[科普中国]-铆钉孔

概念

任何一种机器，没有孔是作不成的。要把零件连接起来，需要各种不同 尺寸的螺钉孔、销钉孔或铆钉孔；为了把传动部件固定起来，需要各种安装孔；机器零件本身也有许多各种各样的孔 (如油孔、工艺孔、减重孔等)。

各种孔的加工，除去一部分由机工完成外，工具钳工在工作中也经常会 遇到孔加工的问题。

工具钳工工作范围内的孔加工，主要是钻孔、扩孔、锪孔和铰孔4种。

安装孔是零件上设计出用于零件安装作用的孔。机械上大部分零件都需要设计安装孔。安装孔尺寸，一般应比设备最大部件尺寸大，并应取0.5的倍数为宜。在设计图纸上应标出孔的表面粗糙度。

铆钉铆钉是用以连接金属构件的一种不可拆卸的紧固件。常为圆柱形，一端预制的钉帽有半圆头、沉头和平头三种形式。使用时将钉烧红后(或冷铆)插入钉孔，用气压力或水压力以铆钉枪或压铆机压制另一端，形成相应的钉帽，即把构件紧密连接。常用于钢结构与轻金属结构的连接。

一端带有预制钉头的圆杆，另一端插入连接件钻孔中后再击压成封闭钉头的金属紧固件。用专用钢材ML2和ML3号平炉普通碳素钢制成，有半圆头、高头、埋头等各种型式。一般采用半圆头铆钉。如钢板总厚度超过铆钉直径的5倍，又不大于7倍时，可用高头锥杆铆钉。当构件表面要求平整时则用埋头铆钉，但埋头铆钉不可用于钉杆受拉的连接。

铆钉连接利用铆钉把两个以上的元件连接在一起 的不可拆连接，称为铆钉连接，简称铆接。

铆钉是用标准直径的棒料制成的，钉杆 的一端有预制的钉头，把铆钉插入被铆件的 重叠孔内，利用端模再制出另一端的钉头， 称为铆成头，这个过程称为铆合。当钉杆直 径小于12毫米时，铆合时可不加热，称为冷 铆;钉杆直径如大于12毫米，铆合时通常要 把铆钉全部或局部加热，称为热铆。

铆接时以铆钉孔的直径作为铆钉的计算 直径。

铆接具有工艺简单，抗震、耐冲击和牢 固可靠等优点; 但结构一般较为笨重，被连 接件上由于制有钉孔，而受到较大的削弱， 铆接时一般噪音很大，影响工人健康。因 此，目前除在桥梁、建筑、造船、重型机械 及飞机制造等工业部门中仍常采用外，应用 已渐减少，并为焊接、粘接所代替。

孔在公差与测量基础中，孔主要指的是圆柱形的内表面，也包括非圆柱形的内表面（由两平行平面或切面形成的包容面）。在机械原理等学科上，对孔的尺寸和偏差等方面都有较完善的规定。1

孔是指圆柱形的内表面或外表面，也包括其他内表面中由单一尺寸确定的部分。

笼统的说，孔就是指一个实体上所缺失的，并且封闭的部分。

孔的尺寸分别表示内表面的单一尺寸。尺寸公差是一种最基本的单一公差，其公差带为一维，如圆孔用一个直径尺寸即可确定；而方孔则必须将安们分解为两个单一尺寸，即长度和宽度，并且按内表面分别给定长度和宽度方向的孔尺寸及公差。

