模块十二 铆接与粘接（课件）《钳工工艺与技能训练》同步精品课堂（机工版·第4版）

模块十二 铆接与粘接 钳工工艺与技能训练 机工版第四版 同步精品课堂 1 目录 一、铆接 （一）铆接概述 （二）铆接种类 （三）铆接件的接合 （四）铆钉种类 （五）铆接工具 （六）铆钉直径、长度及通孔直径的确定 （七）铆接方法 二、粘接 （一）粘接概述 （二）粘合剂 （三）粘接工艺 三、巩固练习 素质提升 同步精品课堂 同步精品课堂 一、铆接 同步精品课堂 一、铆接 （一）铆接概述 用铆钉连接两个或两个以上的零件或构件的操作方法称为铆接。 铆接的过程是：将铆钉插入被铆接工件的孔内，将铆钉头紧贴工件表面，然后将铆钉杆的一端镦粗成为铆合头。 目前，在很多零件连接中，铆接已被焊接代替。但因铆接具有使用方便、操作简单、连接可靠、抗振和耐冲击等特点，所以在桥梁、机车、船舶和工具制造等方面仍有较多的应用。 同步精品课堂 一、铆接 （二）铆接种类 铆接种类 按使用要求 分类 活动铆接 固定铆接 强固铆接 紧密铆接 强密铆接 按使用方法 冷铆 热铆 混合铆 同步精品课堂 一、铆接 （二）铆接种类 1．按使用要求分类 （1）活动铆接（铰链铆接）：活动铆接的结合部分可以方法相互转动，如内外卡钳、划规、剪刀等。 （2）固定铆接：固定铆接的结合部分是固定不动的。这种铆接按用途和要求不同，还可分为强固铆接、紧密铆接和强密铆接。 1）强固铆接（坚固铆接）：应用于结构需要有足够的强度，承受强大作用力的地方。 2）紧密铆接：应用于低压容器装置，这种铆接只能承受很小的均匀压力，但要求接缝处非常严密，以防止渗漏。 3）强密铆接（坚固紧密铆接）：这种铆接不但要承受很大的压力，而且要求接缝非常紧密，即使在较大压力下，液体或气体也不能渗漏。 同步精品课堂 一、铆接 （二）铆接种类 2．按铆接方法不同分类 （1）冷铆：冷铆是指在铆接时，铆钉无须加热，直接镦出铆合头。直径在8mm以下的钢制铆钉都可以用冷铆方法铆接。采用冷铆时，铆钉的材料必须具有较好的塑性。 （2）热铆：热铆是指先把整个铆钉加热到一定温度，再铆接。因铆钉受热后塑性好，容易成形，而且冷却后铆钉杆收缩，故可加大结合强度。热铆时，要把铆钉孔直径放大0.5～1mm，使铆钉在热态时容易插入。直径大于8mm的钢铆钉多用热铆。 （3）混合铆：混合铆是指在铆接时，只把铆钉形成铆合头的一端加热。对于细长的铆钉，采用这种方法可以避免铆接时铆钉杆的弯曲。 同步精品课堂 一、铆接 （三）铆接件的接合 1．铆接的基本形式 铆接连接的基本形式是由零件相互接合的位置所决定的，主要有以下三种： （1）搭接连接：图a所示为两块平板搭接，搭接后两块板料错位。图b所示为一块板折边后搭接，此种搭接方式除铆接处外，其余各处平整。 搭接连接 a）两平板搭接　b）折边搭接　　　　 同步精品课堂 一、铆接 （三）铆接件的接合 （2）对接连接：图a所示为单盖板式连接，只在一边加盖板。图b所示为双盖板式连接，在两边均加上盖板，连接强度要高于前者。 （3）角接连接：图a所示为单角钢式，在一个方向加上角钢组成角度连接，连接角度可由角钢的角度决定。图b所示为双角钢式，在两个方向均加有角钢，此种连接方式一般只用于90°，连接强度要高于前者。 　　　　　 对接连接　　　　　　　 角接连接 a）单盖板式　b）双盖板式　　 　 a）单角钢式　b）双角钢式 同步精品课堂 一、铆接 （三）铆接件的接合 2．铆道 铆道是指铆钉的排列形式。根据铆接强度和密封的要求，铆钉的排列有多种形式，如下图所示。 