专利名称：钉芯循环式铆钉的制作方法
技术领域：
本发明属于铆钉领域，尤其是一种钉芯循环式抽芯铆钉。
背景技术：
众所周知，根据GB/T12617. 1-2006及GB/T12618. 1-2006等，国家已经对抽芯铆钉 进行过标准化，对抽芯铆钉结构尺寸、材料组合、表面处理工艺、机械性能、力学载荷分析、 工作质量等方面都做了具体规定。钉体材料为铝合金(ΑΙΑ)、钉芯材料为钢(St)等相关参数。抽芯铆钉是一类单面铆接用的铆钉，类型有封闭型平圆头抽芯铆钉、开口型沉头 抽芯铆钉、开口型平圆头抽芯铆钉等。其中以开口型平圆头抽芯铆钉应用最广，沉头抽芯铆 钉适用于表面需要平滑的铆接场合，封闭型抽芯铆钉适用于要求较高载荷和具有一定密封 性能的铆接场合。抽芯铆钉结构简单，铆接方便、牢靠，故广泛用于建筑、机械、汽车、船舶、 飞机、电器、家具等产品上。虽然抽芯铆钉已经标准化，且其应用范围相当广泛。但其最大的不足点在于，现 有抽芯铆钉经铆钉机铆接后，钉芯头部断裂于钉体内部，钉体铆接于被连接件上，钉芯拉 杆部分受抽芯铆钉自身结构的限制影响以及操作者自身环保意识不足，多数情况下被直 接扔到自然界。其一对环境不利，其二是一种极其严重的材料浪费。环境污染毋庸置疑， 就材料浪费现象，根据市场上提供的04xlOmm抽芯铆钉进行计算，钉体所占体积大致
是31. 1 Π mm3，钉芯拉杆所占体积约为40 Π mm3，若钉芯拉杆可以循环使用，材料节约率为 56.沈％。换句话说，如果一盒铆钉有500只，市场价30元，其中近17元的材料成本需要回 收利用或被无情地浪费，且污染环境。大而言之，就一个国家而言，总材料损失量就相当严重。根据新国标GB/T12618. 1-2006 抽芯铆钉公称直径有2. 4、3、3· 2、4、4· 8、5、6、6· 4
八种规格。其钉体内部采用的结构均是内圆柱体，这就导致钉芯拉杆要致使钉体产生形变， 铆上工件，拉杆头部直径需比铆钉公称直径大，且外拉力至一定程度，拉杆头部断裂在钉体 内部。此外，根据专利(申请号201010275562. 9)内容显示就节省铆钉钉芯提出过一 种新型钉芯拉杆循环式铆钉及其专用铆钉机，其在外拉力的作用下，钉体向外膨胀同时有 一定量的压紧形变。通过实验测试结果显示铆接后工件与标准抽芯铆钉铆接后工件相比， 保持力相对较弱，不能满足外环境振动性较大且有一定冲击的场合。
发明内容
为了克服已有的抽芯铆钉的资源利用率低、成本高的不足，也为克服新型钉芯拉 杆循环式铆钉保持力相对较弱等不足，本发明提供一种能够提高资源利用率、降低使用成 本、并且已经通过实验验证，其保持力较好的钉芯循环式铆钉。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种钉芯循环式铆钉，包括钉体和钉芯两部分，所述钉芯材料比所述钉体材料硬。所述钉体的中部设有空腔，所述钉芯包括钉 芯头部和拉杆，所述钉芯头部位于拉杆的上端，所述拉杆的上部套装在空腔内；所述空腔包 括上圆柱面和下圆锥面，所述上圆柱面高度占所述空腔高度五分之一左右，所述上圆柱面 内径与所述下圆锥的上部小内径处相接，所述下圆锥的最大内径比所述钉体外圆柱表面直 径略小，所述钉体外圆柱表面头部倒角，所述倒角高度与所述空腔上圆柱面高度基本一致， 所述倒角最小处直径与所述钉芯头部最大处直径基本一致；所述钉芯头部最大处直径比所 述空腔下圆锥面中段圆环直径略小，所述钉芯头部顶端为半球面，所述半球面底部为一小 段圆柱面，所述圆柱面直径与所述半球面直径一致，所述圆柱面底端有一个凹面，所述凹面 与所述钉芯拉杆顶端相连，所述拉杆中下端圆柱面上有螺纹，所述螺纹与配套使用的一种 钉芯循环式铆钉机拉紧部分相连。本发明的技术构思为铆钉包括钉体和钉芯两部分。要满足钉芯能够循环使用，钉 芯头部完成工序后必须完整退出，因此钉体的内部空腔必须为圆锥孔，尺寸需结合钉芯头 部设计；同时钉体铆接于工件上，不仅需要考虑铆接可行性及方便性，更重要的是考虑其铆 接的牢靠性，以及在有振动冲击场合下，保持力的稳定性；钉体设计过程中，应充分根据其 工作形变特点考虑其结构形式；在钉芯的具体设计过程中，还应考虑其与配套使用的铆钉 机的组合形式。此外，因钉芯需循环利用，其材料选用时硬度应比钉体大。本发明的有益效果主要表现在1)、提高资源利用率、节约能源、保护环境钉芯 可以循环使用后，铆钉自身的材料节约率高达56. 26% ；2)、钉体在外拉力作用下，4区间和 3区间进行有序二级形变过程，不仅牢靠铆接于工件上的同时，钉芯能够顺利退出；3)、本 发明已通过一定的实验验证，验证过程中形成的新加工工艺的制作，如内部圆锥面的制作； 力学分析，如二级形变临界范围计算选取；这些均能广泛用于相关产业；4)、根据新国标中 规定的抽芯铆钉公称直径的八种规格中，有些过于接近，如4. 8mm和5mm，根据钉体形变范 围分析可以制定统一规格；5)、降低了使用成本。