当零件有配合关系时，孔和轴的关系表现为包容与被包容的关系，即孔为包容面，轴为被包容面。没有这种配合关系的可视为长度尺寸。

从工艺上看，在加工过程中随着切削量的增加，孔的尺寸不断加大。在测量方法上，孔与轴的尺寸也有所不同。

评价标准——表面粗糙度表面粗糙度是物体被加工表面凹凸不平的程度。由于加工过程中切削工具与工件 表面的摩擦、切屑分离时表面层材料 的塑性变形、切削速度与进给量、工艺系统的高频振动等原因，在被加工零 件表面形成峰、谷和间距构成的细观 几何形状差别，即形成相互区别的表 面粗糙度。控制零件的表面粗糙度对 零件相互配合的可靠与稳定、减小摩 擦与磨损、提高接触刚度和疲劳强度、 降低振动与噪音以及延长零件的使用 寿命等具有重要作用。表面粗糙度的 评定参数有近30多种，常用的有高 度、间距和形状参数。表面粗糙度的测 量有比较法、光切法、光波干涉法、针 描法、激光全息干涉法和光斑法、光点 扫描法等，分别适用于不同评定参数 和不同粗糙度范围的测量。近年来结计算机、激光和图像识别技术，测量 方法又有很大发展。2

加工方式扩孔在锻压工艺中，扩孔是在专用设备—— 扩孔机上将平锻机、曲轴锻压机或锻锤等其 他设备上锻得的环形坯料的壁厚减薄，使内 径和外径同时扩大，这种工序称为扩孔，它 是通过两辊辗压来实现，所以又称 “辗压扩 孔”，也有的称为 “扩环”。经过扩孔，使锻坯 的截面形状接近零件截面形状，环的几何精 度大大提高，提高平锻机的利用率。由于减 小公差余量及余块(直径上的公差△=±1)， 可以节省金属13～17%，减少切削加工时间 15～25%，扩孔在现代轴承工业中应用得最 多。此外机车车轮的轮箍、航空发动机上的 环形件及载重汽车、拖拉机上的齿轮坯等也 采用了扩孔的加工方法。

扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出、锻出或 冲出的孔进行加工，常用作铰孔前的准备工序，它可以提高孔的精度和纠正孔的中心线 歪斜。扩孔精度可达IT9，这是因为扩孔钻 一般有3～4个切削刃，没有横刃，容屑槽也 比较浅，刀具刚度较钻头大，切削条件比钻 头好，导向也比钻头好，因此切削过程平 稳、加工精度比钻孔高。

有时还碰到有埋头孔、孔口有锥面或孔端具有凸台平面等需要用其他型式的扩钻 (锪钻) 来加工。

此外，扩孔钻还常常和其他刀具 (如钻头) 一起做成组合刀具的形式，这样可以使不同的工作在一次行程中进行，不但提高了生产率，而且也能保证加工表面间的相互位置要求。

拉孔用拉削方法加工工件的孔。

拉削的特点是生产率高。由于刀具后面 有校准齿，这些刀齿所受的负荷不大，很少磨损，因此拉孔后的工件孔精确度高，表面粗糙度好。 最好的可达IT6 。

有色金属的工件不宜磨削，而采用拉削 最为合适，但拉削不能加工不通孔，加工直径大的孔或长孔是困难的。而且刀具成本高，精度不高，批量太少，使用拉刀在成本上都不经济，所以限制了拉孔的广泛应用。

镗孔用镗削方法扩大工件的孔。镗孔是最经 常用的孔的加工方法之一，可以作为粗加工，也可以作为精加工，可以加工各种零件上不 同尺寸的孔，对于直径很大的孔，镗孔是唯一的加工方法。

镗孔方式有三种：

(1)工件回转，刀具不转并作进给运动 ——在车床类机床上镗孔。

(2)工件固定不动，刀具回转并作进给 运动——在镗床类机床上镗孔。

(3)刀具回转，工件不转并作进给运动 ——大量生产中专用设备的镗孔都属这一种 方式。

为提高镗孔精度，还可以使用浮动镗刀块，即镗刀块松动的装在刀杆上，刀具可以 自动调位，因此镗削时刀具的中心为已加工的孔所决定，不会由于在刀杆上安装不准确或刀具中心的偏摆而将孔扩大。

镗孔是在镗床、车床或其他机床上用镗杆和镗刀将工件上已有的孔扩大的加工方法。镗孔时工件固定在工作台上，镗刀装在镗杆上作旋转运动，同时由工作台或镗杆作轴向运动，进行切削。3