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机械连接工艺

/mechanical joining technique/
最后更新 2022-12-23
浏览 145
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利用机械紧固件将不同零件、部件连接成一个整体的方法。

英文名称
mechanical joining technique
所属学科
航空宇航科学与技术

常用的机械紧固件主要有铆钉、螺栓等。机械连接与胶接、焊接相比具有工艺过程简单、连接强度稳定可靠、易于检查维修、适用于复杂结构的连接等特点。

在导弹、火箭和卫星的结构制造中,铆接和螺接作为主要的机械连接工艺应用均较为广泛,适用于金属材料制成的大多数结构件的连接,以及复合材料结构中一些承力不大部位的连接。铆接是一种不可拆连接,一般应用于受力较小层压板较薄的构件上,如导弹(火箭)的弹头壳体、整流罩、仪器舱、级间段和尾翼等结构及卫星的蒙皮+桁条、蒙皮+隔框等结构;螺接是一种可拆连接,一般应用于承载能力较大和比较重要的受力构件上,如导弹、火箭和卫星的各法兰密封结构、桁架及支架结构、仪器设备安装、级间及舱段间连接,以及其他连接方式的辅助连接等。

随着现代航空航天工业的不断发展,作为结构装配用的机械连接紧固件在材料、构造、连接工艺和装配过程上均有很大的发展。制造紧固件用的材料由钢、铝合金发展为钛合金、高温合金及复合材料;紧固件的构造由基本的铆钉、螺栓发展为适合单面抽芯铆钉、无头铆钉、环槽铆钉、高锁螺栓、干涉配合螺栓及智能化螺栓等;紧固件的连接工艺也由普通铆接、螺接发展为干涉铆接、单面铆接、密封铆接、电磁铆接、高锁螺栓连接、干涉螺接等;紧固件的装配过程由人工装配、半自动化装配发展为自动化和数字化装配。

航天结构件装配中比较先进的机械连接工艺是长寿命机械连接和电磁铆接。长寿命机械连接技术通过改进制孔方法减低孔表面损伤、采取干涉配合、对孔周进行局部强化处理等工艺措施,可缓和紧固件孔周围的应力集中,提高机械连接接头的疲劳强度。电磁铆接技术利用磁脉冲实现铆接,可以应用于各种材料铆钉的铆接成形,实现比较理想的、均匀的干涉配合,可明显提高铆接质量,形成长寿命、高可靠的连接。后期发展起来的低压电磁铆接技术,同早期的高压电磁铆接技术相比,具有安全、动力头轻巧、更易实现自动化、铆接效果好、成本低等优势,不仅可用于常规的铝合金结构铆接,还是解决钛合金结构、复合材料结构和其他高强度难成型材料铆钉铆接问题的一种先进方法。

随着航天制造结构件轻量化、大型化、整体化的发展,装配中所用紧固件的相对数量呈减少趋势,但对紧固件质量、性能和装配工艺的要求却越来越高。机械连接工艺的主要发展方向包括:高强度、高温先进材料紧固件制造工艺,复合材料紧固件成型工艺,紧固件自动化装配工艺,智能化紧固件连接工艺。

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