拉铆螺母技术在薄板连接中的应用

李莉

摘 要：航空领域轻量化是未来的稳步发展的方向，箱体类零件未来向钣金结构转化也是必然趋势，那么对薄板连接能力、强度要求也会越来越高。通过对拉铆螺母的可行性研究，引入一种新的钣金连接方式，提高铆接效率、提高可操作性、减低投入成本。为设计薄板连接结构时提供一种可行性参考方案。

关键词：拉铆螺母;技术;拉铆枪;薄板连接

1 薄板连接技术的现状及不足

目前，在薄板上连接零部件时，传统工艺方式多采用焊接螺母、翻孔攻丝、压铆螺母等方式，由此带来焊接变形、工序繁琐、工装投入、螺纹长度有限（3mm以下），封闭结构无法使用且效率低等问题。

目前，固定支架、大支架类零件多数采用翻孔攻丝，KZQ-124上底板部件等采用压铆螺母，此类特征均采用传统钣金连接方式。

2 新型薄板连接技术—拉铆螺母技术介绍

研究引用一种新型、先进的薄板连接技术——拉铆螺母技术，代替传统工艺的旧方式，实现薄板与螺母之间快速、高紧固连接。拉铆螺母用于各种金属板材、管材等制造工业紧固领域，广泛使用在汽车、航空、铁道、制冷、电梯等机电等轻工产品的装配上。通过拉铆螺母技术的研究，提高铆接效率30%，降低铆接工装投入20%。

拉铆螺母又称铆螺母、拉帽、瞬间拉帽，用于各类金属板材、管材等制造工业的紧固领域，目前广泛地使用在汽车、航空、铁道、制冷、电梯、开关、仪器、家具、装饰等机电和轻工产品的装配上。为解决金属薄板、薄管焊接螺母易熔，攻内螺纹易滑牙等缺点而开发，它不需要攻内螺纹，不需要焊接螺母、铆接牢固效率高、使用方便。

3 拉铆螺母技术在薄板连接中的应用

3.1 拉铆螺母

（1）拉铆螺母是专门用于薄板（0.5-6mm）上的新型紧固件，该标准件内壁自带螺纹M3-M12，安装时将拉铆螺母从薄板孔中穿过，用专用的气动拉帽枪（代替模具）拉铆使螺母背部挤压变形从而将螺母与薄板固定，拉铆后无需攻丝。拉铆螺母价格约为0.3-1.8元/个，分有盲孔、通孔、沉头、平头不同种类。螺纹长度大于3mm，有效增加螺纹连接的抗拉强度。

（2）拉铆螺母分类：

1）按头部形状分：a.平头拉铆螺母（M3-M12，除M7，由于直径优选列表中M7属于第三序列，不建议选择）：铆接后其头部外漏于薄板。与沉头拉铆螺母相比紧固效果更好。GB/T17880.1-1999。b.沉头拉铆螺母（M3-M12，除M7，由于直径优选列表中M7属于第三序列，不建议选择）： 铆接于带有倒角的薄板内，安装后其头部与薄板面平行。GB/T17880.2-1999。c.小沉头铆螺母（M3-M12，除M7，由于直径优选列表中M7属于第三序列，不建议选择）。其头部的外径和厚度都比沉头铆螺母要小，如果钣金因本身比较薄，倒角做的小或者没有倒角的情况下，只有使用小沉头拉铆螺母才适用。GB/T17880.3-1999。d.120°小沉头拉铆螺母（M3-M12，除M7，由于直径优选列表中M7属于第三序列，不建议选择）：与小沉头拉铆螺母相比，专门适用于120°沉头螺钉。GB/T17880.4-1999。e.平头六角铆螺母：M6、M8、M10、M12。安装于六角底孔，因其外形六角，从而能够完全防止打滑，可以承受更大的扭力，经过测试，纵使螺纹损坏，六角帽螺母还是能牢固的铆接在薄板上，它的安装方式与普通的圆形拉铆螺母安装方式完全一样，知识在加工底孔的时候要冲成与之相适应的六角孔。GB/T17880.5-1999。

2）按照材料分：

碳钢：08F、ML10;

铝：5056、6061;

不锈钢、铜。

3）按杆部特征分：

a.带滚花：平头、沉头、小沉头、120°小沉头。防转、且比较适合较软材料;

b.不带滚花：平头、沉头、小沉头、120°小沉头、六角;

c.全六角;

d.半六角。

4）按表面处理分：

碳钢：镀锌;

铝：不进行表面处理。

5）按照孔特征分：

a.通孔：最常用的一种形式;

b.盲孔：有一定的防漏效果。

3.2 拉铆钉

拉铆钉，国标称为抽芯铆钉，又称哈克拉铆钉或哈克（HUCK）螺栓，是利用胡克定律原理，用拉铆钉专用设备将2个结合件夹紧后，将套入的环状套环（或称不带螺纹的螺帽）的金属挤压并充满到带有多条环状沟槽的栓柱的凹槽内，使套环与栓柱严密结合的一种紧固方式。

3.3 铆钉抢

（1）拉铆螺母使用时需配用拉铆工具，常见的有手动拉铆枪和气动拉铆枪，其拉铆动作原理基本相同，使用时可根据批量大小及场地工况等进行适配选择。在工程实际应用中，更多使用的是鉚钉枪（又称拉铆枪），由工人双手操作，先将铆钉枪拉开，再将铆钉塞入铆钉枪内，对准需铆固的部分（比如竖向轻钢龙骨与天地轻钢龙骨的连接部分），合起铆钉枪，即可达到铆固的效果。

（2）拉铆螺母枪分类。1）手动拉铆螺母枪：价格200元左右，需要更多规格时需要单独购置枪头，每个约10元。分为旋螺母型、拉杆型、半自动退杆型。2）气动拉铆螺母枪（自动正反转、自锁枪头）。采用气泵连接枪头伸缩芯轴来进行拉铆，每分钟能铆接15个。

3.4 拉铆螺母行程调整及计算

（1）行程调整范围一共4.5圈，分为7个行程，每个行程1mm。则4.5/7=065，则每个行程为0.65圈。

（2）行程=孔深-板厚-帽厚;

ep：M3平头拉铆螺母，铆接在t1板上;

孔深=4.5; 板厚=1; 帽厚=0.8;

行程=4.5-1-0.8=2.7≈2;

行程凑小，不凑大（行程大了易铆歪斜或者拉坏拉铆螺母、拉断螺杆）;

行程=需要变形量=2mm=2个行程=2×0.65=1.3圈。

（3）将行程调节到最前面，感觉转动有阻力时，通气试转动发现“只退不拉”（只铆钉反转退出、不拉变形），则为行程的起始点，从该位置旋转1.3圈，进行行程调节。

注：当拉铆卡住时，可以将行程调至最前面，“只退不拉”的位置，在按动开关，可以将螺母退出。