壓鉚螺絲的自動化鉚接技術

  自動插件設備已經在鈑金行業廣泛使用,技術也已經相當成熟,但由于自動插件設備采用的鉚接螺絲為壓鉚螺絲,同時也沒有采用拉鉚螺絲的先例。相比拉鉚鉚接,壓鉚鉚接還存在以下缺點:

  (1)相同規格的鉚接螺絲,壓鉚螺絲比拉鉚螺絲成本高(按市場價)。

  (2)壓鉚鉚接對板料的厚度有嚴格的要求(料厚≥110mm),因此對于需要使用薄料(料厚<1.0mm)的零件不適用,如果為了適應鉚接而增加板料的厚度,則會大大增加生產成本。同時,不同板厚采用的壓鉚螺絲的結構參數也不一致,如果采用壓鉚螺母進行生產,則會增加螺絲的品種和規格,最終導致生產管理和質量管理成本增加。

三角鉚接螺絲

圖1   三角鉚接螺絲

  鈑金行業使用的拉鉚螺絲多為三角鉚接螺絲(見圖1),目前通用的自動插件設備暫時還不能適用這類鉚接螺絲,主要原因是自動插件設備無法實現三角鉚接螺絲定向輸送。將三角鉚接螺絲改換成圓柱鉚接螺絲(見圖2)可以解決鉚接螺絲定向輸送問題。但圓柱鉚接螺絲鉚接后會出現擰螺釘時轉動的質量隱患。

圓柱鉚接螺絲

圖2   圓柱鉚接螺絲

  目前鈑金行業采用的有鉚連接結構設計原則一般為鉚接孔和鉚接螺絲形狀一致,如方形鉚接螺絲孔配方形鉚接螺絲,圓形鉚接螺絲孔配圓形鉚接螺絲。如果將這一原則運用到圓形鉚接螺絲孔配圓形鉚接螺絲上,則會出現一個嚴重的鉚接質量問題——在螺絲擰入螺絲孔的過程中,螺絲會產生轉動,從而導致零件無法裝配固定。鉚接螺絲產生轉動的主要原因是圓形鉚接螺絲在鉚接后不能形成防止轉動的結構,如圖3所示。

圓形鉚接螺絲配圓形鉚接孔鉚接狀態

圖3   圓形鉚接螺絲配圓形鉚接孔鉚接狀態

  經分析,如果采用三角鉚接螺絲孔配圓形鉚接螺絲的方式,則鉚接螺絲在鉚接過程中有一部分材料流向圓形鉚接螺絲與三角鉚接螺絲孔配合的間隙處,形成一個三角形狀凸臺,這個凸臺就可以起到防止螺絲轉動的效果,如圖4所示。

圓形鉚接螺絲配三角形鉚接孔鉚接狀態

圖4   圓形鉚接螺絲配三角形鉚接孔鉚接狀態

  圖5為模具結構。模具的工作過程為:①零件在定位銷上定位,保證零件鉚接面水平;②上模將鉚接螺絲壓入下模模腔,定位銷隨著螺絲的壓入往下運動;③當定位銷接觸固定座后螺絲壁產生塑性變形,變形后的螺絲與零件緊密結合達到鉚接效果;④上模繼續下行,下模軸套配合上模對螺絲變形部分進行再次施壓,螺絲變形部位的部分材料被壓入零件三角鉚接孔的縫隙處,形成正六邊形結構,達到防止螺絲轉動的效果;⑤上模上行,定位銷將零件托起,鉚接過程完成。

模具結構

圖5   模具結構

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