抽芯鉚釘的結構原理及應用

抽芯鉚釘，也可稱作盲鉚釘，是一種適用于單面鉚接的鉚釘，其可靠性高、連接強度大、壽命長、操作使用方便，可用于鋁合金、結構鋼和復合材料的連接，常在飛機不開敞部位的鉚接及維修中使用。

抽芯鉚釘由釘桿、釘套、鎖圈和頂片四個部分組成，如圖 1 所示。其中，釘桿具有鋸齒狀頭部、斷頸槽和剪斷環(huán)；釘套在末端抽鉚成形時，頭部有一微小內腔，鎖圈變形后進入并充滿該內腔；

鎖圈作用是裝配在斷頸槽部位，鉚接后在釘頭中心可以看見，其作用是抽鉚時變形，鎖住釘桿和釘套；頂片是為鉚槍工作時提供抽鉚受力的基準面。

圖1 抽芯鉚釘結構示意圖

在國外，美國是最早生產和使用抽芯鉚釘的國家，目前最常用的有 Cherry 公司的 CherryMax、Cher－ryMax‘AB’型、CherryLock型，以及 Alcoa 公司的 Huck-Clinch型、HuckMax型等產品。

國內在二十一世紀初，也成功研制了國產抽芯鉚釘，并編制了對應的航標標準，并在某型飛機上使用了多種規(guī)格數千件的抽芯鉚釘。

抽芯鉚釘可以在很多不開敞和封閉的結構中， 替代實心鉚釘或螺栓等緊固件，保證結構的力學傳遞效果和安全可靠性。

抽芯鉚釘的安裝及成形過程如圖 

抽芯鉚釘的安裝及成形過程如圖 2 所示。

抽芯鉚釘成形后的剖面圖如圖 3 所示。

抽芯鉚釘的主要安裝特點是孔必須略大于釘桿的直徑，以便釘桿的膨脹部分插入。

孔松動是抽芯鉚釘在裝配過程中普遍存在的問題，可以通過兩種方法改善：一是計算疊層厚度與夾層長度，使材料的疊層厚度正好落在抽芯鉚釘夾層長度范圍的中間；二是在安裝抽芯鉚釘前確定零件間的所有間隙都已消除。

抽芯鉚釘成形要求

抽芯鉚釘安裝完成后，鎖圈必須與釘頭頂面保持齊平或者在頂面之下，允許鎖圈毛刺高度最大 0.005″. 釘頭齊平度從釘頭頂面到斷頸槽平滑面測量所得，具體要求如表 1 所列及圖 4 所示。

抽芯鉚釘的選擇

抽芯鉚釘有 1/8″、5/32″、3/16″和 1/4″等幾種直徑可供選擇，在維修等特殊應用時可以選擇直徑加大 1/64″的加大件。為便于識別，正常件的頂片是金色的，加大件的頂片是銀色的。

抽芯鉚釘的夾持長度是范圍值，最大夾持與最小夾持相差 1/16″，零件尾號等于最大夾持的 16 倍。如：零件尾號是“-04”，那么最大夾持等于 1/4″，最小夾持等于 3/16″，夾持范圍即是 3/16″~1/4″，如圖 5 所示。

抽芯鉚釘有凸頭及埋頭兩種釘頭類型，材料涉及鋁合金、合金鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金及鎳合金等， 表面處理方式有鍍鎘或者鈍化。為選擇適合夾持長度的抽芯鉚釘，可以使用專業(yè)量尺測量夾層厚度，如圖 6 所示。

抽芯鉚釘的應用

抽芯鉚釘可安裝在飛機的水平安定面、機翼以及發(fā)動機短艙等處。另外雖然其是單面連接緊固件， 但也可以用于不必要單面安裝的地方。在許多非結構零件中，如內部裝置、地板、除冰設備等，并不一定需要實心鉚釘，使用抽芯鉚釘可以節(jié)省時間、金錢、 勞動力和重量等。

抽芯鉚釘為抗剪型緊固件，不可以在飛機如下區(qū)域中使用：

結束語

抽芯鉚釘的特點是可以改善結構設計、簡化工藝安裝、降低裝配噪音及生產成本等，但國內的抽芯鉚釘產品，尤其是復材用抽芯鉚釘與國外產品還有差距，比如在種類、加工制造和理論研究上尚待提高。

在發(fā)展先進飛機的過程中，還應該加強抽芯鉚釘在復合材料結構應用上的研究及開發(fā)，使其形成一套完整的標準體系，保證飛機先進性及質量水平。