拉铆螺母替代焊接丝座（螺母）的应用分析

2014-05-09 06:34山东彩桥驾驶室有限公司技术科山东济宁272000

山东工业技术 2014年21期

（山东彩桥驾驶室有限公司技术科,山东济宁 272000）

在诸如工程机械驾驶室等薄板功能件上，设计人员经常需要利用紧固结构加装不同的功能模块，来实现功能的多样性。螺纹紧固结构以其简单易用成为主要的紧固设计方案，而薄板件因所用板材自身厚度多在2-3mm，无法满足攻内螺纹的厚度要求，所以焊接丝座（螺母）成为常用手段。拉铆螺母的出现为此类问题提供了另外的可行方案，在实现紧固结构的同时减少了焊接及修磨的操作，能较好的提高生产效率。

拉铆螺母；薄板；焊接

1 拉铆螺母介绍

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。

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，在此不再赘述，使用时可根据批量大小及场地工况等进行适配选择。拉铆螺母铆接的基本原理如下图所示：

图1

图2

图3

图4

图1：安装时，将拉铆螺母旋紧在铆枪的前端螺柱上。

图2：将拉铆螺母紧紧的卡入钻好的孔中。

图3：将铆枪主轴回轴（气动铆枪）或压紧手柄（手动铆枪）使工件铆接牢固。

图4：卸下铆枪，完成铆接

2 焊接丝座（螺母）的缺点

丝座（螺母）焊接于薄板件时通常采用二保焊，以3mm厚度Q235钢管为例，封闭的腔体内无法凸焊螺母，需在管壁上开出与丝座等径圆孔，将丝座放入后将坡口焊满达到强度要求，完成焊接后，为达到外观要求，还需对焊缝进行修磨。如图五所示，即为焊后磨平的效果，表面常出现凹凸不平和严重的磨痕，仍需在涂装过程中以腻子进行修复方能达到一般外观面的外观要求。

图5

在实际操作中，整个过程费时费力，以M8标准丝座的焊接为样本，其焊接用时约为2min，修磨用时约为3.5min，打腻子修复用时约为5min，合计用时约为10.5min，对于批量生产作业，其效率非常低。

另外，在生产过程中，因丝座坡口过小和焊缝修磨量过大造成的丝座开焊晃动也有个例发生，对后续的装配作业造成较大的困扰，其返修的工作更加繁琐。

3 拉铆螺母替代焊接丝座的尝试

拉铆螺母为薄板增加紧固结构提供了新的解决方案，为验证其应用的可行性，首先利用板材废料进行试验。

（1）试验样本：3mm厚Q235管材废料，拉铆螺母采用M8平头压花拉铆螺母（C型，适用厚度1.6-4.5mm）。

（2）试验内容：拉铆后的破坏拧紧力矩。

（3）测试工具：气动拉铆枪力矩扳手。

（4）试验步骤：1）在管材上等间距50mm钻出直径11mm的圆孔，数量20个；2）采用气动拉铆枪将M8平头压花拉铆螺母依次放入圆孔，紧固在管材壁上；3）使用力矩扳手将M8*20的螺栓拧入螺纹，并继续施加拧紧力，直至拉铆螺母失效，记录瞬时力矩峰值；4）对测试数据进行分析，并与标准螺纹拧紧力矩进行比对得出结论。

（5）试验记录。