图1是钉芯循环式铆钉的结构示意图。图2是钉芯循环式铆钉一钉体的结构示意图。图3是钉芯循环式铆钉一钉芯的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 3，一种钉芯循环式铆钉，包括钉体1和钉芯2两部分，钉体分接触膨胀 段3区间，压紧收缩段4区间，钉体头部5区间；钉芯分钉芯头部6区间和拉杆7区间。工作原理铆钉钉体头部5区间抵紧铆接工件后，因拉杆7区间有螺纹段，钉芯对 拉杆7区间易于施加外拉力，在其作用下，钉芯头部6区间对钉体3区间施加压紧力，钉体 3区间结构为内部圆柱面外部圆锥面构成的圆锥体；钉体4区间结构为外部圆柱内部圆锥， 由于其底部材料较少，抗压较弱，致使其在外拉力作用下，压紧收缩并向周边膨胀；形变过 程中抗压逐步增大，当抗压能力达到钉体3区间向外膨胀保持力时，3内圆柱孔向外膨胀扩 大，钉芯头部6区间逐步从钉体3区间退出，退出过程中，钉体顶部空腔有一定内缩，退出至一定程度，当钉体4区间内部圆锥面尺寸大于钉芯头部6区间最大处直径时，钉芯完整 退出，钉体牢靠铆接于工件上。钉芯材料选用时硬度应比钉体大，钉体应具有良好的塑性变 形。 本实施例的钉芯循环式铆钉基本能够适用现有抽芯铆钉的应用场合，其工作性能 基本能够达到现有抽芯铆钉国家标准。不仅如此，配合使用的新型铆钉机亦有其独特优点。 二者将在建筑、机械、汽车、船舶、桥梁、飞机、电器、家具等产品上都有很好的应用前景。
权利要求
1.一种钉芯循环式铆钉，包括钉体和钉芯两部分。所述钉体的中部设有空腔，所述钉芯 包括钉芯头部和拉杆，所述钉芯拉杆的上部套装在钉体空腔内。
2.如权利要求1所述的钉体，其特征在于所述钉体中部空腔包括上圆柱面和下圆锥 面，所述上圆柱面高度占所述空腔高度五分之一左右，所述上圆柱面内径与所述下圆锥的 上部小内径处相接，所述下圆锥的最大内径比所述钉体外圆柱表面直径略小，所述钉体外 圆柱表面头部倒角，所述倒角高度与所述空腔上圆柱面高度基本一致。
3.如权利要求1所述的钉芯，其特征在于所述钉芯头部顶端为半球面，所述半球面底 部为一小段圆柱面，所述圆柱面直径与所述半球面直径一致，所述圆柱面底端有一个凹面， 所述凹面与所述钉芯拉杆顶端相连，所述拉杆中下端圆柱面上有螺纹，所述螺纹与配套使 用的一种钉芯循环式铆钉机拉紧部分相连。
4.如权利要求2和3所述的钉体和钉芯，其配合特征在于所述钉体外表面倒角最小 处直径与所述钉芯头部最大处直径基本一致；所述钉芯头部最大处直径比所述钉体空腔中 段圆环直径略小；工作时所述钉芯头部圆柱面底端凹面外轮廓圆与所述钉体顶端面相接 触。
5.如权利要求1所述的铆钉，所述钉体材料以铝合金(ALA)为主，亦可以选用钢(st), 但所述钉芯材料选用一定要比所述钉体材料具有更高硬度。
全文摘要
一种钉芯循环式铆钉，包括钉体和钉芯两部分，所述钉芯材料比所述钉体材料硬。所述钉体的中部设有空腔，所述钉芯包括钉芯头部和拉杆，所述钉芯头部位于拉杆的上端，所述拉杆的上部套装在空腔内；所述空腔包括上圆柱面和下圆锥面，所述下圆锥的最大内径比所述钉体外圆柱表面直径略小，所述钉体外圆柱表面头部倒角，所述倒角最小处直径与所述钉芯头部最大处直径基本一致；所述钉芯头部最大处直径比所述空腔下圆锥面中段圆环直径略小，所述钉芯头部顶端为半球面，所述球面底端有一个凹面，所述凹面与所述钉芯拉杆顶端相连，所述拉杆中下端圆柱面上有螺纹。本发明提供一种提高资源利用率、降低使用成本的钉芯循环式铆钉。
文档编号F16B19/08GK102146951SQ20111007571
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者许进 申请人:许进