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流钻自攻联接技能和抽芯铆接技能的联接强度比照

来历:铝加工 作者:王利,杨宇,李岩
发布于:2021-04-29 共3075字

铆工技师龙8精选范文第三篇:流钻自攻联接技能和抽芯铆接技能的联接强度比照

  摘要:介绍了流钻自攻联接与抽芯铆接联接工艺,并比照了M5螺钉流钻自攻联接、φ5 mm开口型抽芯铆钉、φ5 mm内锁拉丝型抽芯铆钉和φ6.4 mm内锁拉丝型抽芯铆钉的剪切强度。研讨成果表明,流钻自攻联接和内锁拉丝型抽芯铆接均具有联接强度高的特色,但内锁拉丝型抽芯铆接出产本钱较低,设备操作简略,而且φ6.4 mm内锁拉丝型抽芯铆钉剪切强度与M5流钻自攻联接强度挨近。

  关键词:流钻自攻联接; 开口型抽芯铆钉; 内锁拉丝型抽芯铆钉; 剪切强度;

  Abstract:The flow drill screw and the self-plugging rivet connection are introduced, and the M5 screw flow drill connection, φ5 mm open type self-plugging rivet, φ5 mm internal lock self-plugging rivet and φ 6.4 mm internal lock self-plugging rivet are compared.The research results show that the flow drill screw connection and internal lock self-plugging rivet have the characteristics of high joint strength, but the internal lock self-plugging rivet has lower production cost,the equipment operation is simple. The shear strength ofφ 6.4 mm internal lock self-plugging rivet is close to the M5 flow drill screw.

  Keyword:flow drill screw; open type self-plugging rivet; internal lock self-plugging rivet; shear strength;

铆工

  0前语

  跟着铝合金资料在车身中的广泛运用,联接办法也出现多样化。因为紧固联接具有热输入低、可拆卸和出产功率高级特色被广泛选用。可是关于板件与型材等管状关闭结构的联接,SPR、螺栓与螺母合作等联接办法一般很难完结联接操作,流钻自攻联接技能和抽芯铆接技能则可以很好处理此类问题[1].流钻自攻联接技能具有无需开设预制孔、出产功率高、适用于单面操作等长处,可是也有出产设备投入大、出产本钱高的下风;抽芯铆接具有本钱低、操作简洁和单面操作的特色。因而本文介绍了上述两种工艺,一起比照了流钻自攻联接、开口型抽芯铆钉和结构型抽芯铆钉联接的联接强度,为产品返修和工艺代替供给参阅。

  1 流钻自攻联接和抽芯铆接介绍

  1.1 流钻自攻联接

  流钻自攻联接是指特制螺钉在高速旋转的电机带动下使板料冲突生热产生塑性形变攻制螺纹一起拧紧螺钉的联接技能,单面操作即可完结联接,英文简称FDS (Flow drill screw)。因为设备最大下压力可达3 500 N以上,无法完结手持设备操作,因而一般需求与机器人合作运用;而且要求被联接件具有必定强度,确保联接进程中不会严峻变形,一起确保由薄到厚、由软到硬的板材搭接次序。别的,联接后螺钉的顶级部分会裸露在板材外,规划时需确保不会与其它结构产生干与,因而更适合于联接板材与空腔型材、板材与铸件的组合[2,3,4].流钻自攻联接工艺进程包括五个阶段:资料触摸(加热)→孔成型→攻螺纹→拧螺纹→拧至规则扭矩。铝合金资料可以联接总厚度约1.8~5 mm,过厚的资料可以经过开设预制孔完结联接,可以完结同种资料或异种资料联接。

  图1为流钻自攻联接钉头、头部成型要素及成型进程。流钻自攻联接接头成型首要包括以下几大要素[5]:(1)螺钉头部与板材缝隙:一般头部与板材严密贴合,各触摸点保持在同一水平面上;(2)螺纹成型:锥孔无裂纹,没有滑牙、错牙现象;(3)资料空隙:针对不同资料,不同运用要求确认资料之间缺口答应规模,一般在0.3 mm以下判定为合格;(4)螺纹锥孔形状:调查板材上下挤出部分与螺钉旋合处是否爆开。流钻自攻联接不光需求经过头部成型剖析联接质量,也需进行剪切功用和剥离功用等力学功用剖析。

  1.2 抽芯铆钉联接

  抽芯铆钉也叫盲铆钉或拉铆钉,一般由不锈钢、铝合金及碳钢制成,抽芯铆钉具有单面铆接、可完结不同资料间的混合联接、工艺简略、本钱低一级长处,一般手持铆钉枪即可完结铆接[6].现有的抽芯铆钉可分为一般开口抽芯铆钉、关闭型抽芯铆钉(防水铆钉)及结构型铆钉。其间一般开口抽芯铆钉、关闭型抽芯铆钉的分类依据为钉芯是否关闭于钉体,而结构型铆钉与这两种铆钉最大的差异除了具有很高的强度外,一个最典型的特征便是铆接结束后钉芯在钉体内的锁紧程度高,如图2所示。抽芯铆钉联接时需求对被联接资料开设规则标准的圆孔,但对联接资料品种、联接结构无特殊要求,不同厚度的资料挑选对应规范的铆钉即可完结操作,因而用处较为广泛。

