CN106351929B - 可拆卸高强度拉铆销及连接拆卸方法 - Google Patents

Abstract

可拆卸高强度拉铆销及连接拆卸方法，拉铆销由含冒头、销柱、短光杆、锁紧槽段、尾部的销轴，以及套环和垫圈组成。设计含连续光滑弧面拉槽的单槽短尾，制造容易，成本低，安装方便；且为三段不等半径的圆弧面，解决了尾部存在的铆接应力集中和卡死问题。铆接时端面定位且卡爪自动啮合到最佳位置。锁紧槽段牙型为圆弧与直线相结合的曲线，紧固力大大加强。冒头根部开卸载槽，有效防止根部应力集中使冒头断裂脱落。销柱表面淬硬层深度2‑6mm，有效提高表面硬度，耐磨性，延长使用寿命。采用销轴不拉断的短尾及高强度销柱实现切割器切割套环，方便拆卸和销轴的重复使用，提高利用率，降低使用和维护成本。用于铰接结构的防盗锁、火车上的马蹄形铰接滑轮等处的连接和拆卸。

Description

可拆卸高强度拉铆销及连接拆卸方法

(一)技术领域：本发明可拆卸高强度拉铆销及连接拆卸方法,涉及冷拉铆接和切割技术。主要用于承受剪切力的防松防盗构件的连接。属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。

(二)背景技术：

见图10,现有的一种拉铆销N由销轴1n、套环2n和垫圈3n组成。销轴1n由帽头1.1n、销柱1.2n、短光杆1.3n、锁紧槽段1.4n和尾部组成(另一种拉铆销也可以没有垫圈和帽头。)。锁紧槽段用于铆接后与套环锁紧。尾部用于与铆接器前端卡爪配合卡住铆接时后拉销轴。连接后销轴、垫圈和套环将被连接件马蹄型部件5和可转动件4铆接定位固定。具有防松防盗功能。拉铆销用于有铰接结构的防盗锁、火车上的马蹄形铰接滑轮等的连接。

1)现有用冷拉铆接的拉铆销按尾部结构看有如下问题:

中国专利《销铆钉》(ZL2008200651233)公开了一种用于上述铰接结构的用冷拉铆接方式固紧的销铆钉，其缺点是销钉尾部设有分离槽和较长尾部拉槽段，铆接时需要拉断分离槽和丢弃尾部拉槽段，不仅导致安装噪音大和材料浪费,且因销铆钉己拉断不能重复使用。这可称为第一代拉铆销。

中国专利《新型拉铆销》(ZL2011204788326)又公开了一种新型拉铆销。它是针对上述第一代拉铆销的缺陷改进。主要将尾部由有分离槽铆接需拉断的结构改进为尾部为铆接时不需拉断的短尾。这可称为第二代拉铆销。短尾可采用两种结构:①多槽短尾:见图11中1.5m。有多个齿槽,每个齿槽有一个齿和一个拉槽。由于多个齿形精度的影响与铆接器卡爪的卡齿啮合将会受到影响。为了避免上述情况，多槽短尾拉铆销在铆接过程中对定位要求很高，需要操作者将铆接器与销轴正确的对准。当多槽短尾铆钉在恶劣的工况下，拉槽更容易堵塞而造成铆接失败和损坏铆接器。②单槽短尾:见图10,由一个一个短尾拉槽1.5n和短尾齿1.6n组成。因为只有一个齿一个槽和现有拉槽的槽形原因,在铆接过程中单槽短尾受到的轴向力过于集中。见图12,现有短尾拉槽1.5n的形状为:bn段为直线,两边斜段Cn＝an,此形状在拉槽1.5n根部的圆角无法消除应力集中,所以现有的单槽短尾在实际铆接中铆接器卡爪与拉槽啮合不好时，在轴向力的作用下会产生损坏齿型现象。

2)见图10,现有拉铆销锁紧槽段1.4n牙型存在加工难度大，不易检测，模具生产困难、制造成本很高。见图13中:dn、en为圆弧槽形齿尖半径。fn、jn为槽内弧形半径。

