一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明創造屬于緊固件安裝技術領域，尤其涉及一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘。
【背景技術】
[0002]在航空、航天飛行器中，由于對自身重量控制較為嚴格，為了減輕重量，很多采用復合材料作為機體材料。鈦合金鉚釘是一種新型的緊固件，常常用于基體材料的鉚接安裝。在機體材料安裝過程中，一方面要求安裝孔中釘體部分具有較高強度，不能過度變形，另一方面又要求鉚接安裝后釘體鉚接部分塑性較好，更易于與機體材料相互鉚接。另外，由于要求安裝孔中的釘體部分強度較高，因此變形能力會相對減弱，那么安裝時安裝孔若與釘體采用間隙配合，則在安裝后釘體與安裝孔之間容易存在間隙，疲勞性能差;若安裝時安裝孔與釘體采用過盈配合，則會破壞復合材料的安裝孔結構，容易導致機體材料分層。
[0003]慣性摩擦焊接(Inertia Frict1n Welding，IFW)是摩擦焊工藝中的一種，卡特彼勒公司在20世紀60年代初發明了慣性摩擦焊，目前世界上比較著名的慣性摩擦焊設備制造商為美國MTI公司。慣性摩擦焊通過在待焊材料之間摩擦，產生熱量，在頂鍛力的作用下材料發生塑性變形與流動，進而連接母材。慣性摩擦焊可焊接異種金屬，焊接過程中不易造成漏焊，缺陷極少，多用于壓氣機轉子的生產。
【發明內容】
[0004]本發明創造為解決現有技術中的問題，提供了一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，在保持安裝孔結構完整的情況下保證可靠的連接性能，還具有較強的疲勞性能。
[0005]本發明創造提供的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，包括釘體和襯套兩個分件;所述釘體由兩種不同金屬材料通過慣性摩擦焊接方法連接在一起制成，連接部分形成焊縫；所述襯套套裝于所述釘體之上，并與所述釘體過盈配合。
[0006]其中，所述釘體包括頭部、桿部和尾部三個部分;頭部的外徑自桿部的一側向端部方向遞增;桿部安裝后位于安裝孔內；尾部的外徑自桿部的一側向端部方向遞減。
[0007]其中，所述釘體上位于頭部一側的部分采用強度較高的鈦合金材料制成;所述釘體上位于尾部一側的部分采用塑性較好的鈦合金材料制成。
[0008]優選的，所述焊縫位于所述桿部和尾部的交界處、或位于所述桿部上靠近尾部的位置上。
[0009]其中，所述襯套具有與釘體的尾部重合套裝的尾段、還具有與釘體的至少一部分桿部重合套裝的桿段、以及能夠與釘體頭部尺寸相匹配的頭段;所述襯套的桿段與安裝孔為間隙配合。
[0010]其中，所述襯套由片狀薄金屬材料構成。
[0011]本發明創造結構簡單、便于加工，采用雙金屬與慣性摩擦技術連接，能夠很好的解決在航空航天器中要求的高承載和良好塑性的雙重要求，襯套的設置不會造成安裝孔和復合機體材料的損壞，且安裝穩定性好、抗拉抗剪以及抗疲勞強度優異。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明創造一種實施方式的整體結構示意圖；
[0013I圖2是釘體結構示意圖；
[00M]圖3是襯套結構示意圖；
[0015]圖4是本發明創造安裝后的結構示意圖。
[0016]其中，1-釘體；11-焊縫；12-頭部；13-尾部；14-桿部；2-襯套；21-頭段;22-桿段；23-尾段;3-機體材料。
【具體實施方式】
[0017]下面通過結合附圖對本發明創造進行進一步說明。
[0018]本發明創造結構一種實施方案如圖1-3所示，包括釘體I和襯套2兩個分件;所述釘體I由兩種不同金屬材料通過慣性摩擦焊接方法連接在一起制成，連接部分形成焊縫11;所述襯套2套裝于所述釘體I之上，并與所述釘體I過盈配合。
