CN106050845A - 用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，旨在提供一种结构简单，可靠性高，能够减少薄板开孔数量，可适用于不同薄板材料的连接的方法。本发明通过下述技术方案予以实现：连接上、下两块薄板的沉头铆装衬套下端为圆筒形结构，上端部为倒置圆台形；上、下端结构壁厚相同；固定薄板的连接孔和对外安装孔合并，上、下薄板的接触面涂胶粘接固定，厚板上加工通孔及双面沉孔，上薄板上表面沉孔与衬套上端圆台外形匹配，下薄板下表面加工90°沉孔；沉头铆装衬套上端安装在上薄板的沉孔内，衬套下端采用铆装工具扩铆下薄板的90°沉孔；沉头螺钉穿过沉头铆装衬套内部的通孔，将铆接后的装配部件固定到安装平台上，上、下薄板连接为装配部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，特别适用于连接不同材料的薄板
背景技术
复合材料目前在飞机上已经大量使用，比如某型由两块薄板组成形天线罩，一部分是天线罩的透波基板，透波基板由复合材料纤维通过模具敷制成；另一部分是天线罩的安装基板，由金属铣加工成型。两部分连接在一起后成为装配部件。由于复合材料沿厚度方向为层状结构，具有层间剪切强度低、抗冲击能力差、抗拉脱强度低等弱点，因而使得选择合理的紧固件和采用相配套的连接技术成为其机械连接的关键。
传统的薄板连接方案主要有：粘接、螺接、焊接和铆接。粘接是在两块薄板的接触面涂胶进行连接，但这种方案耐受恶劣环境条件有所不足，特别是在用于连接两块不同材料的薄板，由于不同材料的热膨胀系数不一致，在温度冲击试验下，可能会造成粘接层失效开裂的情况。由于薄板攻内螺纹易滑牙，螺接一般是将螺钉穿过薄板独立的连接孔，另外一侧安装螺母固定，但这种方案的螺母会高出薄板，影响装配部件对外安装。焊接只适用于两块同种金属材料薄板的连接，具有很大的局限性。为解决上述缺点，现有技术通常采用铆钉铆装，常规铆接是在两块薄板上加工独立的铆钉孔，将铆钉铆装在孔内。铆钉在铆紧时，不可避免地总是要产生变形的。因此，铆钉中必然会产生内应力，对连接的强度肯定是不利的；而且复合材料薄板不合适采用材料硬度过高的铆钉连接，高硬度铆钉在铆装时需要很大的冲击力，易造成复合材料层间开裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，可靠性高，能够减少薄板的开孔数量，耐环境适应性更高、可适用于不同材料的连接的沉头铆装衬套连接两块薄板的方法。
本发明的技术方案如下：一种用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，具有如下技术特征：连接上、下两块薄板沉头铆装衬套下端为圆筒形结构，上端外部为倒置的圆台形，内部为同轴的沉孔结构，同一中心轴的上端结构和下端结构壁厚相同；固定薄板的连接孔和对外安装孔合并，将上、下薄板的接触面涂胶粘接固定后，在粘接后形成的厚板上进行打通孔及双面沉孔加工，通孔直径与沉头铆装衬套下端圆筒外径匹配，上薄板上表面沉孔与衬套上端圆台外形匹配，下薄板下表面加工90°沉孔；沉头铆装衬套安装在厚板的加工孔内，沉 头铆装衬套上端安装在上薄板的沉孔内，下端采用铆装工具扩铆在下薄板的90°沉孔内；沉头螺钉穿过沉头铆装衬套内部的通孔，将铆接后的装配部件固定到安装平台上，从而将上、下薄板进行连接固定为装配部件。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果，
结构简单。本发明采用下端为圆筒形结构，上端外部倒置的圆台形，一体式整体机械加工结构的沉头铆装衬套，结构简单，适用材料范围广。
可靠性高。本发明将上、下薄板的接触面涂胶粘接固定后，在粘接后形成的厚板上进行打通孔及双面沉孔加工，通孔直径与沉头铆装衬套下端圆筒外径匹配，上薄板上表面沉孔与衬套上端圆台外形匹配，下薄板下表面加工90°沉孔，把沉头铆装衬套安装在厚板的加工孔内，上下薄板表面无突出物。与现有技术相比，本发明结构简单、性能优良、可靠性高，有效的解决了两种不同材料薄板的连接问题，在某机载共形天线罩中，经过了振动、高低温环境试验，证明了本发明的可靠性。
能够减少薄板的开孔数量。本发明沉头铆装衬套内部尺寸与平台采用沉头螺钉规格标准匹配；将固定薄板的连接孔和对外安装孔合并，减少了薄板的开孔数量。
耐环境适应性更高、可适用于不同材料的连接。本发明沉头铆装衬套安装在薄板的加工孔内，沉头铆装衬套上端安装在上薄板的沉孔内，衬套下端采用铆装工具扩铆在下薄板的90°沉孔内；沉头螺钉穿过沉头铆装衬套内部的通孔，将铆接后的装配部件固定到安装平台上。由于是扩铆，铆接冲击力小，不易造成复合材料开裂，可实现相同或不同厚度、相同或不同材料的两层或多层薄板间的连接，且连接点处无应力集中，耐环境适应性更高，还可提供对外安装沉孔。
附图说明
图1为按照本发明用沉头铆装衬套连接两块薄板的结构剖视图。
