機械設(shè)計

鉚接焊接和膠接鉚接具有工藝設(shè)備簡單、抗振、耐沖擊、傳力均勻和牢固可靠等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑結(jié)構(gòu)、鍋爐制造、造船、重型機械和飛機制造等領(lǐng)域。隨著焊接和膠接的發(fā)展，鉚接的應(yīng)用正逐漸減少，主要原因有鉚接結(jié)構(gòu)較笨重、被連接件上的預(yù)鉆孔使結(jié)構(gòu)強度受到削弱、鉚接噪音一般較大等。鉚釘連接，簡稱鉚接，是一種利用鉚釘?shù)淖冃螌蓚€或多個部件緊密地連接在一起且不可拆的靜連接。

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接1a)b)c)鉚接的典型結(jié)構(gòu)如圖7-1所示，主要由鉚釘1和被連接件2、3組成，或附加輔助墊板4。鉚釘與被連接件及輔助墊板一起構(gòu)成的連接部分稱為鉚接縫，簡稱鉚縫。a)搭接鉚縫b)單墊板對接鉚縫c)雙墊板對接鉚縫1-鉚釘2、3-被連接件4-輔助墊板

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接2a)半圓頭鉚釘b)鉚合后結(jié)構(gòu)d-鉚釘公稱桿徑l-鉚釘未鉚合前桿身長度K、R、r

、dK-鉚釘?shù)钠渌叽鏰)b)鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖所示，其一端有預(yù)制頭，另一端在鉚合前為直桿，鉚合后形成鉚成頭。被連接件的預(yù)鉆孔直徑應(yīng)略大于鉚釘公稱桿徑d，以確保鉚釘能夠順利穿過。鉚接的過程稱為鉚合，主要流程為在被連接件的預(yù)鉆孔內(nèi)放置鉚釘，使用端模制出鉚釘另一端的鉚成頭。鉚合時需要全部或局部加熱鉚釘?shù)姆Q為熱鉚，直徑大于12mm的鋼鉚釘多用熱鉚。

鉚合時不加熱鉚釘?shù)姆Q為冷鉚，鋁合金鉚釘和直徑小于12mm的鋼鉚釘一般用冷鉚。

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接2常用鉚釘在鉚合后的結(jié)構(gòu)，包括半圓頭、平頭、平錐頭、沉頭和半沉頭。鉚釘有實心和空心兩大類。實心鉚釘一般用于連接受力大的金屬零件，空心鉚釘多用于連接受力較小的薄板或非金屬零件。鉚釘多已標(biāo)準(zhǔn)化，詳細尺寸可以查看國家標(biāo)準(zhǔn)。a)半圓頭鉚釘b)平頭鉚釘c)平錐頭鉚釘d)沉頭鉚釘

e)半沉頭鉚釘

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接2一般的鉚釘需要從被連接件的兩面進行鉚接操作，對于某些受結(jié)構(gòu)限制只能單面操作的場合需要用到盲鉚釘，主要有抽芯鉚釘和擊芯鉚釘。如圖所示為抽芯鉚釘及鉚合后的結(jié)構(gòu)，抽芯鉚釘插入被連接件的預(yù)鉆孔后，釘芯受軸向拉力使釘體變形而形成盲鉚頭。a)抽芯鉚釘b)盲鉚釘鉚合后的結(jié)構(gòu)

1-突出2-盲鉚頭

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接2當(dāng)鉚釘所受橫向力小于被連接件接觸面最大摩擦力時，外載荷通過摩擦力傳遞。當(dāng)鉚釘所受橫向力大于被連接件接觸面最大摩擦力時，被連接件發(fā)生相對滑動，鉚釘桿身將與被連接件的孔壁接觸，使得部分載荷通過桿孔互壓傳遞。鉚縫受外載荷作用時可能的損壞形式一般包括鉚釘被剪斷、被連接件的孔壁被壓潰和被連接件拉斷等。a)鉚釘被剪斷b)被連接件的孔壁被壓潰c)被連接件拉斷