[0019]其中，所述釘體I包括頭部12、桿部14和尾部13三個部分;頭部12的外徑自桿部14的一側向端部方向遞增，便于對所述釘體I的固定、夾持等操作，以及安裝過程中便于被壓入安裝孔;桿部14安裝后位于安裝孔內，能夠起到支撐和承載作用;尾部13的外徑自桿部14的一側向端部方向遞減，便于自安裝孔中通過，并在安裝壓力的作用下進行塑性變形，形成與安裝孔附近的機體材料的鉚接(圖4)。
[0020]其中，所述釘體I上位于頭部12—側的部分采用強度較高的鈦合金材料制成，有利于提高釘體在安裝孔內的支撐強度;所述釘體I上位于尾部13—側的部分采用塑性較好的鈦合金材料制成，有利于提高安裝后的塑性變形能力，更易于與安裝孔附近的機體材料相互鉚接。優選的，所述焊縫11位于所述桿部14和尾部13的交界處、或位于所述桿部14上靠近尾部13的位置上;焊縫11位置的設置能夠最大限度地發揮兩種不同金屬材料分別在桿部14需要的支撐、承載作用，以及在尾部13需要的塑性變形作用。
[0021]其中，強度較高的鈦合金材料可以為是T1-6A1_4V，塑性較好的鈦合金材料可以為Ti45Cbo
[0022]其中，所述襯套2具有與釘體I的尾部13重合套裝的尾段23、還具有與釘體I的至少一部分桿部14重合套裝的桿段22、以及能夠與釘體頭部12尺寸相匹配的頭段21;所述襯套2的桿段22與安裝孔為間隙配合。
[0023]其中，所述襯套2由片狀薄金屬材料構成。在安裝過程中，襯套2隨著擠壓變形被壓入安裝孔中，襯套2在安裝孔中的部分由原來的間隙配合變為過盈配合(圖4)，使安裝完成后，安裝結構具有一定的預緊力，因此，襯套結構的設置能夠很大程度上提高產品的疲勞性能與防松性能，同時還不會造成機體材料的安裝孔及層狀結構的破壞。
[0024]以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，包括釘體和襯套兩個分件;所述釘體由兩種不同金屬材料通過慣性摩擦焊接方法連接在一起制成，連接部分形成焊縫;所述襯套套裝于所述釘體之上，并與所述釘體過盈配合。2.根據權利要求1所述的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，其特征在于，所述釘體包括頭部、桿部和尾部三個部分;頭部的外徑自桿部的一側向端部方向遞增;桿部安裝后位于安裝孔內；尾部的外徑自桿部的一側向端部方向遞減。3.根據權利要求2所述的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，其特征在于，所述釘體上位于頭部一側的部分采用強度較高的鈦合金材料制成;所述釘體上位于尾部一側的部分采用塑性較好的鈦合金材料制成。4.根據權利要求2所述的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，其特征在于，所述焊縫位于所述桿部和尾部的交界處、或位于所述桿部上靠近尾部的位置上。5.根據權利要求2所述的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，其特征在于，所述襯套具有與釘體的尾部重合套裝的尾段、還具有與釘體的至少一部分桿部重合套裝的桿段、以及能夠與釘體頭部尺寸相匹配的頭段;所述襯套的桿段與安裝孔為間隙配合。6.根據權利要求1所述的一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，其特征在于，所述襯套由片狀薄金屬材料構成。
【專利摘要】本發明創造提供一種帶襯套結構的雙金屬鉚釘，包括釘體和襯套兩個分件；所述釘體由兩種不同金屬材料通過慣性摩擦焊接方法連接在一起制成，連接部分形成焊縫；所述襯套套裝于所述釘體之上，并與所述釘體過盈配合。本發明創造在保持安裝孔結構完整的情況下保證可靠的連接性能，還具有較強的疲勞性能。
【IPC分類】F16B19/08
【公開號】CN105650081
【申請號】
【發明人】劉智昂, 唐偉, 魏亮亮, 黃金湖, 吳家任, 黃孝慶, 張曉玲
【申請人】航天精工股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年4月8日