【文章內容簡介】 擦片的鉚合屬冷鉚，摩擦片不許鉚釘頭外露，因此，它一般都用紫銅或鋁合金制的平頭埋頭空心鉚釘。再如東方紅型拖拉機車架的鉚合屬熱鉚，應選擇抗剪和抗拉性能較高，且抗擠能力強的鉚釘，最好是或 號冷拔鋼，不能采用中碳鋼。鉚釘直徑按熱鉚要求應比孔小。為使鉚接后鉚釘桿部金屬既能充分填滿鉚釘孔，形成的鉚釘頭豐滿又無過多飛邊，鉚釘的長度一般只要鉚釘桿高出鉚接件長度也稱鉚接余量即可。，鉚釘桿的長度 等于零件總厚度加鉚釘頭余量 。對超過者，取熱鉚進應加大，埋頭鉚頭的余量取 。鉚合件的準備工作。鉚合件的準備主要指鉚釘孔的制備。鉚合件貼合面必須平整，并按所需要的重合位置一起鉆孔，以保證鉚釘孔的重合。在鉚合已有鉚釘孔的舊零件時，應檢查原鉚釘孔的磨損變形情況，孔有橢圓時，應進行鉸修，并換用直徑加大的鉚釘。 鉚釘尺寸的確定鉚釘長度L等于零件總長度S加鉚釘頭余量Z。鉚釘頭余量Z可以按一下經驗公式確定：。對超過者，取熱鉚應加大，埋頭鉚頭的余量取本設計采用的是冷沖壓鉚接，取，所以正確鉚接。鉚接必須保證鉚接件每個鉚釘孔很好地重合。例如車架鉚接時， 必須用“ 定心沖銷”對鉚接件的鉚釘孔進行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高孔的光潔度和強度。托架與大梁連接時，先用定心沖銷裝入對角兩鉚釘孔和定位銷中，然后用定心沖銷沖擠其余四個鉚釘孔，使兩鉚接件孔同心。再用兩個導向螺栓裝在另兩個對角鉚釘孔上，緊固兩鉚接件。最后將鉚釘孔上的定心沖銷打出，即可進行鉚接。鉚接時應注意鉚釘的可靠。鉚釘加熱時鉚釘桿應加熱至白熱，而鉚釘頭加熱至紅熱時即可，然后用手錘先將鉚釘桿鐓粗，再用鐓頭器鐓出鉚釘頭。 保持器鉚接下模，其中，最關鍵的部分是上下兩個凹模，凹模的主要相關尺寸要同保持架結構尺寸一致，其外形尺寸又必須同套圈的有關尺寸不發(fā)生矛盾 鉚合時先將軸承放在鉚合模具的下模承上，然后置于壓力機工作臺中央的鉚合上模下降，施加壓力，壓力機沖頭下行壓合模具，完成鉚合工作。鉚壓成形采用的是鉚接工藝，鉚頭(下模)在軸承組件上鉚壓時，鉚釘受到來自上部的壓力產生塑性變形，直至內外環(huán)牢固地連在一起。在成形過程中，輪轂變形分為三個階段:第一階段，鉚頭下降，與輪轂軸接觸，變形開始。第二階段，變形進一步擴展，輪轂軸沿徑向擴展，與內圈倒角接觸。最后是第三階段，鉚接過程完成。在第一階段，幾乎所有的鉚頭壓力都用于輪轂軸的最初成形，內圈載荷很小且恒定。進入第二階段，鉚頭壓力傳遞到內圈，內圈載荷迅速增大。在第三階段，由于鉚頭壓力使內圈載荷逐漸增大直至飽和，鉚壓結束后，甚至鉚頭已抬起，內圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷?？梢哉J為殘余載荷形成了卡緊力。 鉚接力的計算 《根據機械設計手冊》聯(lián)結與緊固篇 GB/T 8671986 查得 ： 鉚釘尺寸保持器的材料選用sus304，即0Cr18Ni9 其機械性能如下304的力學性能各個鋼廠的板料具體會有所不同但是按照標準GB/T20878和日本Jis標準，他們的值在下面的范圍之內 ：屈服強度大于205Mpa ； 抗拉強度大于520MPa ；延伸率大于40% ；硬度值HV小于200； HRB小于90 ；HBW小于187 ； ； ；彈性模量193 。 鉚接成形力的計算鉚釘直徑 ,釘孔直徑為,采用精裝配 ,冷鉚。鉚釘材料的屈服極限 = 205MPa。根據鉚釘直徑 ,可算出 , 。保持器的每一片的厚度為 mm。