铆钉的排列形式 a）单排　b）双排　c）多排　d）多排交错 同步精品课堂 一、铆接 （三）铆接件的接合 3．铆距 铆距是指铆钉与铆钉间或铆钉与铆接板边缘的距离。在铆接连接结构中，有三种隐蔽性的损坏情况：沿铆钉中心线的板被拉断、铆钉被剪切断裂、孔壁被铆钉压坏。因此，按结构和工艺的要求，铆钉的排列距离有一定的规定。如铆钉并列排列时，铆钉距t≥3d （d为铆钉直径）。 铆钉中心到铆接边缘距离的确定方法：如果铆钉孔是钻孔，则此距离约为1.5d；如果铆钉孔是冲孔，则此距离约为2.5d。 同步精品课堂 一、铆接 （四）铆钉种类 铆钉可按形状、用途和材料不同进行分类。 1．按铆钉的形状分类 a）半圆头铆钉　b）沉头铆钉　c）平头铆钉　 d）半圆沉头铆钉　e）空心铆钉　f）传动带铆钉 同步精品课堂 一、铆接 （四）铆钉种类 铆钉可按形状、用途和材料不同进行分类。 1．按铆钉的形状分类 （1）半圆头铆钉（图a）常应用于钢结构的屋架、桥梁、车辆、船舶及起重机等强固铆接。 （2）沉头铆钉（图b）常用于制件表面要求平整，不允许有外露部分的铆接。 （3）平头铆钉（图c）常用于一般无特殊要求的铁皮箱、防护罩及其他结合件中的铆接。 （4）半圆沉头铆钉（图d）常用于要求铆接处表面有微小的凸起，防止滑跌的地方，如踏脚板和楼梯板等的铆接。 （5）空心铆钉（图e）常用于铆接处有空心要求的地方，如电器组件的铆接。 （6）传动带铆钉（图f）常用于传动带的铆接。 同步精品课堂 一、铆接 （四）铆钉种类 铆钉可按形状、用途和材料不同进行分类。 1．按铆钉的形状分类 除了以上常规的铆钉外，还有抽芯铆钉（图a）和击芯铆钉（图b），它们又各有扁圆头和埋头两种形状。 a）击芯铆钉　b）抽芯铆钉 同步精品课堂 一、铆接 （四）铆钉种类 铆钉可按形状、用途和材料不同进行分类。 2．按铆钉的材料分类 制造铆钉的材料要有好的塑性，常用铆钉的材料有钢、黄铜、纯铜和铝等。 铆钉材料应尽量和铆接件的材料相近。 同步精品课堂 一、铆接 （五）铆接工具 铆接时的主要工具有以下几种： 1．锤子 常用的有圆头锤子和方头锤子，以圆头锤子应用较多。锤子的大小应根据铆钉直径的大小来选用，通常适用的重量是250～500g。 2．压紧冲头 当铆钉插入孔内后，用它使被铆合的工件互相压紧。 3．罩模和顶模 罩模和顶模都有半圆形的凹球面，经淬火和抛光，按照铆钉的半圆头尺寸制成。罩模用于铆接时制作出完整的铆合头，柄部常制成圆柱形。顶模夹在台虎钳上，铆接时顶住铆钉的头部，以便进行铆接工作而不损伤铆钉头。 同步精品课堂 一、铆接 （五）铆接工具 铆接时的主要工具有以下几种： 1．锤子 常用的有圆头锤子和方头锤子，以圆头锤子应用较多。锤子的大小应根据铆钉直径的大小来选用，通常适用的重量是250～500g。 2．压紧冲头 当铆钉插入孔内后，用它使被铆合的工件互相压紧。 3．罩模和顶模 罩模和顶模都有半圆形的凹球面，经淬火和抛光，按照铆钉的半圆头尺寸制成。罩模用于铆接时制作出完整的铆合头，柄部常制成圆柱形。顶模夹在台虎钳上，铆接时顶住铆钉的头部，以便进行铆接工作而不损伤铆钉头。 a）压紧冲头　b）罩模　c） 顶模 同步精品课堂 一、铆接 （六）铆钉直径、长度及通孔直径的确定 铆接时，为了保证铆接的质量，需要进行铆钉尺寸的计算，计算内容包括铆钉直径、长度及通孔直径等。 1．铆钉直径的确定 铆钉在工作中承受剪力，它的直径是由铆接强度决定的，其直径大小与被连接件的厚度、连接形式，以及被连接件的材料等多种因素有关。