高抗剪抗拉抽芯铆钉制造技术

本实用新型专利技术创造提供一种高抗剪抗拉抽芯铆钉，在标准抽芯铆钉的结构上，包括如下改动：将钉套采用至少两种材料制成，所述钉套的杆部待变形部位由所述两种材料中的第一种材料制成，所述钉套的杆部非待变形部位由所述两种材料中的第二种材料制成，所述第一种材料的强度小于所述第二种材料的强度。本实用新型专利技术创造具有更高的抗剪抗拉能力。

High shear tensile core pulling rivet

The utility model provides a high tensile and shear rivets, blind rivets in the structure of the standard, including the following changes: nail set with at least two kinds of materials made of rod part of the nail sleeve to be deformed parts by the first material and the two material made of the rod part of the nail sleeve non deformation parts to be composed of second kinds of materials of the two materials made of strength of the first material strength is less than that of the second kinds of materials. The utility model has the advantages of higher shear resistance and tensile strength.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于紧固件设计和制造
，尤其涉及一种具有更高抗剪抗拉性能的抽芯铆钉及其钉套的制造方法。
技术介绍
航空航天等高端装备在结构方面一般都设计的较为紧凑，这些设计紧凑的结构件连接安装空间都较为狭小，普通螺栓螺母类紧固件由于其需要进行双面安装，不能胜任这些场合的安装要求。因此，在这些狭小的空间处，一般都选用单面安装的紧固件，即抽芯铆钉。一般抽芯铆钉在结构上包括芯杆、钉套和其他配件，为了实现紧固的功能，需要在安装过程中让钉套变形，因此钉套的材料均选择塑性好但强度较低的材料，由此导致抽芯铆钉的抗剪能力普遍小于同直径规格的高强度螺栓，且抽芯铆钉的抗拉性能也较低。申请号为201410299271.1的专利技术专利，提出了一种通过粉末热压烧结的方式制作的钛抽芯铆钉钉套。但是该专利技术的铆钉套仍然具有很多的缺陷，具体为：1、或多或少，粉末热压烧结得到的金属制品内部总有细微空隙；2、一般粉末热压烧结制品的强度比相应锻件或铸件要低；3、只解决了一些类型的钛抽芯铆钉的问题，未解决其它材料其它类型抽钉问题；4、压制成形所需的压强高，因而对设备能力要求高；5、压模成本高；6、我国在粉末热压烧结行业的整体技术水平偏低，装备落后。
技术实现思路
本专利技术创造为解决现有技术中的问题，提供了一种抽芯铆钉及其钉套的制造方法，具有更高的抗剪抗拉能力。本专利技术创造提供的抽芯铆钉，在标准抽芯铆钉的结构上，包括如下改动：将钉套采用至少两种材料制成，所述钉套的杆部待变形部位由所述两种材料中的第一种材料制成，所述钉套的杆部非待变形部位由所述两种材料中的第二种材料制成，所述第一种材料的强度小于所述第二种材料的强度。其中，所述标准抽芯铆钉是指由芯杆、钉套及其他配件组成的，由钉套承担主要变形作用的，由国内外国家级标准、行业级标准或企业级标准已经规定的抽芯铆钉类产品。其中，所述钉套的杆部待变形部位一般是在铆接过程中于安装孔外侧形成鼓包变形的变形段，采用强度较低塑性较好的第一种材料做成，能够便于变形段发生在安装过程中产生鼓包变形，降低安装驱动力和阻力，提高被安装件的安全性，并提高铆接稳定效果；所述钉套的杆部非待变形部位中，铆接后位于安装孔内的部分将承载剪切力，采用强度较高的第二种材料做成，能够提高抽芯铆钉的抗剪抗拉性能，对铆接的整体稳定性也具有良好影响。进一步，所述钉套的分别由所述第一种材料和第二种材料制成的不同部位以焊接的方式连接在一起。焊接的连接方式能够保证所述钉套不同部位的连接强度，为了使不同材料构成的不同部位发挥其应有的作用，控制上述焊接部位焊接质量，使得钉套的变形过程中不会在焊接部位发生断裂，造成零件报废和紧固失败。进一步，所述抽芯铆钉还包括如下改动：保证所述钉套杆部外径不变，将所述钉套的壁厚调整为原来的1.1-2.5倍，将所述芯杆的外径及其他配件的尺寸根据所述钉套壁厚的调整做匹配调整。增大的壁厚提高了铆钉安装端的抗拉能力，同时有利于钉套变形段的鼓包更为厚实，进一步增大抽芯铆钉盲端的抗拉能力；但同时增大的壁厚也容易造成芯杆过细，不利于产品抗剪能力的提升，同时变形驱动力不足，虽然两种不同材料在所述钉套的杆部的使用削弱了芯杆变细对抗剪能力带来的不利影响，但仍需对壁厚的尺寸进行适当控制，以使产品的抗拉和抗剪能力能够同时达到最优状态。