CN106122215A - 一种单面安装敲击铆钉 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供一种铆钉，包括芯杆和同轴匹配套装于所述芯杆之外的钉套；所述芯杆包括头部、中央杆部和尾部，靠近所述头部的位置设有内凹的一段锁环区，靠近所述尾部的位置设有沿所述头部向尾部的方向上向内倾斜收缩的一段锁紧区；所述芯杆的锁环区内间隙配合固定有锁环，所述锁环的一部分位于所述钉套的套头部之内，所述锁环的位于所述钉套的套头部之外的部分能够与所述钉套过盈配合；所述钉套内设有供所述芯杆深入的通孔，所述钉套的构成所述通孔的内壁上设有凸起结构，所述凸起结构的靠近所述钉套的套头部的一端的端部与所述芯杆的尾部的端部靠近或邻接。本发明创造操作便捷，可靠性高。
Description
技术领域
本发明创造属于紧固件设计加工技术领域，尤其涉及一种能够进行单面敲击安装的铆钉。
背景技术
在现代航空、航天飞行器设计中为了减轻重量、节省空间，紧固安装系统空间越来越狭小，经常需要进行盲孔安装，这种情况下，通常采用单面铆接安装的方式进行紧固连接。目前，这种紧固连接产品主要为抽芯铆钉，抽芯铆钉铆接安装原理为采用抽拉的方式，拉动芯杆，挤压钉套，使之在盲端变形，达到紧固连接的作用，这种紧固连接方式需要用专用的铆枪，一般为进口铆枪，内部零件损耗替换价格昂贵，安装过程复杂，安装成本高。
发明内容
本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种单面安装敲击铆钉，能够通过简单的敲击进行安装，操作便捷，可靠性高。
本发明创造提供的铆钉，包括芯杆和同轴匹配套装于所述芯杆之外的钉套；所述芯杆包括头部、中央杆部和尾部，靠近所述头部的位置设有内凹的一段锁环区，靠近所述尾部的位置设有沿所述头部向尾部的方向上向内倾斜收缩的一段锁紧区；所述芯杆的锁环区内间隙配合固定有锁环，所述锁环的一部分位于所述钉套的套头部之内，所述锁环的位于所述钉套的套头部之外的部分能够与所述钉套过盈配合；所述钉套内设有供所述芯杆深入的通孔，所述钉套的构成所述通孔的内壁上设有凸起结构，所述凸起结构的靠近所述钉套的套头部的一端的端部与所述芯杆的尾部的端部靠近或邻接。
其中，所述芯杆的头部、中央杆部和尾部的外径相等。
其中，所述芯杆采用钛合金材料制成；所述钉套采用纯钛材料制成。
其中，所述凸起结构具有靠近所述芯杆尾部的内侧面、和与该内侧面相对的外侧面，所述内侧面的沿其凸起方向的长度与所述芯杆的锁紧区的沿其收缩方向的长度基本相等，长度误差在5％以内。
其中，所述芯杆的锁紧区的沿其收缩方向的长度为杆部外径的0.8-1倍。
其中，所述芯杆的锁紧区的收缩方向与水平方向呈15°-20°夹角。
其中，所述凸起结构的内侧面的凸起方向与水平方向呈80°-85°夹角。
其中，所述锁紧区的外侧面与所述芯杆尾部的内侧端面的夹角，与所述凸起结构的凸起顶角的角度相等。
其中，所述凸起结构可以在钉套内呈绕轴的环状，也可以呈绕轴且同心的间断式圆弧分布。
其中，所述锁套外侧面上还设有凹槽；在铆钉的过轴截面上，所述凹槽位于一直线与所述锁套外侧面的交点或其附近(距该交点10mm距离的平面内)，所述直线垂直于所述凸起结构内侧面、并过所述内侧面与钉套内壁交点。
进一步，所述凹槽深度为1-3mm。
进一步，所述凹槽可以在钉套外侧面上呈绕轴的环状，也可以呈绕轴且同心的间断式圆弧分布，或可以呈绕轴且同心的点状分布。
其中，所述锁环中间开设有斜槽。
本发明创造具有以下几个方面的优势：(1)仅由三个分件构成、结构紧凑、安装过程不会产生材料的浪费；(2)安装简便、无需复杂的安装铆枪，安装成本低；(3)安装可靠性高，通过能够通过锁环、锁紧区、凹槽等结构实现多方面的卡死，稳定性高；(4)芯杆稳定留存于安装结构中，承载剪切力等外部压力，同时在安装孔内提供涨紧力，进一步提高稳定性；(5)非常适用安装空间狭小的紧固连接场合。
