿從斷頸槽處被拉斷，符 合預(yù)期的要求。經(jīng)試驗確定斷頸槽直徑為USJasrmn。
(5)確定鎖圈的材料和尺寸。
經(jīng)反復(fù)試驗，選用GH2132高溫合金為鎖圈材料。鎖 圈的長度尺寸由釘套頭部的凹槽體積計算得出,其他尺 寸由釘套及釘桿的結(jié)構(gòu)決定。最終計算結(jié)果如圖5所示。
圖3抗拉強(qiáng)度試驗時鉚釘?shù)奈ｋU截面
(2)校核抗剪載荷。
抗剪載荷要求大于3 735N。由計算可知，當(dāng)<= 2.7mm時,抗剪載荷為3 735N，可滿足要求。
(3)剪切環(huán)厚度及直徑計算。
經(jīng)過反復(fù)試驗，為了適時剪斷剪切環(huán)形成完整的 剛性環(huán)體，必須利用應(yīng)力集中原理，制出剪切斷裂應(yīng)力 集中點，故確定了如圖4所示的結(jié)構(gòu)。以為未知數(shù)， 計算釘套進(jìn)人塑性狀態(tài)時所受的剪切力、剪切環(huán)剪斷 力、斷頸槽拉斷力，便可得出：當(dāng)0.2mm
圖4剪切環(huán)結(jié)構(gòu)及受力狀況 Fig.4 Structure of shearing ring and stress
94航空制造技術(shù)*2006年第3期
圖5鎖圈結(jié)構(gòu) Fig.5 Collet structure
由于抽芯鉚釘各部分之間要求有很強(qiáng)的協(xié)調(diào)關(guān) 系，加之彈塑性變形難以計算，只能給出選擇范圍，存 在一定的誤差。設(shè)計方案在反復(fù)的試制和試驗過程中 不斷進(jìn)行修正。
2抽芯鉚釘?shù)募庸すに?/div>
2.1工藝難點
抽芯鉚釘制造的工藝難點是:釘桿長徑比大，公差 要求高，釘桿斷頸槽、剪切環(huán)和細(xì)小的鎖圈加工困難， 零件硬度匹配嚴(yán)格,熱處理范圍小，檢測困難。
2.2熱加工工藝
組成抽芯鉚釘?shù)尼敆U、釘套、鎖圈、頂片都必須經(jīng) 過熱處理，釘桿、釘套、鎖圈三者之間存在強(qiáng)度、硬度匹 配的問題，匹配合理，才能鉚接成形。例如:釘桿如果太 硬，鉚接試驗時就會拉過頭或剪切環(huán)剪不斷；如果太 軟，釘套就不能變形脹大,或者斷頸槽處斷裂不平有凸 起。釘套如果太硬，鉚接后不能變形或脹大尺寸不符合 要求。鎖圈的硬度太高，鎖圈的變形不好，鎖緊力不夠， 影響到釘桿頂出力、板夾緊力、振動試驗數(shù)據(jù)達(dá)不到要 求。經(jīng)過多次試驗和分析,最終定出了切實可行的工藝。