图2是图1沉头铆装衬套结构的剖视图。
图中：1上薄板、2下薄板、3沉头铆装衬套、4沉头螺钉、5-安装平台。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清楚明白，以下结合实施实例示意图对本发明进行进一步详细说明，应该理解，此处所描述的具体实施实例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。本说明书，包括任何附加权利要求、摘要和附图中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。
参阅图1、图2。根据本发明，用以连接上、下两块薄板沉头铆装衬套3，沉头铆装 衬套3下端为圆筒形结构，上端外部倒置的圆台形，内部为同轴的沉孔结构。沉头铆装衬套3为一体式整体机械加工结构。沉头铆装衬套3上端结构和下端结构为同一中心轴，上端结构和下端结构壁厚相同；固定薄板的连接孔和对外安装孔合并，将上薄板1和下薄板2的接触面涂胶粘接固定后，在粘接后形成的厚板上进行打通孔及双面沉孔加工，通孔直径与沉头铆装衬套3下端圆筒外径匹配，上薄板1上表面沉孔与衬套上端圆台外形匹配，下薄板2下表面加工90°沉孔。沉头铆装衬套3安装在厚板的加工孔内，沉头铆装衬套3上端安装在上薄板1的沉孔内，衬套下端采用铆装工具扩铆在下薄板2的90°沉孔内，从而将上下薄板进行连接固定为装配部件。沉头螺钉4穿过沉头铆装衬套内部的通孔，将铆接后的装配部件固定到安装平台5上。本实施实例中，上薄板1为非金属复合材料材料，下薄板2为铝板。
沉头铆装衬套3为机械加工制成的特定衬套。沉头螺钉4上端为沉头端，下端为螺纹端。沉头铆装衬套3的尺寸根据结构上沉头螺钉4的标准号和螺纹大小规格的尺寸要求而不同。沉头铆装衬套3上端内部的沉头结构与沉头螺钉4的沉头端匹配，沉头铆装衬套3下端圆筒内径比沉头螺钉4的螺纹端直径略大。本实施实例中，沉头螺钉4规格为HB7219M4，沉头铆装衬套3采用不锈钢材料，衬套上端内部为Φ8×100°沉孔与沉头螺钉匹配，衬套下端圆筒内径为Φ4.2mm，衬套壁厚0.35mm。
本发明的沉头铆装衬套3嵌入上薄板1的孔中，沉头螺钉4插入沉头铆装衬套3的内部的孔内，使沉头螺钉4的沉头端和沉头铆装衬套3的上端和上薄板1上表面处于同一面上，不会高出上薄板1的上表面。沉头螺钉4的螺纹端贯穿上薄板1和下薄板2，固定在安装平台5的螺纹孔内。
沉头铆装衬套3的高度由上薄板1和下薄板2的总厚度和下薄板2下表面的沉孔直径决定，确保沉头铆装衬套3的下端扩铆后不会衬套不会高出下薄板2下表面。本实施实例中，上薄板1厚度为2mm，下薄板2为厚度为2mm，下薄板2下表面沉孔为Φ8×90°，沉头铆装衬套3高度为4.1mm。
Claims (4)
1.一种用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，具有如下技术特征：用以连接上、下两块薄板沉头铆装衬套，沉头铆装衬套下端为圆筒形结构，上端外部倒置的圆台形，内部为同轴的沉孔结构；沉头铆装衬套上端结构和下端结构为同一中心轴，上端结构和下端结构壁厚相同；固定薄板的连接孔和对外安装孔合并，将上、下薄板的接触面涂胶粘接固定后，在粘接后形成的厚板上进行打通孔及双面沉孔加工，通孔直径与沉头铆装衬套下端圆筒外径匹配，上薄板上表面沉孔与衬套上端圆台外形匹配，下薄板下表面加工90°沉孔；沉头铆装衬套安装在厚板的加工孔内，沉头铆装衬套上端安装在上薄板的沉孔内，衬套下端采用铆装工具扩铆在下薄板的90°沉孔内；沉头螺钉穿过沉头铆装衬套内部的通孔，将铆接后的装配部件固定到安装平台上，从而将上、下薄板进行连接固定为装配部件。
2.如权利要求1所述的用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，其特征在于：沉头铆装衬套(3)上端内部的沉头结构与沉头螺钉(4)的沉头端匹配，沉头铆装衬套(3)下端圆筒内径比沉头螺钉(4)的螺纹端直径略大。
3.如权利要求1所述的用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，其特征在于：沉头铆装衬套(3)嵌入上薄板(1)的孔中，沉头螺钉(4)插入沉头铆装衬套(3)的内部的孔内，使沉头螺钉(4)的沉头端和沉头铆装衬套(3)的上端和上薄板(1)上表面处于同一面上，不高出上薄板(1)的上表面；沉头螺钉(4)的螺纹端贯穿上薄板(1)和下薄板(2)，固定在安装平台(5)的螺纹孔内。
4.如权利要求1所述的用沉头铆装衬套连接两块薄板的方法，其特征在于：沉头铆装衬套(3)的高度由上薄板(1)和下薄板(2)的总厚度和下薄板(2)下表面的沉孔直径决定，沉头铆装衬套(3)的下端扩铆后，衬套不高出下薄板(2)下表面。
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