附图说明
图1是本发明创造一种实施方式的整体结构示意图；
图2是芯杆的结构示意图；
图3是钉套的结构示意图；
图4是锁环的结构示意图；
图5是本发明创造安装后的结构示意图。
其中，1-芯杆；11-头部；12-杆部；13-尾部；14-锁环区；15-锁紧区；2-钉套；21-套头部；22-通孔；23-凸起结构；231-内侧面；232-外侧面；24-凹槽；3-锁环；31-斜槽。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。
本发明创造结构一种实施方案如图1-5所示，包括芯杆1和同轴匹配套装于所述芯杆1之外的钉套2；所述芯杆1包括头部11、中央杆部12和尾部13，靠近头部11的位置设有内凹的一段锁环区14，靠近尾部13的位置设有沿头部11向尾部13的方向上向内倾斜收缩的一段锁紧区15；所述芯杆1的锁环区14内间隙配合固定有锁环3，所述锁环3的一部分位于所述钉套2的套头部21之内，所述锁环3的位于所述钉套2的套头部21之外的部分能够与所述钉套2过盈配合；所述钉套2内设有供所述芯杆1深入的通孔22，所述钉套2的构成所述通孔22的内壁上设有凸起结构23，所述凸起结构23的靠近所述钉套2的套头部21的一端的端部与所述芯杆1的尾部13的端部靠近或邻接。
其中，所述芯杆1的头部11、中央杆部12和尾部13的外径相等。
本发明创造安装时，将钉套2插入待铆接的安装孔中并由钉套2的套头部21与安装孔限位固定，使用工具敲击芯杆1，使芯杆1完全进入钉套2内，在芯杆1进入钉套2的过程中，凸起结构23在芯杆1尾部13的推动作用下向外撑开发生变形，直至芯杆1尾部13越过所述凸起结构23的最高点，凸起结构23在回复力的作用下稍微回收，使凸起结构23的内侧面231与芯杆1的锁紧区15卡合，芯杆1尾部13被凸起结构23的外侧面232阻挡限位，防止芯杆1回缩进入钉套2，所述锁环3进入钉套2内后由于与钉套2过盈配合，配合芯杆1尾部13一起将芯杆1锁死(图5)。所述芯杆1的杆部12是铆钉安装后的主要承力区域，主要承受剪切力。由于钉套2前后分别被锁环3和凸起结构23的外侧面232变形锁紧，其稳定可靠性非常高，不易发生松动脱落现象。
其中，所述芯杆1采用钛合金材料制成，如Ti-6Al-4V；所述钉套2采用纯钛材料制成。
其中，所述凸起结构23具有靠近所述芯杆1尾部13的内侧面231、和与该内侧面231相对的外侧面232，所述内侧面231的沿其凸起方向的长度(L1)与所述芯杆1的锁紧区15的沿其收缩方向的长度(L0)基本相等，长度误差在5％以内。
其中，所述芯杆1的锁紧区15的沿其收缩方向的长度(L0)为杆部12外径(d)的0.8-1倍。合适的锁紧区15的长度控制有利于锁紧稳定性的提高。
其中，所述芯杆1的锁紧区15的收缩方向与水平方向呈15°-20°夹角。为了确保锁紧区的锁紧效果，需要尽量使锁紧区15具有更大的倾斜角度，但是凸起结构23与锁紧区15在锁紧前，经过了被芯杆1尾部13撑开后再收缩卡紧的过程，锁紧区15的倾斜角过大时，凸起结构23无法快速收缩实现与之锁紧配合，经反复试验研究，确定了上述合适的锁紧区15的倾斜角度。
其中，所述凸起结构23的内侧面231的凸起方向与水平方向呈80°-85°夹角。凸起结构23在被芯杆1尾部13撑开过程中，为了减小安装阻力的目的，需要尽量降低内侧面231的倾斜角；但是，过小的倾斜角一方面难以使钉套2尾部撑开足够的角度，使其外侧面实现与安装孔边缘的卡接固定，另一方面也难以提供足够的撑开后的收缩回复力，实现内侧面231与锁紧区15的快速卡接配合；经反复试验研究，确定了上述合适的内侧面231的倾斜角度。