当被连接件厚度相同时，铆钉直径等于板厚的1.8倍；当被连接件厚度不同，采取搭接连接时，铆钉直径等于最小板厚的1.8倍。标准铆钉直径可在计算后按下表所列数值圆整。 公称直径 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 通孔 直径 精装配 2.1 2.6 3.1 4.1 5.2 6.2 8.2 10.3 粗装配 2.2 2.7 3.4 4.5 5.6 6.6 8.6 11 同步精品课堂 一、铆接 （六）铆钉直径、长度及通孔直径的确定 2．铆钉长度的确定 铆接时，铆钉所需长度L，除了被铆接件的总厚度s外，还要为铆合头留出足够的长度l（如图）。因此，半圆头铆钉铆合头所需长度应为圆整后铆钉直径的1.25～1.5倍；沉头铆钉铆合头所需长度应为圆整后铆钉直径的0.8～1.2铆钉长度的计算倍；击芯铆钉的伸出部分长度应为2～3mm；抽芯铆钉的伸出部分长度应为3～6mm。 3．通孔直径的确定 在铆接连接中，通孔的大小，应随着连接要求的不同而有所变化。如孔径过小，使铆钉插入困难；过大，则铆合后的工件容易产生松动。 同步精品课堂 一、铆接 （七）铆接方法 1．半圆头铆钉的铆接 先把铆合件彼此贴合，划线、钻孔、倒角、去毛刺，然后插入铆钉，把铆钉原头放在顶模中，用压紧冲头压紧板料（图a），再用锤子镦粗铆钉伸出部分（图b），并将四周锤击成形（图c），最后用罩模修整（图d）。 半圆头铆钉的铆接 同步精品课堂 一、铆接 （七）铆接方法 2．沉头铆钉的铆接 沉头铆钉的铆接同半圆头铆钉的铆接一样，是将几个零件通过铆接连接起来，铆接铆头不突出于工件表面，故常用于表面要求平整光洁的场合，其铆接过程如图标示。如果用现成的埋头铆钉铆接，只要将铆合头一端的材料，经锤击填平埋头座即可。 沉头铆钉的铆接 同步精品课堂 一、铆接 （七）铆接方法 3．空心铆钉的铆接 将铆钉插入孔内后，先用样冲冲压一下，使铆钉孔口张开，与工孔口贴紧（图a），再用特制冲头使翻开的铆钉孔口贴平于工件孔口（图b）。 空心铆钉的铆接 同步精品课堂 一、铆接 （七）铆接方法 4．击芯铆钉的铆接 将击芯铆钉插入铆件孔后，用锤子敲击钉芯（图a），当钉芯敲到与铆钉头相平时，钉芯即被击到铆钉杆的底部（图b）。由于钉芯的一端呈四棱锥形，故铆钉伸出件的部分沿印痕向四面胀开，这样工件就被铆合。 击心铆钉的铆接 同步精品课堂 一、铆接 （七）铆接方法 5．抽芯铆钉的铆接 先将抽芯铆钉插入铆件孔内，并将伸出铆钉头的钢钉（即钉芯）插入拉铆枪（图a）头部的孔内，然后启动拉铆枪，由于钉芯的一端是制成凸缘形的，随着钉芯的抽出，伸出铆件的铆钉杆在凸缘的作用下自行膨胀形成铆合头，待工件铆牢后，钉芯即在凹槽处断开而被抽出（图b）。 拉铆枪 　抽芯铆钉的铆接过程 同步精品课堂 二、粘接 （一）粘接概述 粘接是指用粘合剂把不同或相同材料牢固地连接在一起。 粘接效果的好坏，主要受粘合剂的影响。近年来，随着粘合剂制造技术的日益发展，粘接成形越来越引起人们的重视。粘接工艺操作方便，连接可靠，在各种机械设备制造及修复过程中取得了良好的效果。 目前，在新设备制造过程中，已逐步采用粘接技术，可达到以粘代铆、以粘代机械夹固的效果，并可解决过去某些连接方式所不能解决的问题，简化复杂的机械结构和装配工艺。如今，粘接技术已在航空航天、机械、电子、轻工领域及日常生活中被广泛使用。例如，大型客机上钣金粘接件，战斗机中的粘接蜂窝结构，以及人造卫星上数以千计的太阳能电池，均使用了粘接技术。 同步精品课堂 二、粘接 （二）粘合剂 1．