铆接技术的现状与发展
【关键词】铆接技术;广泛;面临挑战;现状与发展
0.前言
铆接技术是当今世界机械连接的先进技术之一,简单的说,铆接
是用铆钉把两个物体链接起来。相比于其他新兴的技术,铆接技术
起步较晚,而且前期发展相对缓慢,主要原因是传统铆接工艺面临
众多的问题,大大阻碍了它发展的脚步。但是近年来在高性能飞机
的研发等高端领域中,为了满足结构设计,它的优势再次受到人们
的重视,各种新型铆接工艺也在飞速的发展。铆接技术发展的前景
非常广阔,实用性也毋庸置疑,如果我们树立正确的理念,深入了
解学习,相信它会给我们带来巨大的收益。
1.传统铆接工艺的现状及缺点
1.1普通铆接工艺强度不足
铆接工艺采用过盈配合,为了能满足结构的可靠性、安全性、承
载能力等各方面要求,对铆接材料要求也越来越苛刻。传统的铆接
工艺,要实现均与的过盈配合比较困难,对于后夹层结构,普通铆
接很难做到压力均与分布到每个铆钉,更给结构稳定带来了隐患,
限制了铆接工艺的发展。
1.2新型轻质材料不能满足铆接要求
各种高端领域中,比如新型飞机的研发,要求结构减重,所以普
通金属再也满足不了这种需求,必须采用新型材料。如今,应用最
广泛的当属钛合金,但是普通铆接方法铆接钛合金时铆钉易产生裂
纹,这显然是不可取的。当然,采用热铆可以改善这一问题,但是
热铆填充质量太差,接头疲劳强度低,更从根本上违背了铆接的要
求。而且,对于复合材料,由于其本身性能的限制,根本不能采用
热铆,也正是因为这样的原因,铆接技术进入瓶颈期。
1.3大直径铆接难以实现
随着科技的发展,大直径铆接用的越来越多。我们知道,大直径
的铆接必须采用手铆,但是铆接过程中会产生巨大的后坐力和噪
声,难以忍受,对工人健康和生产效率都有严重的影响,这也是阻
碍铆接技术发展的巨大障碍。
2.铆接技术的分类和发展史
2.1早期的铆接
在很早以前,睿智的祖先们就已经发现了铆接的妙处。虽然它的
不可拆卸的连接方式,大大的降低了工件的稳定性,但是它工作原
理简单,而且有很强的连接性,制作也简单方便,原料也容易获得。
它不仅能够衔接木材,对于多种金属和非金属也是能够适用的,更
甚者,在制作结构复杂的工件时,也大大的减少了工作的难度。在
早期,铆接技术虽然没有得到广大的重视和关注,但他为我们现在
铆接工艺奠定了深厚的基础,也为现代铆接技术做出了重大贡献。
随着现代工业的进步和提高,科技的发展,这也要求现代铆接结构
和铆接工艺要注入新时代的元素,要有科技含量。这也促使人们不
断加强各种新工艺、技术研究,使各种花样层出不穷。
2.2冲压铆接
在铆接技术发展中,最早出现的是冲压铆接。它的工艺方法是铆
头在垂直方向上作上下运动,利用其产生的巨大压力将铆件铆合在
一起。冲压铆接技术大大改善了早期铆接技术的不足,便利了人们
的生产生活,但也具有其自身的不足之处。例如,在利用巨大压力
压紧铆件时,铆件会产生变形或是密封不严的状况,大大影响了铆
件的性能和铆件的实用性。随着科技的快速发展,技术的变革,冲
压铆接也在不断地革新,不再是传统的单一铆接形式。现代人们利
用机器劳作,电子控制,快速有效的工作,这不仅减轻了人们的工
作负担,也大大的提高了工作效率。并且在模具、设备和成型工艺
等方面取得了一定的成就,有广泛的发展前景。
2.3摆碾铆接技术
20世纪70年代出现了摆碾铆接技术。其工艺方法为:铆头轴线
与被铆件轴线成一定夹角。矛头铆接时,每次只接触工件的一个点
区域,在较小的压力作用下变形,然后通过摆动将变形区扩展到整
