◆王青杰

淺談鉚釘加工行業(yè)的設計改進與發(fā)展

◆王青杰

對鉚釘行業(yè)市場進行分析，提出存在的問題點，通過鉚釘結(jié)構(gòu)設計試驗，分析出鉚釘锪窩孔裂紋應力強度受到的影響情況，得出試驗結(jié)論和建議，對鉚釘加工廠家給出了設計方面的建議和營銷方面的建議，促進鉚釘加工行業(yè)快速發(fā)展。

密封圈；設計改進；行業(yè)發(fā)展

一、鉚釘行業(yè)市場分析

螺栓、螺母、抽芯鉚釘?shù)染o固件是應用最廣泛的機械基礎件，多年來一直保持著快速增長的勢頭，效益和質(zhì)量不斷提高。目前工業(yè)產(chǎn)值大致有80億元左右，大大小的企業(yè)有1000多家，大都集中的中低端市場，價格魚目混珠，質(zhì)量參差不齊。抽芯鉚釘主要分三大類：普通開口抽芯鉚釘、封閉型抽芯鉚釘和結(jié)構(gòu)型抽芯鉚釘。國內(nèi)大多數(shù)廠家只能生產(chǎn)附加值低的普通抽芯鉚釘，結(jié)構(gòu)型鉚釘基本由兩家跨國公司HUCK(美鋁Alcoa)和AVDEL（浩明）壟斷，國內(nèi)企業(yè)受到技術(shù)制約，生產(chǎn)設備也得不到提高，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品大多為仿制品，在結(jié)構(gòu)尺寸上基本相同但內(nèi)在功能形式無法實現(xiàn)，普通的鉚釘基本可以實現(xiàn)國產(chǎn)化，但是結(jié)構(gòu)性抽芯鉚釘還不能制造出來，僅僅是模仿外表面。

二、鉚釘結(jié)構(gòu)設計試驗

鉚釘锪窩孔為120°孔，材料為2524-T3鋁合金，彈性模量E=70GPa，泊松比v=0.3。

（一）不含鉚釘填充時锪窩孔邊角裂紋情況。鉚釘裝配時锪窩孔在加工過程中存在裂紋現(xiàn)象，在锪窩孔成型中計算未放置鉚釘?shù)那闆r下應力強度變化可以看出：隨著裂紋長度的增加，承插孔裂紋前緣應力強度逐漸減少。不同的鉚釘锪窩孔裂紋長度、锪孔邊角扇形裂紋應力強度因子的最小的α=60°附近，α=0°和α=120°在最大值應力強度因子的位置。

（二）含鉚釘填充凈配合時锪窩孔邊角裂紋情況。在不同的裂紋長度包含在鉚釘?shù)膬襞浜蠒r，得到了每個裂紋邊緣的規(guī)則應力強度因子分布?？梢钥闯觯弘S著裂紋長度的增加，承插孔裂紋前緣應力強度逐漸減小。不同的鉚釘锪窩孔裂紋長度、锪孔邊角扇形裂紋應力強度因子的最小的α=60°附近，最大應力強度因子α= 0°。

（三）含鉚釘填充干涉配合時锪窩孔邊角裂紋情況。干涉鉚接是指釘桿和釘孔之間的密切配合。它是一種連接加固技術(shù)，可顯著提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，并獲得良好的密封效果。過盈配合的過盈量指的是鉚釘孔膨脹后所造成的，在不同锪窩孔裂紋長度的情況下，應力強度隨著干涉變化而變化。

三、試驗結(jié)論及建議

鉚釘锪窩孔邊的裂紋應力強度隨鉚釘與锪窩孔干涉量的增加近似成二次拋物線分布，鉚釘與锪窩孔間最佳干涉量為0.7%，且鉚釘與锪窩孔的干涉量在0.5%～1.1%范圍內(nèi)可有效地降低裂紋前緣處應力強度的大小。鉚釘生產(chǎn)廠商應注意應力強度受干涉影響最小的情況，在加工過程中對裂紋前緣0°，60°，120°位置考慮消除應力強度，

四、鉚釘加工行業(yè)的發(fā)展

（一）加大技術(shù)研發(fā)力度。通過試驗分析推出自己的專利產(chǎn)品，成為新的經(jīng)濟增長點，不斷提升自己的品牌影響力。1） 開發(fā)高強度、高附加值的產(chǎn)品，開發(fā)非標的結(jié)構(gòu)新穎的產(chǎn)品，研究生產(chǎn)技術(shù)和應用技術(shù)開發(fā)汽車用特種鉚釘、航空用特種鉚釘和IT用特種鉚釘?shù)鹊?。每年都應該向市場推出新產(chǎn)品，并保持這種領先地位。2）順應歷史潮流,研究開發(fā)綠色環(huán)保材料。與原材料商合作，研究一些新的原材料，對相關(guān)加工行業(yè)開展新技術(shù)新工藝的研究。 加強耐高溫、高耐磨、鉚合力強的特殊鉚釘材料的應用研究。3）研究高效設備和新型加工方法，提高冷鐓用原材料加工水平，提升勞動生產(chǎn)效率，緩解了勞動力成本上升的壓力。 研究特種鉚釘生產(chǎn)過程中在線檢測技術(shù)和檢測設備的應用。研究一次性產(chǎn)品模具工藝等。

（二）建設新產(chǎn)品的營銷平臺。緊緊依靠城市交通、航空航天、電子電器、建筑等產(chǎn)業(yè)，努力發(fā)展高性能、高強度、高附加值產(chǎn)品。利用龐大的客戶基礎，區(qū)別于傳統(tǒng)營銷模式的零售、批發(fā)、直營等方式，采取連鎖加盟的方式，與各地有實力的經(jīng)銷商開展廣泛的合作，結(jié)成緊密的廠銷利益共同體。

[1]沈海軍.锪窩孔邊扇形角裂紋應力強度因子的三維有限元分析.航空學報，2013，23(2):106-110.

[2]郭萬林.飛機譜載下鋁合金锪窩孔結(jié)構(gòu)腐蝕疲勞研究.力學學報，2014，35(1):21-24.

[3]王鋒.三維裂紋應力強度因子的有限元計算分析.航空計算技術(shù)，2016，36(3):125-127.

（作者單位：中國電子科技集團公司第三十八研究所）