粘合剂的分类 按化学成分 分类 有机粘接剂 天然 骨胶、松香 合成 树脂胶、橡胶胶 无机粘接剂 磷酸盐类、硅酸盐类 按用途分类 结构粘接剂 非结构粘接剂 同步精品课堂 二、粘接 （二）粘合剂 2．常用结构粘合剂的特点和应用范围 （1）环氧树脂胶：简称环氧胶，是目前使用量最大、使用面最广泛的一种结构粘合剂。环氧胶的粘接强度高，可粘材料的范围广，施工工艺性能良好，配制使用方便，固化后体积收缩率较小，产品尺寸稳定，使用温度范围广，且对人体无毒性。环氧胶的主要缺点是耐热性不够高，产品接头的脆性较大。 （2）聚氨酯胶：具有与环氧胶类似的优点，如价廉、工艺简便、可粘材料范围广等，但它的交联度比环氧胶小，性能上接近于热塑性树脂。 （3）酚醛树脂胶：酚醛结构粘合剂的特点是粘接力强，适用材料范围广，耐热性和耐湿热老化性能好。酚醛树脂胶的刚性较大，因此粘接结构的长时使用尺寸稳定性好，但疲劳强度相对较差，产品收缩较大。 （4）聚酰亚胺胶、双马来酰亚胺胶：二者均属航空航天用高温结构粘合剂，一般较贵，通常必须低温储存，室温下开放储存的寿命仅几个小时。 （5）丙烯酸酯胶：既包括甲基丙烯酸酯类的厌氧胶，也包括α-氰基丙烯酸酯类的各种快干胶或瞬间胶，它们共同的优点是单液型，低粘度，固化温度低而固化速度快，粘接强度高，毒性小等。 同步精品课堂 二、粘接 （二）粘合剂 3．粘合剂的选择 正确地选择粘合剂一般应遵循以下几项原则： 1）粘合剂必须能与被粘材料的种类和性质相容。 2）粘合剂的一般性能应能满足粘接接头使用性能（力学条件和环境条件）的要求，并需注意，同一种胶所得的接头性能会因固化条件不同而有较大差异。 3）考虑粘接工艺的可行性、经济性，以及性能与费用的平衡。 同步精品课堂 二、粘接 （二）粘合剂 3．粘合剂的选择 　胶粘剂种类   被粘 材料 环氧胶 酚醛树脂胶 聚氨酯胶 丙烯酸酯胶 双马来酰亚胺胶 聚酰亚胺胶 氰基丙烯酸酯胶 不饱和聚酯胶 有机硅胶 结构钢 △ △ △ △ △ △   △   铬镍钢 △ △ △ △ △ △     △ 铝及铝合金 △ △ △ △ △ △ △ △   铜及铜合金 △   △ △ △ △       钛及钛合金 △ △ △ △ △       △ 玻璃钢 △ △   △ △ △   △   适用于不同结构材料的粘合剂 1）粘合剂必须能与被粘材料的种类和性质相容 2）粘合剂的一般性能应能满足粘接接头使用性能（力学条件和环境条件）的要求，并需注意，同一种胶所得的接头性能会因固化条件不同而有较大差异。 3）考虑粘接工艺的可行性、经济性以及性能与费用的平衡。 同步精品课堂 二、粘接 （三）粘接工艺 1．表面处理：粘接前要对粘接面进行表面处理。金属件的表面处理包括清洗、脱脂、机械处理和化学处理等。非金属件一般只进行机械处理和溶剂清洗。 2．预装：表面处理后，应对粘接件进行预装检查，主要检查粘接件之间的接触情况。 3．配胶与涂胶：粘合剂应按其配方配制。在室温下固化的粘合剂，还应考虑其固化时间。 4．合拢和固化：合拢后应适当按、锤、滚压，以挤出微小胶圈为宜。固化温度、压力和时间是最重要的质量控制参数，皆须视粘合剂组分而定。 5．质量检验：早期主要采用敲击法和超声波检验，现在还可采用C扫描、多层C扫描、电磁检验法等。 同步精品课堂 三、巩固练习 素质提升 1.什么是铆接？铆接如何分类？ 2.用沉头铆钉铆接厚度为4mm的两块钢板，求铆钉直径和长度。 3.什么是粘接？粘接技术有何应用？ 4.粘接工艺包含哪些内容？ 感谢观看 $