个变形面,而不产生冲击。这钟方法避免了工件被冲击而产生的变
形,曾经被广泛使用,但是随着实践的检验,这种方法也有了弊端,
就是铆头轴承工作条件恶劣,无法大批量生产,生产效率低。
2.4滚压铆接技术
针对原有铆接技术控制精度不高,控制方式单一的弊端,应运而
生了一种新的铆接方式—滚压铆接技术。其工艺方法如下:利用回
转成型模具使金属变形达到联结的效果。滚压过程中。滚轮对被铆
件逐点压下,近似点接触,单位力较大,适合加工高强度难变形材
料。滚压铆接技术一经提出就大大改善了产品质量的不稳定,废品
率极高的问题,同时也提高了铆接的效率,增强了在国际市场竞争
力。
2.5 tox圆点铆接技术
20世纪90年代,tox圆点铆接技术被投入生产。tox圆点铆接技
术是一种更具技术性和经济性的连接方法,属于无铆钉铆接技术。
该技术就是利用tox气、液增力缸式冲压设备和一种独特链接模具,
通过一个冲压过程,一句板件本身的工艺性能挤压成形,形成tox
圆点。它可将厚度不同的两层或多层板件连接起来,对板件表面无
任何要求,自动化程度高。当然,tox圆点铆接技术也是有一定的
应用范围,还需要更进一步的改善和开发。
此后,陆续出现了tox圆点与液压相结合的铆接,无腔铆接等新
技术。都是铆接技术的发展产物。随着科技的进步,铆接技术也在
不断发展,其现代化应用对提高劳动效率、经济效率都有着很重要
的现实意义。
3.新型电磁铆接技术的兴起
3.1电磁铆接技术的应用
针对传统铆接技术存在缺陷这一问题,美国和俄罗斯已经率先研
发出了电磁铆接设备并投入了使用。与传统铆接相比,电磁铆接具
有以下优点:加载速率高、应变率大、材料的变形方式不同于压铆
等静态加载。此设备一经试用便取得了令人可喜的经济效益,它不
仅实现了对新型轻质材料的理想配合,而且还大大改善了普通铆接
技术工艺强度不足的致命问题,完善了铆件结构,使铆件的寿命有
了跨越性的提高。随后,又有低电压电磁铆接技术新鲜出炉,此技
术方法具有噪音小、连接强度高、生产效率高的优点,近来随着计
算机行业以及全自动数控技术的发展,电磁铆接技术已经逐步迈入
全自动化的行列。
3.2电磁铆接技术在国内的发展前景
介于我国铆接技术的现状,早已投入资金深入研究此项技术,并
且取得了一定的研究成果。九十年代,我国已成功研发出了我国第
一台中压电磁铆接设备,并在全国得到了推广应用。现在,我国更
是应现代化需求和未来需要,接连解决了高电压铆接质量、设备的
安全可靠性等方面的难题,成功研制出了性能优越的低电压电磁铆
接技术,而且已经达到了工程应用的水平,并且在设备结构设计、
数字控制和关键元器件配套等方面都颇有建树。我们可以预见,电
磁铆接技术将不断地改进、完善和推广,也将为国家带来巨大收益。
同时我们不能骄傲自满,我们必须承认,与发达国家的科技水平还
有很遥远的距离,还要等我们踏实奋进,勤劳攻关。
4.结语
在现代工业技术日益发展的今天,机械连接仍不可或缺,铆接技
术在很长一段时间内仍将是主要的连接方法。铆接技(下转第131
页)(上接第80页)术的应用范围很广,大量运用在航空航天、汽
车制造及维修、船舶、五金等制造业中。铆接技术包含的知识很多,
我们现在接触的知识一小部分,时代在进步,科学技术更在进步,
我们要想更深的了解铆接技术,就必须加深理念,虚心务实,了解
它的发展方向,与时俱进,斧正自己思想的航向,提出新的思想,
这样科学才会发展,时代才会进步。 [科]
【参考文献】
[1]曹增强.铆接技术发展状况.航空学报,2000.
[2]良辰.航空制造技术.新视点,2010.