其中，所述锁紧区15的外侧面与所述芯杆1尾部13的内侧端面的夹角，与所述凸起结构23的凸起顶角(内侧面231与外侧面232之间的夹角)的角度相等，便于提高锁死结构的稳定性。
其中，所述凸起结构23可以在钉套2内呈绕轴的环状，也可以呈绕轴且同心的间断式圆弧分布。
其中，所述锁套2外侧面上还设有凹槽24；在铆钉的过轴截面上，所述凹槽24位于一直线(T)与所述锁套2外侧面的交点或其附近(距该交点10mm距离的平面内)，所述直线(T)垂直于所述凸起结构23内侧面231、并过所述内侧面231与钉套2内壁交点(O)。所述凹槽24用于在铆钉安装后，与安装孔的边缘咬合卡死，配合锁紧区15、锁环3等提高锁紧稳定性。
进一步，所述凹槽24深度为1-3mm。
进一步，所述凹槽24可以在钉套2外侧面上呈绕轴的环状，也可以呈绕轴且同心的间断式圆弧分布，或可以呈绕轴且同心的点状分布。
其中，所述锁环3中间开设有斜槽31，便于安装和释放应力。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铆钉，包括芯杆和同轴匹配套装于所述芯杆之外的钉套；所述芯杆包括头部、中央杆部和尾部，靠近所述头部的位置设有内凹的一段锁环区，靠近所述尾部的位置设有沿所述头部向尾部的方向上向内倾斜收缩的一段锁紧区；所述芯杆的锁环区内间隙配合固定有锁环，所述锁环的一部分位于所述钉套的套头部之内，所述锁环的位于所述钉套的套头部之外的部分能够与所述钉套过盈配合；所述钉套内设有供所述芯杆深入的通孔，所述钉套的构成所述通孔的内壁上设有凸起结构，所述凸起结构的靠近所述钉套的套头部的一端的端部与所述芯杆的尾部的端部靠近或邻接。
2.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述芯杆的头部、中央杆部和尾部的外径相等。
3.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述芯杆采用钛合金材料制成；所述钉套采用纯钛材料制成。
4.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述凸起结构具有靠近所述芯杆尾部的内侧面、和与该内侧面相对的外侧面，所述内侧面的沿其凸起方向的长度与所述芯杆的锁紧区的沿其收缩方向的长度基本相等，长度误差在5％以内。
5.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述芯杆的锁紧区的沿其收缩方向的长度为杆部外径的0.8-1倍。
6.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述芯杆的锁紧区的收缩方向与水平方向呈15°-20°夹角。
7.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述凸起结构的内侧面的凸起方向与水平方向呈80°-85°夹角。
8.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述锁套外侧面上还设有凹槽；在铆钉的过轴截面上，所述凹槽位于一直线与所述锁套外侧面的交点或其附近，所述直线垂直于所述凸起结构内侧面、并过所述内侧面与钉套内壁交点。
9.根据权利要求8所述的铆钉，其特征在于，所述凹槽深度为1-3mm。
10.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述锁环中间开设有斜槽。
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