鉚接時 ,近似地把鉚釘成型過程看成是圓盤類零件的模鍛過程。 鉚釘受鉚接壓力最大時狀態(tài)及 鉚釘中一點的應力、應變狀態(tài) 2鉚釘 所以，鍛造力為： 式中: ——為屈服應力 ，MPa 。 b ——為鍛造時飛邊寬度(這里可看成是鉚釘冒的寬度) ，；h ——為飛邊高度 ，； ——為飛邊投影面積 。 ——為鍛件本體投影面積(釘孔面積) 。 d ——為鍛件直徑(鉚釘直徑) 。作用于板上的圓環(huán)面上的力為作用于鉚釘上的力為顯然 液壓缸的選擇由以上計算得單個鉚釘的鉚接力為1124N。本設計針對的是6203的滾珠軸承，共有7顆鋼珠，自然會有7顆鉚釘。所以總的鉚接力為 按負載選擇工作壓力負載/ KN55~1010~2020~3030~5050工作壓力/MPa~1~2~33~44~5≥5 按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa≤~≥d/D~~ 選取液壓缸的尺寸 由以上三個表可得，~，內徑取100mm，液壓桿外徑取50mm，液壓缸行程取200mm。 鉚釘鉚接成形過程中對板的分布壓力的計算作用于板上圓環(huán)面上的分布力為：設鉚釘軸線為 z 軸,應力為 ,過 z 軸設 x、 y軸,應力分別為 和。由式當 時,可得 (壓應力)設(圖形為圓形) ,由塑性屈服條件 ,則有式中: 和為徑向應力。為軸向應力。于是,鉚接壓力最大時,釘孔圓柱面上的分布壓力為： 鉚接壓力最大時鉚釘的應力、應變分析，鉚機預置頭不動,由于在成形鉚窩頭壓下過程中，剛開始成形鉚窩頭與鉚釘是圓周線接觸，繼續(xù)壓縮則變?yōu)閳A環(huán)面接觸。當圓環(huán)面擴大到一定程度后，釘桿開始整體鐓粗，脹大孔。在鉚釘帽完全成形之前，板孔基本上已被脹大。所以，在計算板孔的被脹大量時，可以不考慮鉚釘帽沿對板上圓環(huán)面的壓力，而將板孔的被脹大看作為孔邊受均勻壓力 的無限域開圓孔。因此,可用下面公式計算釘孔壁上一點的徑向位移。 繼續(xù)壓縮變?yōu)閳A環(huán)面接觸式中, p為作用在鉚釘孔圓柱面上的徑向分布壓力, r為鉚釘孔的半徑, E 為板材料的彈性模量, v 為板材料的橫向變形系數。取 , , E =193GPa , v = , 可計算出鉚釘孔壁上一點的徑向位移 = , 即鉚釘孔半徑的增量。于是, 釘孔在最大壓力時的直徑增量為Δd = 2 = 。設鉚釘除開鉚頭帽的體積，即釘桿的體積剛好等于孔的體積(可以經過試鉚確定) ，再由鉚釘的體積不變得關系式(δ= ) ，即可求出釘孔附近板的壓縮量= 。這時，鉚釘直徑為 = + = ，鉚釘桿長為= 1 – = 。由于從材料上和結構上看, 板的剛度都大于鉚釘, 所以板只考慮發(fā)生彈性變形?！?鉚釘受鉚接壓力最大時狀態(tài)及釘桿中一點的應力應變狀態(tài) 鉚釘機松開后鉚釘的應力應變分析當鉚接外力 P去掉后，板孔擠壓鉚釘，使之先發(fā)生塑性回復，鉚釘變長、 變細，等達到滿足條件 時，鉚釘再發(fā)生彈性變形。圖 鉚釘鉚好后受力狀態(tài)及釘桿中一點的應力應變狀態(tài) ,由于板對鉚釘的軸向拉力和徑向壓力而發(fā)生彈塑性變形后的終了狀態(tài)。鉚釘機松開后 ,板恢復原厚度δ,孔縮小到原大小。鉚釘由于板恢復原厚度而被拉伸 ,直徑也被壓縮到孔的原直徑大小。這樣 ,鉚接好后 ,鉚釘和板之間存在軸向和徑向的分布力 ,對整個結構來說 ,它們屬于內力 ,故稱之為“裝配應力”。