CN111379776B - 一种橡果形环槽单面紧固件及其安装方法 - Google Patents

一种橡果形环槽单面紧固件及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种橡果形环槽单面环槽紧固件及其安装方法。包括铆钉和套环，铆钉由铆钉头部、光杆、锁紧槽、环槽过渡段和尾部环槽顺序构成，套环由套管和冒头构成；铆钉尾部结构具有多个并列的直径依次减小的环槽。本发明研究并创新设计的紧固件结构，特别设计了锁紧槽与尾部环槽之间以及尾部环槽中的圆角过渡结构，依次直径减小的橡果形环槽结构，上述结构能够避免在安装过程中出现应力集中现象，使铆钉损坏，能够对安装过程中安装工具对铆钉所施加的拉力进行分解，降低铆钉局部受力，同时增加铆钉总体承载能力，确保安装过程能够平稳进行；尾部平直部分，能够方便安装工具进行安装，进一步保护铆钉及安装工具，增加其使用寿命。

Description

一种橡果形环槽单面紧固件及其安装方法
技术领域
本发明属于铆接技术领域，尤其属于一种用于盲孔连接的橡果形环槽单面拉铆钉铆接紧固件的设计与制造，属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。
背景技术
双面铆接的拉铆钉安装时，将铆钉从被连件前侧插入安装孔后，将套环从后侧套在铆钉外周，套环头部置于前方，套环圆筒置于后方；布置在两被连件后侧的铆接器夹紧铆钉尾部拉槽段进行拉铆。铆接完成后，套环圆筒变形后径向紧压在铆钉的环槽段外周，套环头部轴向紧压在后侧被连件表面，由此将两被连件紧固。但是，双面铆接的前提是需要铆接的物体两侧有足够的空间才能实现。实际工作中，特别是在组装过程中往往是只有物体一侧有足够空间，另一侧空间则十分有限，甚至连螺栓都放不进去，例如盲孔的紧固件联接。因此，常常还会应用到单面变形连接拉铆钉。
常规单面变形连接拉铆紧固件在使用前完成铆钉杆和套环组装，组装后安装时仅需从连接件一侧插入安装孔，然后通过铆接器中的卡爪咬住单面连接产品尾部后，带动铆钉向外运动，挤压套环，套环管部起鼓变形，形成环形凸起盲铆头，进一步套筒挤压套环发生塑性变形，夹紧被铆接件并拉断外铆钉杆，完成铆接。
针对单面铆接，因对盲孔或不易进入结构进行单面铆接，除对套环的性能要求不同，还对铆钉结构性能提出了更高的要求。
现有技术一般是使用螺栓、单槽短尾环槽铆钉和拉断型的单面环槽铆钉对被夹紧件进行紧固联接。
采用单槽短尾环槽铆钉进行紧固连接时，需要在被夹紧件两边进行预安装，不适用于盲孔操作，有时还需在被夹紧件上开设工艺孔，对被夹紧件有所损伤；采用拉断型单面环槽铆钉对盲孔类被夹紧件进行紧固联接时，在对铆钉拉断的过程中，铆钉会发生较大的塑性变形，可能会对被夹紧件有损伤，甚至使本已变形完全的铆接接头发生松动。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种橡果形环槽单面环槽紧固件及其安装方法。本发明的目的是提供一种性能更好的、无需拉断的橡果形环槽单面紧固连接系统。
本发明通过以下技术方案实现：
橡果形环槽单面紧固件，包括铆钉和套环，其特征在于：所述铆钉由铆钉头部、光杆、锁紧槽、环槽过渡段和尾部拉槽顺序构成，套环由套管和冒头构成；所述铆钉尾部结构具有多个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽。
所述并列的直径依次减小的尾部拉槽上一级与下一级的最大直径差H1为：0≤(H1/D)＜0.5，其中，D是锁紧槽最大直径。
所述锁紧槽和尾部拉槽之间设置环槽过渡段，环槽过渡段包括平直过渡段和斜面过渡段，环槽平直过渡段长度L1是锁紧槽总长度的0.1～1倍，环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-75°～0°夹角；各尾部拉槽牙底和牙顶均通过圆角过渡，相邻尾部拉槽之间最小直径处的轴向距离L2为0.5≤(L2/L1)≤2.5，尾部环槽平直部分长度L3为0.5≤(L3/L1)≤2.5。
进一步所述铆钉尾部结构具有至少三个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽。
所述尾部拉槽上一级与下一级的最大直径差H1为：0.05≤(H1/D)＜0.25。
所述环槽平直过渡段长度是每个锁紧槽长度的0.2～0.6倍。
所述环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-60°～-25°夹角。
所述各尾部拉槽牙底和牙顶的过渡圆角半径比为1～2。
所述各尾部拉槽最小直径间距离L2与环槽平直过渡段长度L1的比为1～2。