3)见图10,现有拉铆销销柱1.2n耐磨性差,寿命短。

4)见图10,现有拉铆销冒头1.1n存在应力集中易断裂脱落。

(三)发明内容：

本发明提出的可拆卸高强度拉铆销及连接拆卸方法,其目的是解决现有拉铆销铆接中定位要求高、拉槽易堵塞、易卡死、应力集中、卡爪卡紧度差,强度差、不能拆卸和重复使用等问题。

其技术方案如下：

可拆卸高强度拉铆销，由销轴、套环和垫圈组成；销轴包括从前端至后端顺次连接的冒头、销柱、短光杆、锁紧槽段、尾部；套环包括从前至后的法兰、直筒,法兰后端面的凸点,直筒内孔后端有卡齿；其特征是:

1)尾部为一个连续光滑弧面拉槽1.5和一个短尾齿1.6组成的单槽短尾；连续光滑弧面拉槽由从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成,对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb；

2)在冒头后端面开有环状光滑的卸载槽1.1A；

3)与被连接件销孔4A紧配合的销柱采用表面淬火淬硬层深度2-6mm的销柱1.2；

4)锁紧槽段1.4采用螺旋环槽，其牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4-0.5,m:n＝0.3-0.4；h:n＝0.25-0.3；其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高,α为后半齿斜角,β为前半齿斜角。

上述可拆卸高强度拉铆销连接方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

1)将拉铆销从前至后穿过被连接件的安装销孔4A,再将垫圈从后向前套在销轴外,并压在被连接件后端面5A或销柱后端面1.2A；套环通过卡齿2.4从后向前旋在锁紧槽段上。2)将铆接器卡爪6.1套入销轴的尾部,卡爪在铁砧6.2和油缸作用下内径可从松开到抓紧再松开发生变化,手推卡爪相对尾部轴向前移,直至尾部后端面1.6A接触到卡爪定位面6A时停止前推。3)启动铆接器6，铆接器卡爪受到向后轴向力后移,卡爪定位面与尾部后端面分开，在轴向力的作用下使卡爪仿形部6B顺着拉槽1.5弧面向尾部后端面1.6A滑动，直至仿形部6B和拉槽啮合并夹紧销轴。4)铆接器卡爪继续后拉销轴,铁砧轴向前推挤压套环,套环轴向通过前推垫圈压紧被连接件或销柱后端面；套环2径向变形锁紧在锁紧槽段1.4上。5)当铆接器达到预设压力后,铆接器液压反向，卡爪和铁砧在液压缸的带动下后移退出，仿形部6B回到初始状态，铆接器移走，完成连接。

上述可拆卸高强度拉铆销拆卸方法，其特征是：有如下步骤:1)在铁砧6.2前端装破切器7,破切器内孔沿周向均布至少装2只轴向进刀刀片7A,进刀刀片随铁砧前移对套环轴向切割,切割完铁砧后退。2)套环被切割下落,取下垫圈后,销轴1从前端取出重复使用；取下破切器7,拉铆销拆卸完毕。

本发明有益效果：

1)拉铆销采用单槽短尾,与多槽短尾比制造更加容易，能够有效降低制造成本。单槽短尾使用要求没有多槽短尾铆钉苛刻,安装方便。

单槽短尾采用了特殊设计的如下连续光滑弧面拉槽1.5:Ra<Rc<Rb。其效果如下:①因为在铆接过程中轴向力在圆弧面的作用下变得更加分散，同时由于圆弧面的半径Rb远大于拉槽根部的圆角半径Ra,消除了应力集中现象。即在保持单槽短尾拉铆钉优点同时,解决了现有单槽短尾存在的铆接中应力集中和卡死等问题。②由于设计的连续光滑弧面的特性，在铆接过程中铆接器卡爪会自动啮合到最佳位置(见图5,连接第3步)。③在连接方法上采用了用更为简单、有效的端面(卡爪定位面6A)定位方法。

2)锁紧槽段牙型设计采用圆弧与直线相结合的平滑曲线及有关参数,不仅解决现有锁紧槽段1.4n牙型加工难度大，不易检测，模具生产困难、制造成本高的问题,且紧固力大大加强。

