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飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

编辑:钣金加工厂???来源:本站原创???发布时间:2019-11-30 05:21????浏览量:

  当大家第一次看到飞机的时候,都会被它巨大的机身,完美的流线小小的震撼一把。心中也肯定会产生一个更加巨大的疑问:这么一架能够自由遨游天际的庞然大物到底是怎么制造出来的?飞机的设计制造是一个非常复杂的过程,可谓是一部二十四史。这里,向大家先容一个飞机这个大世界的大功臣:小铆钉。

  通过这个小小铆钉,而窥见飞机制造的全景。

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  图:飞机上铆钉一窥(图片来自网络)

  要讲铆钉,首先要说一下制造飞机的材料。

  现代大型客机制造的主要材料是铝合金。传统的焊接技术并不适用,所以铆接被大量采用。物是一般,却是千般用途。所以铆钉也是形态各异,种类繁多。有大有小,有强有弱,有钢制铆钉,也有铝铆钉,有承受拉力的圆头铆钉,也有承受剪力的平头铆钉。除了铝合金材料不宜焊接而采用铆接。飞机制造中大量使用铆钉还有一个重要原因,那就是减轻重量。

  飞机制造中有一句名言:“为减轻每一克重量而奋斗”,相比于螺栓,成百万的铆钉节约的重量就非常可观了。

  由于飞机的机身,机翼结构非常庞大,不可能像汽车车身那样整体成型。假如大家将飞机完全拆解开来,你可以想象一下木质结构的房子拆开来的结果,横梁,立柱,木板一大堆。飞机则是一大堆铝合金的横梁,桁条,隔框,缘条,腹板,连接片等。要将这些成千上万的铝件拼积木一般组合起来,形成巨大坚固的飞机结构,并覆上蒙皮,完成基本的飞机形状。就需要上百万的紧固件将他们连接起来。由一盘散沙到一个支撑飞行的整体,都是一钉一铆的功劳。铆钉就是那穿衣线,在飞机制造中居功至伟。

  之于飞机身体,铆钉如同细胞。

  飞机上常用的铆钉可分为两大类实心铆钉和专用铆钉。

  实心铆钉按铆钉钉头分主要有四种:

  埋头铆钉AN426、普通头铆钉AN470、半圆头铆钉AN430和平头铆钉AN442。

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  这么多种铆钉,你都认识吗?

  
 

  按材料主要可分为:

  A铆钉:纯铝制成,强度低,防腐蚀性能好。

  AD铆钉:2117铝合金制成,强度低于D铆钉和DD铆钉。这种铆钉的抗蚀能力较好,使用前无需再进行热处理。因此,这种铆钉在飞机结构上得到广泛应用。

  B铆钉:5056镁合金制成,可以在室温下储存。主要用来铆接镁合金防止电化学腐蚀。

  D、DD铆钉:2017和2024铝合金制成,强度比AD要高,DD的强度最高。但是这两种铆钉使用前需要淬火,并在孕育期内完成铆打。使用后需放入冰盒里,故这两种铆钉也成为冰盒铆钉。

  M铆钉:镍铜合金制成,也成蒙乃尔铆钉,可以在室温下储存和使用。

  KE铆钉:7050铝锌镁铜合金制成,可以在室温下储存和使用。

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  这又是神马铆钉?

  
 

  专用铆钉主要有盲铆钉(拉塞式摩擦锁定铆钉、拉塞式机械锁定铆钉)、高强度销式铆钉及Hi-Locks紧固件。

  凡是上飞机的部件,都是要经过标准认证的。有的是行业协会的标准,比如 AN(Army\Navy,陆军海军)标准;MS(Military Standard),NAS(National Aerospace Standard)等等,也有飞机企业自己的标准,比如波音企业的标准,以 BAC 开头,铆钉标准是 BACR(Rivet);垫圈标准是 BACW(Washer);螺母标准是 BACN(Nut)等等。

  单说这铆钉的标准件号里,包含的信息就不少。制造实心铆钉,要依据美国联邦规范 QQ-A-430。接下来,按照 MS 或 NAS 系统来标识铆钉。大家至少需要知道一颗铆钉的如下信息:

  1)铆钉头的形状

  2)铆钉的材质

  3)铆钉杆的直径

  4)铆钉的长度

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  铆钉头的外形

  
 

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  铆钉头部都有材质识别标志

  
 

  举例:MS20470AD4-5

  MS20=美军标紧固件 20 类

  470=铆钉头的代码,universial head,扁圆头(从 AN 标准继承来的,AN 那里的件号是 AN470)

  AD=铆钉材质的代码(材料是 2117 铜铝合金,含铜 2.6%,强度(strength)是 27,000psi)

  4=铆钉杆的直径是 4\32=1\8 英寸,直径以 1\32 英寸进位。

  5=铆钉杆的长度是 5\16 英寸,长度以 1\16 英寸进位。

  AD 铆钉的铆钉头中央,有个小凹坑作为识别标志。

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  
 

  常见的铝铆钉的材质还有:

  2017(D):含铜 4%,强度 30,000psi,铆钉头标识是一个凸起的小圆点。

  2024(DD):含铜 4.4%,强度 35,000psi。铆钉头标识是两道凸起的线。

  2017和 2024铆钉又叫冰箱铆钉,需要热处理。小直径的 2017(D)铆钉不需要热处理,大直径的需要。所有的 2024(DD)铆钉都需要热处理。

  DD铆钉,从材料库领出来的时候,热处理状态是 T4,直接安装是打不动的。必须先在热处理炉里 930F-950F 温度范围保温 1 小时退火,然后再冷水中淬火,然后放到冰冷的一种酒精(Isopropylalcohol)里,放到冰箱里,用时取出。从冰箱里取出后,必须在 20 分钟内安装好,否则铆钉枪就打不动了。能打动也会发生裂纹。打好的 DD 铆钉的热处理状态是 T31。

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  使用铆钉枪安装铆钉的过程

  复合材料上也用铆钉,是特殊的铆钉,出于防腐蚀的考虑,材料只能是钛合金或莫奈合金。要粘接\铆接的复合材料板之间,仍然要涂树脂,或者封严胶(用什么怎么用严格遵守结构修理手册)。

  铆钉杆上涂封严胶,然后装入铆钉孔安装。复合材料铆钉安装有个特殊要求,就是不能用普通的冲击式铆枪,只能用挤压式的,复合材料怕冲击。

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  复合材料上使用普通铆钉会引发材料的损坏

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  必须使用特殊铆钉

  
 

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  打铆钉的现场情景是这样的

  
 

  
 

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

  那时候的飞机外部还都是这种近似圆头的铆钉

  
 

  这两张照片上的工人,都没有戴护耳。打铆钉会产生很大的声响。打 3\32、1\8 英寸小直径的铆钉,不带护耳也没啥。如果是打 5\32、3\16 英寸直径铆钉,特别是在封闭环境里,最好是要戴上。

  最后看几张铆钉近景图。

飞机上的那些个细胞:功不可没的铆钉

  
 

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