目前,薄壁结构件螺纹紧固连接方式除了传统的攻内螺纹或焊块攻丝之外,还有几种新型工艺,包括压铆螺母、拉铆螺母、翻孔攻丝、点焊螺母、钢丝螺套等。这几种新型工艺不需对板材或结构件进行焊接或攻丝,压铆螺母、拉铆螺母、翻孔攻丝、点焊螺母克服了传统工艺造成的薄板变形、连接强度不够、焊接面不平整而且功效低、铝板攻丝螺牙强度不够等问题,为结构件的零部件安装提供了多种高质量高效率的途径。
下文就展开谈一下新型的螺纹紧固工艺之一--压铆螺母。
简介
压铆螺母又叫铆螺母,自扣紧螺母,是应用于薄板或钣金上的一种螺母,外形呈圆形,一端带有压花齿及导向槽,母材需要在压铆生产前开设安装孔,借助压铆机下压力将螺母压花齿压入孔位。一般而言预置孔的孔径略小于压铆螺母的压花齿,通过压力使压铆螺母的花齿挤入板内使导致孔的的周边产生塑性变形,变形物被挤入导向槽,最终螺母与母材锁紧连接。以下为它的实物外形图:
压铆螺母没有统一的国家标准,通过压铆螺母与薄板铆接的这种方式,广泛应用于机箱机柜、钣金、及其它冲压件,其行业遍及通信、汽车、网络设备等。压铆螺母可安装在各类铝合金型材和板材,但是连接强度受母材强度影响很大,且在型材内腔安装螺母时需要开工艺孔保证压铆模具可以与螺母接触。
压铆螺母应用有以下优点:1、板材背面保持完全嵌平;2、小而精巧,适用于所有电子电器产品或精密设备;3、高抗扭矩阻力;4、装备方便,只需简单压铆;5、规格系列化,能满足多种设计要求。
安装
压铆螺母是怎么安装的?当然是用压铆机压的!下图为压铆机图片:
目前国内主流的4吨位的压铆机单价约在3万元左右,小一号的如2.5吨位的约2万出头。
4吨位是什么概念呢?4吨位的压铆机可以压M8以下的所有规格的压铆螺母。
哦对了,目前国内主流的压铆机还具有自动保护人手设计,即,如果压机头碰到的不是金属件,而是人的手指头,会轻轻压一下后自动弹开(轻微的疼而已),有点像汽车玻璃的自我保护设计。
不仅压铆螺母,事实上,几乎所有压铆紧固件都是采用压铆机安装的,这些产品包含:压铆螺柱,压铆螺钉,松不脱螺钉,B型密封螺柱,浮动螺母,涨铆螺母,挤压螺母,定位销......等等。
压铆螺母的安装方式动画:
实物安装示例视频:
材质和规格
压铆螺母从材质上分为S型,CLS型,SP型及CLA型,分别应用于不同的使用环境。规格通常是从M2至M12。
S,CLS,SP,CLA都是压铆螺母的类型,这些类型的描述规范来自于早期PEM的内部标准,现在已成为压铆行业的行业标准,而PEM在行业相当于IBM早期在微型计算机行业的位置。
到目前,行业标准的定义是:
S:代表材质为碳钢压铆螺母
CLS:代表材质为不锈钢的压铆螺母
SP:代表材质为不锈铁的压铆螺母
CLA:代表材质为铝的压铆螺母
综合以上,S,CLS,SP,CLA都是压铆螺母,它们只是材质不同。市场上S,CLS用的应用的多一些,SP相对少,而CLA就很罕见了。
关于这三种材质的具体牌号,S类碳钢采用10B21的材质,CLS类不锈钢采用SUS的材质,而SP类不锈铁采用SUS系列如(SUS)的材质,SUS系列马氏体不锈钢(俗称不锈铁)具有一定的耐腐蚀性,经过真空淬火后硬度最高可达HRC42~55,应用于不锈钢板及较硬的薄板或抗扭要求较高的工作环境。
注意,不锈铁压铆螺母对应的薄板材质是的不锈钢板。即:板不能使用CLS的压铆螺母(CLS指或材质的压铆螺母),而应使用SP型的压铆螺母(即不锈铁材质的压铆螺母)。
如果强行使用CLS类的不锈钢压铆螺母压入系列的不锈钢薄板,将可以严重的后果,即:螺母易脱落。
SP类的不锈铁压铆螺母具有高硬度的特性,防锈性能低于SUS的CLS型螺母,另外,它还有一个明显的属性:SP螺母是有磁性的,它能被普通磁铁轻易吸起来,这点与SUS的微弱磁性有非常明显的区别。
如果你刚接触这类产品,技术部交给你一块或或的不锈钢板上铆着一个不锈钢螺母,那你要小心了,这个压铆螺母很有可能不是CLS类型(SUS)而是SP类型(SUS)的。
原则上,螺母硬度要高于薄板。薄板建议采用不锈铁材质的SP压铆螺母(S型碳钢压铆螺母也能压但防锈性观与外观不匹配故不推荐)。
不考虑防锈性能与美观的情况下螺母类型与薄板材质匹配关系如下:
螺母类型螺母材质冷轧镀锌板不锈钢板铜板铝板S10B21CLSSUSSPSUS(指的是:不太理想,部分情况下勉强也能用)
说完材质,接下来说说规格,前面说过S,CLS,SP只是材质不同,规格尺寸则是完全一样的,先PO一张它的图纸:
下图是这三种压铆螺母的规格表,表中列出了公制规格的压铆螺母。
上表中的最小边距是什么意思呢?