进一步，所述抽芯铆钉还包括如下改动：将芯杆头部提供铆接轴向驱动力的驱动结构的轴向尺寸调整为原来的1.1-3倍。所述芯杆头部提供铆接轴向驱动力的驱动结构是指与钉套接触并向钉套传递变形驱动力的结构部分，一般为芯杆头部的圆台，该结构的尺寸调整弥补了芯杆过细可能造成的变形驱动力不足。进一步，所述钉套的杆部待变形部位为自所述钉套尾部端面(与所述芯杆头部靠近的一端)向内延伸的变形段，或优选的所述钉套的杆部待变形部位为自靠近所述钉套尾部端面的内部向内延伸的变形段。当所述钉套的杆部待变形部位为自靠近所述钉套尾部端面的内部向内延伸的变形段时，即该变形段不起始于所述钉套的尾部端面，此时自所述钉套的尾部端面起至该变形段的端部可以形成一小段由高强度的第二种材料制成的尾部支撑段，该尾部支撑段能够在安装过程中良好地承载和传递芯杆头部的驱动结构施加的驱动力，有助于变形段的顺利变形。本专利技术还提供了本案抽芯铆钉的钉套的制备方法，包括下述步骤：(1)采用第一种材料制成目标钉套的杆部待变形部位的变形段圆环，采用第二种材料制成目标钉套的其他环形段；(2)使用焊接的方式将变形段圆环和其他环形段连接在一起形成整个钉套的结构；(3)通过机加或冲裁的方式去除掉焊接瘤。进一步，所述焊接过程中，控制焊接部位焊接前后的轴向长度收缩量为0.3-1.5mm，使得焊接后钉套的焊接连接能够达到需要的强度。进一步，所述步骤(2)中，所述焊接为惯性摩擦焊接或激光焊接。其中，所述惯性摩擦焊接是依靠摩擦焊机，使得要焊合的两个零件中的一个或两个高速自转，然后让两个零件同轴接触，接触处会摩擦生热，使得接触处达到热塑性的状态，进而压焊在一起；所述激光焊接是使得要焊合的两个零件的接触处出现熔融后再凝固，将两者焊接在一起。进一步，所述激光焊接中，激光开始加热到激光结束加热的时间段内，两个零件保持同步旋转，且控制在旋转4圈以上。进一步，所述步骤(3)后还包括通过热处理去除焊接应力的处理步骤。本专利技术还提供了另一种本案抽芯铆钉的钉套的制备方法，包括下述步骤：(1)采用第一种材料制成目标钉套的杆部待变形部位的变形段圆柱，采用第二种材料制成目标钉套的其他圆柱段和/或圆锥段；(2)使用焊接的方式将变形段圆柱和其他圆柱段和/或圆锥段连接在一起形成整个实心的钉套结构；(3)通过机加或冲裁的方式去除掉焊接瘤；(4)通过机加的方式加工钉套中心的出贯通孔。进一步，所述焊接过程中，控制焊接部位焊接前后的轴向长度收缩量为0.3-1.5mm，使得焊接后钉套的焊接连接能够达到需要的强度。进一步，所述步骤(2)中，所述焊接为惯性摩擦焊接或激光焊接。其中，所述惯性摩擦焊接是依靠摩擦焊机，使得要焊合的两个零件中的一个或两个高速自转，然后让两个零件同轴接触，接触处会摩擦生热，使得接触处达到热塑性的状态，进而压焊在一起；所述激光焊接是使得要焊合的两个零件的接触处出现熔融后再凝固，将两者焊接在一起。进一步，所述惯性摩擦焊接中，控制焊接的轴向收缩尺寸(单位mm)同杆部直径(单位mm)的乘积值在范围在3～7内。该数值过小则会使焊接质量下降，过大会增大焊接难度和对焊接设备的要求，并会增加后续加工难度。进一步，所述激光焊接中，激光开始加热到激光结束加热的时间段内，两个零件保持同步旋转，且控制在旋转4圈以上。进一步，所述步骤(4)后还包括通过热处理去除焊接应力的处理步骤。本专利技术创造的优势在于：一般技术和市场均很成熟的标准抽芯铆钉，承载剪切力是由低强度材料的钉套和高强度材料的芯杆共同承担，本专利技术的抽芯铆钉的承载剪切力的部位都是由高强度的材料来承担，所以在此主要改变钉套的材料结构和钉套的加工方式就使得抗剪和抗拉能力大为提升，一般抗剪和抗拉强度都能提升30％以上。通过本专利技术做出的钉套，在两种材料结合处，非常平整、致密和牢固，能够满足本专利技术抽芯铆钉的紧固需要。附图说明图1是航空上常用的一种抽芯铆钉的示意图；图2是图1所示抽芯铆钉在铆接安装后的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽芯铆钉，在标准抽芯铆钉的结构上，包括如下改动：将钉套采用至少两种材料制成，所述钉套的杆部待变形部位由所述两种材料中的第一种材料制成，所述钉套的杆部非待变形部位由所述两种材料中的第二种材料制成，所述第一种材料的强度小于所述第二种材料的强度。

【技术特征摘要】
1.一种抽芯铆钉，在标准抽芯铆钉的结构上，包括如下改动：将钉套采用至少两种材料制成，所述钉套的杆部待变形部位由所述两种材料中的第一种材料制成，所述钉套的杆部非待变形部位由所述两种材料中的第二种材料制成，所述第一种材料的强度小于所述第二种材料的强度。2.根据权利要求1所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述钉套的分别由所述第一种材料和第二种材料制成的不同部位以焊接的方式连接在一起。3.根据权利要求1所述的抽芯铆钉，其特征在于，所述抽芯铆钉还包括如下改动：保证所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭双双，王川，郗建豪，刘方圆，桂林景，刘智昂，王洪玮，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12