3)与现有拉铆销N相比，可拆卸高强度销轴冒头根部采用特殊结构卸载槽设计，可有效的降低根部在实际运用过程中存在的应力集中导致冒头断裂脱落问题。

4)拉铆销销柱1.2表面是受剪力和磨损最励害的面,本发明采用表面淬火淬硬层深度2-6mm销杆，有效的提高了表面硬度强度，提高了销轴在实际使用过程中的耐磨性，大大延长使用寿命。

5)由于采用的拉铆销尾部结构,使铆接中销轴不拉断,完整不损，以及采用高强度销柱1.2,有效的提高了拉铆销强度,因此可采用装在铆接器上的切割器切割套环,方便实现可拆卸和销轴的重复使用，有效的提高利用率，降低使用和维护成本。

(四)附图说明

图1本发明实施例1连接后的结构图。也是连接方法第一步图示。

图2为图1中局部Ⅰ放大图。即连续光滑弧面拉槽1.5正视图。

图3为图1中局部ⅠⅠ放大图,即锁紧槽段1.4的牙型放大图。

图4连接方法第二步图示。

图5连接方法第三步图示。

图6连接方法第四步图示。

图7连接方法第五步图示。

图8拆卸方法第一步示图。

图9拆卸方法第二步示图。

图10现有单槽短尾拉铆销结构图。

图11现有多槽短尾销轴单件图。

图12为图10中局部Ⅰn放大图,即现有单槽短尾拉槽1.5n正视图。

图13为图10中局部ⅠⅠn放大图,即现有拉铆销锁紧槽段1.4n牙型图。

(五)具体实施方式

见图1,本实施例可拆卸高强度拉铆销，由销轴1、套环2和垫圈3组成。销轴1包括从前端至后端顺次连接的冒头1.1、销柱1.2、短光杆1.3、锁紧槽段1.4及尾部。销柱1.2与被连接件转动件4和马蹄形件5的销孔4A紧配合。套环2紧固套在锁紧槽段1.4上。垫圈3套在短光杆1.3外。套环2包括从前端至后端的法兰2.1、直筒2.2,法兰后端面有凸点2.3,直筒内孔后端有卡齿2.4。本发明新设计有:

1)见图1、图2,尾部为一个连续光滑弧面拉槽1.5和一个短尾齿1.6组成的单槽短尾。见图2,所属连续光滑弧面拉槽1.5槽形设计为:从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成的一个光滑而连续的弧面，对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb。

2)见图1,在冒头1.1后端面开有环状光滑的卸载槽1.1A。

3)见图1,与转动件4和马蹄形件5销孔4A紧配合的销柱采用表面淬火淬硬层深度2-6mm的销柱1.2。

4)见图3,锁紧槽段1.4采用螺旋环槽，其牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4-0.5,m:n＝0.3-0.4；h:n＝0.25-0.3；其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高,α为后半齿斜角,β为前半齿斜角。

上述可拆卸高强度拉铆销的连接方法，包括如下步骤：

1)见图1,将销轴1从前至后穿过转动件4和马蹄形件5的安装销孔4A,再将垫圈3从后向前套在销轴短光杆1.3外顶在马蹄形件5后端面5A或销柱后端面1.2A上；套环通过卡齿2.4从后向前旋在销轴锁紧槽段1.4上。

2)见图4,将铆接器卡爪6.1套入销轴的尾部,卡爪在铁砧6.2和铆接器油缸作用下内径可从松开到抓紧再松开发生变化,手推卡爪相对尾部轴向前移,直至尾部后端面1.6A接触到卡爪定位面6A时停止前推。

3)见图5,启动铆接器6，铆接器卡爪受到向后轴向力后移,卡爪定位面6A与尾部后端面1.6A分开,在轴向力的作用下使卡爪仿形部6B顺着拉槽弧面1.5向尾部后端面1.6A滑动，直至仿形部6B和尾部拉槽1.5啮合并夹紧销轴。

4)见图6,铆接器卡爪继续后拉销轴,铁砧6.2与卡爪相对运动，铁砧轴向前推挤压套环2,直到套环顶到凸点2.3。套环轴向通过压垫圈3紧圧马蹄形件5后端面或销柱后端面1.2A；套环2径向变形锁紧在铆钉锁紧槽段1.4上。