定义如下:“边距”指的是从薄板开孔的圆心到板材边缘的距离,“最小边距”的指的是不小于这个距离。下附图:
那为什么要定义最小间距呢?
因为如果开孔离板的边缘太近的话,意味着边缘的薄板吃力不够。压铆螺母安装后会:1,薄板边缘被挤压凸出而变形;2,螺母安装不牢易脱落。
压铆螺母的表示与标注方式示例:
S-M6-2ZU
S:代表材质为碳钢(与之相对应的其它型号还有CLS,SP等)
M6:螺纹为M6x1
2:对应的薄厚的代号,即最小板厚2.3(其它代号还有0,1,3等,见上表)
ZU:电镀代号,代表蓝锌(与之相对应的其它电镀代号参考下表)
FINISH表面处理后缀NATURAL自然本色NLZINCBLUE兰锌ZUZINCBLACK黑锌ZBZINCYELLOW彩锌ZCZINCCLEAR白锌ZIBLACKANODIZE氧化黑色BLNATURALANODIZE氧化本色NABLACKLACQUER黑漆LACOPPERRED红铜RUCOPPERYELLOW黄铜YUNICKELOVERCOPPER铜底镍CNNICKELFLASH亮镍NINICKELELECTROLESS无电解镍ENCHROMEFLASH亮铬CRTINFLASH亮锡ET下面列出了各型号的压铆螺母对应的材质及其硬度标准、热处理方式及默认表面处理标准:
型号材质硬度热处理表面处理S-碳钢压铆螺母10B21-中碳硼钢HRC32-38调质淬火默认为蓝白锌CLS-不锈钢压铆螺母SUS-不锈钢HV-不处理洗光本色SUS-易车型不锈钢HV-不处理洗光本色SP-不锈铁压铆螺母SUS-不锈铁HRC43-50真空淬火钝化封闭以上四种材料的具体化学成份标准见下表:
使用场合
压铆螺母通常用于0.8MM~3.2MM的板,具体可见上文展示的压铆螺母规格表格,表中的最小板厚即对应的板厚,但不能比这个数据大太多。
以下是不合适使用压铆螺母的几种情况:1,板很薄,比如只有0.5MM;亦或者很厚,比如4MM以上;2,或者两板连在一起;3,或者安装空间不允许使用压铆机,比如,板是有弧度的或者板的形状很复杂不好定位等等......,注意,这是重点:当板材拆弯的地方无法压铆的时候,建议用拉铆螺母。
应用技术指南
1、S系列压铆螺母采用易切削钢,经热处理后表面处理,CLS系列压铆螺母采用易用易切削不锈钢,表面不处理。
2、低碳钢板材硬度必须小于70HRB,不锈钢板材硬度必须小于80HRB,铝板硬度必须小于50HRB。3、适用于各种厚度的板材,最小厚度0.8mm,使用时必须根据板材厚度和螺母规格,才能确定A尺寸对应的规格代号,用户根据板材厚度依据上文展示的螺母规格表中规格代号选样订货;4、根据孔径尺寸要精确控制,按0-+0.08mm的公差尺寸加工,最好是冲孔,螺母一般应从板材的“断开”面安装。安装过程一般通过“压铆”作业实现,决不能冲击敲入。
关键的,理论情况下,相同规格的压铆螺母与拉铆螺母铆接于同样厚度的板,有更优异的抗转动性能,拉铆螺母有更优异的抗拉力,或抗推出性能。以下是压铆螺母的安装后性能:
安装力,推出力,扭力标准
生产过程
最后为大家介绍一下压铆螺母的生产过程。
压铆螺母的生产过程和别的螺钉的生产过程也大致差不多。只是螺钉是用螺钉机墩打出来的,螺母是用螺母机墩打出来的。
1.先要确实压铆螺母是什么材料、材质、规格、种类。这样才好确定用多大的螺丝线材。
2.确定好什么材料,材质,规格大小,种类后,我们就需要看看是不是常用的压铆螺母,如果是的话,厂里肯定有相对应的模具。如果不是,是非标的话,那我们就得定购模具。3.一切生产准备好后,就得用螺母机墩打出压铆螺母的形状,也就是外观。4.墩打出来后,再用攻螺母牙的机器,对它进行攻牙处理。5.牙螺纹攻好后,在进行电镀处理,不锈钢压铆螺母是不需要电镀的,只需要清洗好就成。要电镀别的彩色的,就得拿去专业电镀厂家进行电镀处理。
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