一种带剪切环的抽芯铆钉制造技术

本发明专利技术提供一种带剪切环的抽芯铆钉，包括芯杆、钉套、剪切环、锁环和驱动砧片；所述芯杆中央设有断颈槽，断颈槽两侧分别为夹持段和铆接段，铆接段上紧邻颈槽设有锁环槽，铆接段中部靠近锁环槽还设有凹槽；所述剪切环卡装于所述凹槽上；所述钉套能够活动套装于所述芯杆上，且钉套尾部能够被所述剪切环限位；所述锁环卡装于所述锁环槽上，并位于所述芯杆和钉套之间；所述驱动砧片能够活动套装于所述芯杆上，且能够被钉套头部限位。本发明专利技术能够提供较大的夹紧力，适用于需要较高板间拉紧要求的单面紧固的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种带剪切环的抽芯铆钉
本专利技术属于航空航天紧固件领域，具体涉及一种带剪切环的抽芯铆钉。
技术介绍
随着新材料技术的发展，复合材料以其特殊性及成型工艺性，被广泛应用于航空飞机、直升机、歼击机、火箭、导弹、运载火箭和卫星飞行器结构件的制造。国际上开发的复合材料连接用紧固件为抽芯铆钉，抽芯铆钉具有重量轻、连接更可靠、强度高、安装方便快捷等特点，在各类航空航天器上得到了广泛应用。抽芯铆钉是一种单面铆接用的铆钉，组件主要由钉套、芯杆和必要的附加零件(如把芯杆锁在钉套内的锁环)所组成，芯杆是通过机械锁紧(不包括摩擦力)方式锁紧到钉套上。铆接时需使用专用铆接工具，如拉铆枪、旋铆枪等，由专用铆枪拉动抽钉，使之膨胀，起到铆接作用。抽芯铆钉特别适合于不便采用普通铆钉(须从两面进行铆接)的铆接场合，具有在狭小空间铆接成型、安装快捷等特点，相比其他连接用的紧固件具有很大优势。但普通抽芯铆钉的安装夹紧力有一定的限制，对于在夹层间隙较大的部位和弯曲度较大的结构使用时，其夹紧力往往达不到要求，铆紧效果不好，缝隙难以消除，易松动，严重时还会导致铆钉变形失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带剪切环的抽芯铆钉，能够提供较大的夹紧力，适用于需要较高板间拉紧要求的单面紧固的场合。本专利技术的带剪切环的抽芯铆钉，包括芯杆、钉套、剪切环、锁环和驱动砧片；所述芯杆中央设有断颈槽，断颈槽两侧分别为夹持段和铆接段，铆接段上紧邻颈槽设有锁环槽，铆接段中部靠近锁环槽还设有凹槽；所述剪切环卡装于所述凹槽上；所述钉套能够活动套装于所述芯杆上，且钉套尾部能够被所述剪切环限位；所述锁环卡装于所述锁环槽上，并位于所述芯杆和钉套之间；所述驱动砧片能够活动套装于所述芯杆上，且能够被钉套头部限位。其中，所述凹槽的直径d4≈d2，d4尺寸可以比d2尺寸稍大或稍小若干微米，且d4＞d1。其中，所述断颈槽的直径d1与夹持段的光杆杆径d2之间的比值介于68％～88％之间。其中，所述锁环槽自断颈槽一端起依次由第一圆锥台形段、圆柱形段以及第二圆锥台形段组成，第一圆锥台形段的圆锥角α1大于第二圆锥台形段的圆锥角α2，所述锁环具有与所述锁环槽相匹配的内壁结构。其中，所述铆接段的头部由第三圆锥台形段和帽组成，第三圆锥台形段的圆锥角α3优选为2°～10°。其中，所述钉套尾部内孔设有倒角α4，倒角α4与剪切环一端外圆设有的倒角α5相匹配，角度优选为36°～58°。其中，所述钉套头部的内孔设有台阶，当芯杆铆接段拉入钉套完成后，锁环能够进入台阶并发生轻微形变，卡接于台阶上。其中，所述剪切环的外径d3与凹槽的直径d4比值介于1.50～1.82之间。