由于板孔恢復原尺寸而使鉚釘發(fā)生的應變?yōu)榭v向橫向設由于板孔恢復原尺寸而使鉚釘發(fā)生的塑性應變?yōu)?縱向應變 ,則橫向應變于是,由于板孔恢復尺寸而使鉚釘發(fā)生的彈性應變?yōu)楦鶕D 3 所示應力、應變狀態(tài),由胡克定理() ,可得:由于板孔的壓縮,鉚釘由塑性回復過渡到發(fā)生彈性變形,有:由式聯(lián)立可以解得: 143MPa ,= 72MPa。于是,鉚釘帽對板上圓環(huán)面的分布壓力為鉚釘加在釘孔圓柱面上的徑向分布壓力為 鉚釘冒對板上圓環(huán)面的分布壓力為:裝配應力求得的鉚釘對板的裝配應力分布如圖 4 所示。由于板孔不可能完全恢復原尺寸大小 ,故求得的裝配應力(分布壓力)應略小于計算值。所以，以上可以看出（1）鉚釘鉚接時,所需的鉚接壓力主要取決于鉚釘的直徑大小和鉚釘材料的屈服極限 ,可以根據鉚釘的直徑和材料選擇鉚釘機的型號。（2）鉚接鉚釘分布壓力集度的大小與鉚釘直徑大小關系不大,主要與鉚釘的材料有關。但鉚釘對鉚接板緊固力的大小不但取決于鉚釘的材料,而且主要取決于鉚釘的直徑大小。鉚接板如果需要較大的緊固力,可以選擇直徑較大的鉚釘或選用強度相對較高材料的鉚釘。 鉚接的重要性與結構工藝性分析軸承通常由四部分主要部件構成, 即內套、 外套、 滾動體、 保持架。保持架的作用是在軸承運轉時保持滾動體在正確位置, 軸承保持架一旦損壞通常會引起軸承發(fā)生整體失效。有時會因保持架的破斷將滾動體擠傷, 甚至會將軸承抱死引發(fā)事故。 可見保持架在軸承中的作用是不可忽視的。 而作為連結保持架的鉚釘, 則是保持架可靠運轉的保障, 如果發(fā)生斷裂將會引起保持架的損壞。為了提高軸承的使用壽命, 軸承保持架表面氮化處理。 滿足用戶要求, 終加工后的軸承在保持架表面進行氮化處理, 化合物層深度為 5～10μ m,表面顯微硬度 HV500 570。 “ 結構工藝性 ” 概念包含著產品及其部件結構的特征，這些特征影響著自動裝配工藝過程。這些特征主要有以下幾個方面：結構的復雜性及其構造 ,零件的數量、結構、在裝配單元中的配置、聯(lián)接特點及其精度。產品的某些改變可使其工藝性得到改善，便于有效地進行自動化裝配。“ 自動裝配結構工藝性 ” 概念包含對產品或所有部件提出的要求以及對零件結構特征提出的要求。零件的特征決定了其自動定向、供料及安裝到基準零件上的適應性。自動裝配條件下結構工藝性是總的結構工藝性問題的一部分。在提出自動化裝配過程問題之前工藝性的研究通常是單方面的，如零件結構工藝性只是適應于其制造的不同方法 ,而與此有關的工藝性成果往往歸結于簡化零件結構。這種簡化可以降低零件制造成本 ,但實際上并不反映手工裝配的勞動量。裝配過程自動化對裝配產品的零件結構提出一定的要求 ,這些要求可以表示為有必要采用附加 (裝配 )工藝基準，或者可能使個別零件結構復雜但在裝配聯(lián)接時卻大為簡單，現代先進的制造零件方法可以得到復雜的結構而無特殊困難。其結果是相應的自動化裝配過程工序的總數可以減少，而在自動裝配過程中所使用的設備也可減少功能結構的數量。因此，在進行深溝球軸承軸承自動裝配機設計之前，對深溝球軸承在自動裝配條件下的結構工藝性進行分析具有十分重要的意義。這不僅可以確定自動化裝配過程的有效程度，也可以確定自動化的合理性及可能性。進行結構工藝性分析 ,必須先明確產品及零件的工藝性標志。表示結構工藝性特征的標志可以分為兩個基本組。第一組是表示產品或裝配單元的零件結構工藝性特征 ,包括零件的數量、結構 ,在裝配單元中的配置、聯(lián)接特點及精度。