  图1 流钻自攻联接钉头、头部成形要素及成形进程 

  铆接后的产品要求铆钉钉帽与工件外表无缝隙,铆钉墩头包裹均匀、成型杰出、无墩头开裂现象。力学功用可经过拉脱实验和剪切实验进行剖析。

  2 实验计划

  选取Flow Form M5×25 mm规范螺钉,选取的一般开口型抽芯铆钉为51级?5 mm铆钉,结构型抽芯铆钉为?5 mm内锁拉丝铆钉和?6.4 mm内锁拉丝铆钉。铆接资料为6005A-T6板材,规范为40 mm×100 mm×3 mm.因为铆接总厚度6 mm时流钻自攻联接成型不稳定,因而对上层板材开设预制孔,一起确保上基层板材抽芯铆钉孔精度共同,孔中心距板材边际标准为20 mm,最终运用抽芯铆钉枪及流钻自攻拧紧设备制备剪切功用接头。

  对流钻自攻联接试样进行低倍成形查验和剪切实验,对抽芯铆接试样进行微观调查和剪切实验。其间剪切实验运用电子全能实验机对各组试样拉伸直至损坏以记载载荷值及接头损坏方式,试样夹持区宽度为40 mm,装夹后的试样确保拉伸时螺钉或铆钉只受剪切力,加载速度为8 mm/min.

  3 成果剖析与评论

  3.1 低倍成形及微观剖析

  流钻自攻联接试样低倍描摹见图2.螺钉与板材严密贴合,上基层板材无显着缝隙,螺钉自攻螺纹无滑牙、错牙,满意产品规范和运用要求。抽芯铆接微观描摹见图3.抽芯铆钉与板材严密贴合,铆钉墩头包裹完结,成型杰出,无墩头开裂现象,自冲铆接和抽芯铆接均满意运用要求。

  图2 流钻自攻联接描摹   

  图3 抽芯铆接微观描摹 

  3.2 剪切功用

  对上述试样进行剪切强度检测,成果见表1.?5 mm开口型抽芯铆钉剪切载荷值最大可达6 860.73 N,?5 mm内锁拉丝型抽芯铆钉剪切载荷最大值可达6 401.60 N,均低于流钻自攻联接接头,而?6.4 mm内锁拉丝型抽芯铆钉剪切载荷最大值与流钻自攻联接接头剪切载荷挨近,最大值可达9 140.10 N.

  剪切失效图片如图4所示。依据剪切失效方式剖析,?5 mm拉丝铆钉试样的剪切载荷尽管与51级开口型抽芯铆钉挨近,但拉丝铆钉未被剪切开裂,均是板材变形使铆钉遭到剪切力与拉脱力归纳效果导致铆钉从资料掉落所造成的,因而拉丝铆钉抗剪功用优于51级开口型抽芯铆钉;联接铝合金板材时,?6.4 mm拉丝铆钉与流钻自攻联接试样抗剪功用相挨近,二者失效方式均是铆钉或螺钉从资料掉落,首要原因是铆钉和螺钉强度高于板材强度,拉伸时板材变形使铆钉或螺钉遭到剪切力与拉脱力归纳效果所造成的。

  表1 剪切强度成果

  图4 剪切失效图片

  4定论

  (1)流钻自攻联接一般可不开预制孔,而且联接强度高,可是需求与机器人合作运用,因而出产本钱较高;抽芯铆接具有出产本钱低和手持设备操作简略等长处。

  (2)?6.4 mm内锁拉丝型抽芯铆钉剪切强度与M5流钻自攻联接剪切强度挨近。

  参阅文献

  [1]陈玉胜。铝合金车身及联接技能[J].轿车工艺师,2018(3):49-53

  [2]高海东,高建超。轻量化车身联接关键技能运用及开展[J].轿车工艺师,2017(6):24-28

  [3]王晓峰。FDS流钻设备掉钉与花杆问题的剖析及优化[J].设备办理与修理,2019(11):138-140

  [4]张林阳。全铝及钢-铝混合车身轻量化联接技能[J].轿车工艺与资料,2018(7):1-8+14

  [5]林巨广,何松健,申仲达,等。热熔自攻丝工艺参数对板件联接质量的影响[J].机床与液压,2018, 46(19):15-18

  [6]夏新鑫。抽芯铆钉的结构原理及运用介绍[J].配备制造技能,2017(11):145-146+155

作者单位:辽宁忠旺集团有限公司
原文出处:王利,杨宇,李岩,郝玉喜,刘佳欣.流钻自攻联接与抽芯铆接比照剖析[J].铝加工,2020(06):62-64.
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