其中，所述锁环为一长环状结构，内壁设有第一直壁、第一斜壁、第二直壁、第二斜壁，分别与芯杆的夹持段光杆、锁环槽第一圆锥台形段、芯杆锁环槽圆柱形段、芯杆锁环槽第二圆锥台形段相匹配。其中，所述驱动砧片呈环形，活动套装于芯杆上，内径小于锁环的外径。本专利技术所提供的带剪切环的抽芯铆钉，与其它类的机械锁紧抽芯铆钉相比，带有剪切环，且芯杆头部具有锥度，铆接过程中可产生非常大的夹紧力，适用于需要较高板间拉紧要求的单面紧固的场合，可以在较大间隙以及轻微孔错位这些恶劣的装配应用中确保一致，永固的安装，消除板间的间隙。同时，该抽芯铆钉锁环嵌在芯杆锁环槽内，可避免锁环脱落的风险，提高了安装可靠性。本案通过铆钉中各个部分尺寸比例的优化设计，提高了铆钉整体的安装效率和可靠性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是芯杆与剪切环的结构示意图。图3是钉套的结构示意图。图4是锁环的结构示意图。图5是驱动砧片的结构示意图。图6是本专利技术在基体上的安装效果。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合具体附图对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供的带剪切环的抽芯铆钉，如图1所示，包括芯杆1、钉套2、剪切环3、锁环4和驱动砧片5。如图2所示，芯杆1由夹持段6和铆接段10组成，两段中间有一个断颈槽7，断颈槽7的直径d1与夹持段6的光杆杆径d2之间的比值介于68％～88％之间，使得芯杆1断裂前的安装过程保有足够的强度，并在安装完成时能够顺利断开。铆接段10上紧邻断颈槽7设有锁环槽8，用于锁环4的嵌入卡装，使芯杆1和钉套2的相互锁紧，锁环槽8自断颈槽7一端起依次由第一圆锥台形段13、圆柱形段14以及第二圆锥台形段15组成，第一圆锥台形段13的圆锥角α1大于第二圆锥台形段15的圆锥角α2，使得断颈槽7断裂后，锁环4能够牢固卡装于锁环槽8上防止脱落，并提供足够的夹紧力。铆接段10上靠近锁环槽8端设有凹槽9，用于剪切环3的嵌入卡装。凹槽9的直径d4≈d2，d4尺寸可以比d2尺寸稍大或稍小若干微米，且d4＞d1。使芯杆1可以保持足够的强度。夹持段6能够用于安装工具进行夹持拉拔。铆接段10的头部由第三圆锥台形段16和帽17组成，第三圆锥台形段16的圆锥角α3介于2°～10°之间。在铆接拉拔过程中，铆接段10会被拉入钉套2内部。铆接完成后，芯杆1会在断颈槽7处断裂，夹持段6脱落。如图2所示，剪切环3为一环状结构，内部有凸缘，嵌在芯杆1的凹槽9内。剪切环3一端外圆有倒角α5，与钉套2匹配，大小与钉套2尾部内孔倒角α4相等。剪切环3的外径d3与凹槽9的直径d4比值介于1.50～1.82之间，一方面使芯杆1保有足够的承载强度，一方面使剪切环3便于被剪切。铆接过程剪切环3在钉套2和芯杆1的凹槽9的共同作用下受到剪切力被剪断，一部分留在凹槽9中，另一部分随钉套2滑向芯杆1头部，最终使钉套2尾部膨胀变形，形成一个凸起。独立设置的剪切环3能够选取与芯杆1不同强度和塑性的材料，实现在保有芯杆1强度承载能力的同时，降低钉套2对剪切环3的剪断难度，顺利实现对剪切后变形夹紧的需要。如图3所示，钉套2为全空心结构。钉套2头部的内孔有一个台阶11，当芯杆1铆接段10拉入钉套2完成后，锁环4进入台阶11并发生轻微形变，卡在钉套2的台阶11上，使芯杆1不会脱落。