第二組是表示產品或裝配單元整體的特征，這樣，深溝球軸承在自動裝配條件下的結構工藝性分析就轉化為分析其特征標志能否滿足自動裝配過程的特殊要求。概括地講，有如下幾個方面。1)結構含有零件的數量應盡可能少。開式深溝球軸承由四個部分組成:外圈、 內圈、 鋼球和保持架。加上聯(lián)接兩個保持架的鉚釘共五種零件。對于單個軸承 ,外圈、 內圈都是一個 ,鋼球從幾個到十幾個因軸承型號不同而異 ,保持架分上、 下保持架共兩個 ,鉚釘和鋼球數量相同。加起來 ,每個軸承的零件總數都在十幾個到幾十個之間。為使零件數量盡可能的少 ,可以將軸承自動裝配過程分解為兩個裝配過程:對中合套和保持架的裝配。在對中、合套過程中，將鋼球 (不管其數量是多少 )視為一個裝配單元進行處理，這樣 ,該過程就可以看作由三個零件組成。在保持架的裝配過程中 ,合套后的軸承是一個裝配單元,鉚釘和上保持架也可視為一個裝配單元 (這種裝配單元在許多廠家已在大量制造 ) ,稱為帶爪浪形保持器 ,加上下保持架(也稱為無爪浪形保持器 ) ,保持架的裝配過程也可看作由三個零件組成。這樣，整個裝配過程實現了零件數量盡可能少的要求。2)從外形角度考察 ,要求零件的形狀盡可能簡單 ,達到標準化、規(guī)格化、 通用化及典型化。具有基準表面 ,使裝配、改變位置、運輸過程中能可靠地定向；使聯(lián)接形式最為理想，這種聯(lián)接是實現最簡單工作運動的聯(lián)接 (例如壓配、 局部塑性變形、 接觸焊等 )。對于這三條要求 ,深溝球軸承的外圈、內圈和鋼球的工藝性標志都可以滿足。它們形狀規(guī)則 ,有基準表面 ,都實現了大批量、系列化生產，而且相互之間的聯(lián)接通過簡單的壓配即可實現。但保持架的自動裝配過程較難滿足上述要求 ,即保持架的外形不規(guī)則 ,難于定向、 供料 ,需要設計一套專用供料裝置 ,才能保證自動裝配的可行性。帶爪浪形保持器的形狀保持能力不十分可靠 ,自動裝配過程要防止鉚釘的脫落 ,并在裝配前后進行自動檢測 ,作相應處理。合套后的軸承裝配單元相對定向能力較差 ,鋼球隨機地布置在內、 外圈之間的溝道中 ,需要分球裝置保證它們之間的相對位置均勻穩(wěn)定。因此 ,這三個問題能否得到合理可靠的解決將會直接影響到自動裝配的成敗。3)從精度角度考察 ,要求零件的尺寸公差及表面幾何特征應保證按完全互換的方法進行裝配。用精度來衡量深溝球軸承的自動化裝配有兩個問題:游隙的控制 ,深溝球軸承的裝配精度在合套之前的加工工序中就已確定 ,但游隙的大小取決于選配合套過程，因此，合套時內、外圈及鋼球的檢測分選就十分重要。保持架聯(lián)接時鉚釘的準確定位 ,如不能準確定位 ,將導致廢品的出現 ,嚴重的將引起自動裝配線停機。因此 ,在壓配前后必須進行檢測和相應的處理。定量評價通過上述分析可知 ,在軸承自動裝配線的設計過程中 ,須著重解決如下幾個問題: 1)鋼球的上料；2)內、外圈的檢測； 3)保持架的上料； 4 )合套后的軸承中鋼球的定位； 5 )保持架的聯(lián)接。這些問題能否得到有效的解決，是與組成軸承的各個零件的結構工藝性直接相關 ,因此 ,有必要作進一步的定量分析，確定按什么樣的標志評價深溝球軸承現有的結構工藝性 ,并給出相應的解決辦法。為此目的，首先按單個標志評價工藝性 ,用 aij表示。指數 i表示標志的順序號,而 j表示零件或裝配單元的順序號。按單獨標志評價由 0到 1每隔 ,也就是 0。 。 。 。 …。 。 。在零件完全適合標