5)见图7,当铆接器达到预设压力后,铆接器液压反向，卡爪在液压缸的带动下向后推出，铁砧后移动退出，仿形部6B回到初始状态，将铆接器从铆钉上移走，完成铆接。

上述可拆卸高强度拉铆销的拆卸方法包括如下步骤:

1)见图8,在铁砧6.2前端装上破切器7,破切器内孔沿周向均布至少2只轴向进刀刀片7A,进刀刀片A随铁砧6.2前移对套环2轴向切割。2)见图9,切割完毕,套环2、垫圈3下落,销轴1从前方取出重复使用；破切器7随铁砧6.2后退,取下破切器7,铆接器6继续备作铆接用。

Claims (3)

1.可拆卸高强度拉铆销，由销轴(1)、套环(2)和垫圈(3)组成；销轴包括从前端至后端顺次连接的冒头(1.1)、销柱(1.2)、短光杆(1.3)、锁紧槽段(1.4)、尾部；套环包括从前至后的法兰(2.1)、直筒(2.2),法兰后端面的凸点(2.3),直筒内孔后端有卡齿(2.4)；其特征是:

1)尾部为一个连续光滑弧面拉槽(1.5)和一个短尾齿(1.6)组成的单槽短尾；连续光滑弧面拉槽(1.5)由从前至后顺次有三段不等半径圆弧c、b、a组成,对应c、b、a三段弧面的弧形半径为Rc、Rb、Ra,且Ra<Rc<Rb；

2)在冒头后端面开有环状光滑的卸载槽(1.1A)；

3)与被连接件销孔(4A)紧配合的销柱采用表面淬火淬硬层深度2-6mm的销柱(1.2)；

4)锁紧槽段(1.4)采用螺旋环槽，其牙型轮廓采用圆弧与直线相结合的平滑曲线,且角度α＜β；投影长度尺寸比例应符合t:n＝0.4-0.5,m:n＝0.3-0.4；h:n＝0.25-0.3；其中:n为齿距,t为后半齿宽,m为前半齿宽，h为齿高,α为后半齿斜角,β为前半齿斜角。

2.按权利要求1所述可拆卸高强度拉铆销连接方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

1)将拉铆销从前至后穿过被连接件(4、5)的安装销孔(4A),再将垫圈从后向前套在销轴外,并压在被连接件后端面(5A)或销柱后端面(1.2A)；套环通过卡齿(2.4)从后向前旋在锁紧槽段上；

2)将铆接器卡爪(6.1)套入销轴的尾部,卡爪在铁砧(6.2)和油缸作用下内径可从松开到抓紧再松开发生变化,手推卡爪相对尾部轴向前移,直至尾部后端面(1.6A)接触到卡爪定位面(6A)时停止前推；

3)启动铆接器(6)，铆接器卡爪受到向后轴向力后移,卡爪定位面与尾部后端面分开，在轴向力的作用下使卡爪仿形部(6B)顺着拉槽(1.5)弧面向尾部后端面(1.6A)滑动，直至仿形部(6B)和拉槽(1.5)啮合并夹紧销轴；

4)铆接器卡爪(6.1)继续后拉销轴,铁砧(6.2)轴向前推挤压套环,套环轴向通过前推垫圈(3)压紧被连接件(4、5)或销柱后端面(1.2A)；套环(2)径向变形锁紧在锁紧槽段(1.4)上；

5)当铆接器达到预设压力后,铆接器液压反向，卡爪和铁砧在液压缸的带动下后移退出，仿形部(6B)回到初始状态，铆接器移走，完成连接。

3.按权利要求1所述可拆卸高强度拉铆销拆卸方法，其特征是：有如下步骤:

1)在铁砧(6.2)前端装破切器(7),破切器内孔沿周向均布至少装2只轴向进刀刀片(7A),进刀刀片随铁砧前移对套环轴向切割,切割完铁砧后退；

2)套环被切割下落,取下垫圈后,销轴(1)从前端取出重复使用；取下破切器(7),拉铆销拆卸完毕。