钉套2尾部内孔有一个倒角α4，该倒角与剪切环的倒角α5匹配，介于36°～58°之间，倒角的匹配设计使剪切环3被顺利剪切后，能够在第三圆锥台形段16的圆锥角逐渐提高的限位作用下，顺利进入钉套2内部，从而使钉套尾部12在发生膨胀变形，形成一个凸起。如图4所示，锁环4为一长环状结构，其内壁有第一直壁18、第一斜壁19、第二直壁20、第二斜壁21四段，分别与芯杆1的夹持段6光杆、锁环槽7第一圆锥台形段13、芯杆锁环槽圆柱形段14、芯杆锁环槽第二圆锥台形段15相匹配。锁环4嵌在锁环槽8内，铆接完成后，锁环4的第一直壁18所在一端变形，卡在钉套2的台阶11上，将芯杆1牢牢锁住。如图5所示，驱动砧片5是一环形的垫圈，活动套装于芯杆1上，内径小于锁环4的外径。一方面用于在安装过程中作用于钉套2的头部，为钉套2提供驱动力，另一方面为锁环4提供变形力，使锁环4能够与台阶11顺利卡接。本专利技术抽芯铆钉的简要安装过程为：将上述带剪切环的抽芯铆钉，插入待连接的基体孔中。用拉铆枪夹持住芯杆1的夹持段6，对芯杆1进行拉拔，同时，铆枪头的另一结构抵住驱动砧片5，并作用于钉套2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带剪切环的抽芯铆钉，包括芯杆(1)、钉套(2)、剪切环(3)、锁环(4)和驱动砧片(5)；所述芯杆(1)中央设有断颈槽(7)，断颈槽(7)两侧分别为夹持段(6)和铆接段(10)，铆接段(10)上紧邻颈槽(7)设有锁环槽(8)，铆接段(10)中部靠近锁环槽(8)还设有凹槽(9)；所述剪切环(3)卡装于所述凹槽(9)上；所述钉套(2)能够活动套装于所述芯杆(1)上，且钉套(2)尾部能够被所述剪切环(3)限位；所述锁环(4)卡装于所述锁环槽(8)上，并位于所述芯杆(1)和钉套(2)之间；所述驱动砧片(5)能够活动套装于所述芯杆(1)上，且能够被钉套(2)头部限位。

【技术特征摘要】
1.一种带剪切环的抽芯铆钉，包括芯杆(1)、钉套(2)、剪切环(3)、锁环(4)和驱动砧片(5)；所述芯杆(1)中央设有断颈槽(7)，断颈槽(7)两侧分别为夹持段(6)和铆接段(10)，铆接段(10)上紧邻颈槽(7)设有锁环槽(8)，铆接段(10)中部靠近锁环槽(8)还设有凹槽(9)；所述剪切环(3)卡装于所述凹槽(9)上；所述钉套(2)能够活动套装于所述芯杆(1)上，且钉套(2)尾部能够被所述剪切环(3)限位；所述锁环(4)卡装于所述锁环槽(8)上，并位于所述芯杆(1)和钉套(2)之间；所述驱动砧片(5)能够活动套装于所述芯杆(1)上，且能够被钉套(2)头部限位。2.根据权利要求1所述的带剪切环的抽芯铆钉，其特征在于，所述凹槽(9)的直径d4≈d2，d4尺寸可以比d2尺寸稍大或稍小若干微米，且d4＞d1。3.根据权利要求1所述的带剪切环的抽芯铆钉，其特征在于，所述断颈槽(7)的直径d1与夹持段(6)的光杆杆径d2之间的比值介于68％～88％之间。4.根据权利要求1所述的带剪切环的抽芯铆钉，其特征在于，所述锁环槽(8)自断颈槽(7)一端起依次由第一圆锥台形段(13)、圆柱形段(14)以及第二圆锥台形段(15)组成，第一圆锥台形段(13)的圆锥角α1大于第二圆锥台形段(15)的圆锥角α2，所述锁环(4)具有与所述锁环槽(8)相匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晓娇，张晓玲，郗建豪，唐伟，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12