鉚接、焊接和膠接

7.1

鉚接2根據(jù)鉚釘所受的最大外力Fmax

(N)，校核鉚釘抗剪強度的公式為

鉚接、焊接和膠接校核被連接件的抗擠壓強度的公式為

7.1

鉚接2焊連接，簡稱焊接，是一種通過加熱或加壓或兩者并用，使兩個以上的金屬件在連接處形成原子或分子間結(jié)合而構(gòu)成的不可拆連接。焊接可分為電弧焊、電阻焊、高能焊和釬焊等。

鉚接、焊接和膠接

7.2

焊接2u焊接主要用于金屬構(gòu)架或殼體的制造、在機械零件制造中用焊接代替鑄造、用分開制造再焊接的方法制

造大型或形狀復(fù)雜的零件。u相比于鉚接，焊接具有接頭強度高、工藝過程簡單、緊密性好、噪音小、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活等優(yōu)點。u但在結(jié)構(gòu)承受沖擊載荷時，焊接不如鉚接可靠，焊接質(zhì)量也不如鉚接容易從外部檢查。

鉚接、焊接和膠接

7.2

焊接2焊件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分稱為焊縫。電弧焊常用的焊縫形式，主要包括對接焊縫、角焊縫和塞焊縫。對接焊縫用于連接同一平面內(nèi)的被連接件，角焊縫用于連接不同平面內(nèi)的被連接件，塞焊縫通過一個零件a)對接焊縫b)角焊縫c)塞焊縫S-熔深a-名義焊喉厚度d-接合面處塞孔直徑

鉚接、焊接和膠接中的孔槽部分與另一個零件中的壓蓋部分之間焊接形成。

7.2

焊接2電弧焊的焊接材料包括焊條、焊絲和保護氣體等。焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極。

焊絲是作為填充金屬或同時作為導(dǎo)電用的金屬絲焊接材料。電弧焊用的保護氣體包括氬氣、氦氣和二氧化碳氣體。

鉚接、焊接和膠接

7.2

焊接2影響焊縫強度的主要因素包括焊接材料、焊接工藝和焊縫結(jié)構(gòu)。(1)由于焊縫的熔融金屬中既有母材金屬成分又有焊條成分，因此母材金屬成分和焊條成分共同影響焊縫強度。(2)不適當(dāng)?shù)暮附禹樞驎疠^高的焊縫應(yīng)力，可能使焊縫在冷卻收縮時斷裂。不正確的焊接工藝還可能造成未焊透、夾渣、咬邊等缺陷，使焊縫強度降低。(3)焊縫結(jié)構(gòu)影響焊縫中的應(yīng)力分布。合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)使被焊件平緩結(jié)合并使焊縫受力比較均勻。

鉚接、焊接和膠接

7.2

焊接2膠接是利用膠接劑在一定條件下把被連接件連接在一起的連接。u在機械制造中，膠接與鉚接、焊接、螺紋連接相比，具有應(yīng)力分布較均勻、傳力面積大、可膠接不同材料、較好的密封性、工藝簡單等優(yōu)點，u膠接也有一些缺點，包括耐熱性差、抗剝離性能差、

工藝難控制等。u

目前膠接在航空、儀表、輕工、汽車、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

鉚接、焊接和膠接

7.3

膠接2

鉚接、焊接和膠接常用的膠接接頭形式，主要包括對接、搭接、平接、角接、T形接和套接等。a)對接b)搭接c)平接d)角接e)T形接f)套接

7.3

膠接2被連接件的材料膠接劑鋼鐵環(huán)氧-聚酰胺膠、環(huán)氧-多胺膠、環(huán)氧-丁腈膠等銅及其合金環(huán)氧-聚酰胺膠、環(huán)氧-丁腈膠、酚醛-縮醛膠等鋁及其合金環(huán)氧-聚酰胺膠、環(huán)氧-縮醛膠、環(huán)氧-丁腈膠等不銹鋼環(huán)氧-聚酰胺膠、酚醛-丁腈膠、聚氨酯膠等鎂及其合金環(huán)氧-聚酰胺膠、酚醛-丁腈膠、聚氨酯膠等鈦及其合金環(huán)氧-聚酰