所述尾部环槽平直部分长度L3为1≤(L3/L1)≤1.5。
与现有技术对比：
本发明研究并创新设计的紧固件结构，特别设计了锁紧槽与尾部环槽之间以及尾部环槽中的圆角过渡结构，依次直径减小的橡果形环槽结构，上述结构能够避免在安装过程中出现应力集中现象，使铆钉损坏，能够对安装过程中安装工具对铆钉所施加的拉力进行分解，降低铆钉局部受力，同时增加铆钉总体承载能力，确保安装过程能够平稳进行；尾部平直部分，能够方便安装工具进行安装，进一步保护铆钉及安装工具，增加其使用寿命。
本发明在对盲孔等被夹紧件进行紧固连接时，因铆钉环槽和尾牙结构设计，铆接工具在抓取铆钉铆接时更稳定可靠，可以实施较低的铆接拉力即可满足铆接要求，，可使铆接工具小型化、轻量化，能够在安装过程中有效避免被夹紧件和铆钉发生的明显变形，保护了被夹紧件和铆钉，在满足使用要求同时延长安装工具寿命，铆接结合更稳定，进一步保护被联接夹紧件的原结构性能，并且无安装噪声；安装过程中能够避免铆钉尾部拉断时飞出对安装人员造成伤害，减少安全隐患；安装完成后无需再次进行防锈蚀处理；在生产过程中，也可以节省原材料，缩短生产周期。
附图说明
图1是本发明紧固件铆钉结构示意图；
图2是本发明紧固件套环结构示意图；
图3是本发明铆钉结构局部放大示意图；
图4是本发明紧固连接准备状态示意图；
图5是本发明紧固件与铆接工具铆接准备状态示意图；
图6是本发明紧固连接铆接过程一示意图；
图7是本发明紧固连接铆接状态二示意图。
图中，1.1是头部，1.2是光杆，1.3是锁紧槽，1.4是环槽过渡段，1.5是尾部拉槽，2.1是套管，2.2是冒头，L1是环槽平直过渡段长度，L2是相邻尾部拉槽最小直径处的轴向距离，L3是尾部拉槽平直部长度，R1是第一尾部拉槽牙底过渡圆角半径，R2是第一尾部拉槽牙顶过渡圆角半径，R3是第二尾部拉槽牙底过渡圆角半径，R4是第二尾部拉槽牙顶过渡圆角半径。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
结合附图。
橡果形环槽单面紧固件，包括铆钉和套环，铆钉由铆钉头部1.1、光杆1.2、锁紧槽1.3、环槽过渡段1.4和尾部拉槽1.5顺序构成，套环由套管2.1和冒头2.2构成；铆钉尾部结构具有多个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽1.5。
并列的直径依次减小的尾部拉槽1.5上一级与下一级的最大直径差H1为：0≤(H1/D)＜0.5，其中，D是锁紧槽最大直径。
锁紧槽1.3和尾部拉槽1.5之间设置环槽过渡段1.4，环槽过渡段1.4包括平直过渡段和斜面过渡段，环槽平直过渡段长度L1是锁紧槽总长度的0.1～1倍，环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-75°～0°夹角；各尾部拉槽牙底和牙顶均通过圆角过渡，相邻尾部拉槽之间最小直径处的轴向距离L2为0.5≤(L2/L1)≤2.5，尾部拉槽平直部长度L3为0.5≤(L3/L1)≤2.5。
如图所示，本例铆钉尾部结构具有至少三个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽1.5。
尾部拉槽1.5上一级与下一级的最大直径差H1为：0.05≤(H1/D)＜0.25。
环槽过渡段长度L1是每个锁紧槽长度的0.2～0.6倍。
如图3所示，环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-60°～-25°夹角；环槽斜面过渡段形成与环槽平直过渡段联接端直径大于与环槽联接端直径的椎体结构。
各尾部拉槽牙底和牙顶的过渡圆角半径比为1～2。如第一尾部拉槽牙底过渡圆角半径R1与第一尾部拉槽牙顶过渡圆角半径R2比(R1/R2)为1～2。
尾部拉槽最小直径间距离L2与环槽平直过渡段长度L1的比为1～2。
尾部拉槽平直部分长度L3为1≤(L3/L1)≤1.5。
本发明紧固件铆接过程如图4至图7所示。具体安装过程如下：
(1)如图4所示，将铆钉及套环按照如图所示的方式穿过被夹紧件，准备铆接；
(2)如图5所示，使用专用铆接工具，将铆钉伸入铆接工具内，使尾部拉槽1.5与铆接工具中的卡爪啮合；
(3)如图6所示，启动铆接工具开关，使铆接工具内的卡爪拖拽尾部拉槽1.5与铁砧发生相对运动，对铆钉施加轴向力，同时铁砧轻微挤压套环冒头2.2；
(4)如图7所示，在轴向力的作用下，套环套管2.1开始在被夹紧件外侧变形，铁砧继续挤压套环冒头2.2部分，当套环在被夹紧件两侧都变形完全后，铁砧开始向相反方向运动，二者完全脱离后，铆接过程完成。

Claims (8)

1.一种橡果形环槽单面紧固件，包括铆钉和套环，其特征在于：所述铆钉由铆钉头部、光杆、锁紧槽、环槽过渡段和尾部拉槽顺序构成，套环由套管和冒头构成；所述铆钉尾部结构具有多个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽；所述并列的直径依次减小的尾部拉槽上一级与下一级的最大直径差H1为：0≤(H1/D)＜0.5，其中，D是锁紧槽最大直径；所述锁紧槽和尾部拉槽之间设置环槽过渡段，环槽过渡段包括平直过渡段和斜面过渡段，环槽平直过渡段长度L1是锁紧槽总长度的0.1～1倍，环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-75°～0°夹角；各尾部拉槽牙底和牙顶均通过圆角过渡，相邻尾部拉槽之间最小直径处的轴向距离L2为0.5≤(L2/L1)≤2.5，尾部拉槽平直部分长度L3为0.5≤(L3/L1)≤2.5。
2.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述铆钉尾部结构具有至少三个沿铆钉轴向并列的直径依次减小的尾部拉槽。
3.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述尾部拉槽上一级与下一级的最大直径差H1为：0.05≤(H1/D)＜0.25。
4.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述环槽过渡段长度L1是每个锁紧槽长度的0.2～0.6倍。
5.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述环槽斜面过渡段母线与铆钉轴线成-60°～-25°夹角。
6.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述各尾部拉槽牙底和牙顶的过渡圆角半径比为1～2；所述各尾部拉槽最小直径间距离L2与环槽平直过渡段长度L1的比为1～2。
7.根据权利要求1所述的橡果形环槽单面紧固件，其特征在于：所述尾部拉槽平直部分长度L3为1≤(L3/L1)≤1.5。
8.一种橡果形环槽单面紧固件安装方法，其特征在于：采用权利要求1至7任一项所述的橡果形环槽单面紧固件，包括以下步骤：
(1)将铆钉及套环穿过被夹紧件，准备铆接；
(2)使用铆接工具，将铆钉尾部拉槽伸入铆接工具内，使尾部拉槽与铆接工具中的卡爪啮合；
(3)启动铆接工具开关，使铆接工具内的卡爪拖拽尾部拉槽与铁砧发生相对运动，对铆钉施加轴向力，同时铁砧轻微挤压套环冒头；
(4)在轴向力的作用下，套环套管部开始在被夹紧件外侧变形，铁砧继续挤压套环冒头部分，当套环在被夹紧件两侧都变形完全后，铁砧开始向相反方向运动，二者完全脱离后，铆接过程完成。
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