机械连接工艺过程与方法

利用紧固件将零件连接起来的过程和方法。常用的机械紧固件主要有螺栓、螺钉和铆钉。机械连接比胶接或点焊等连接技术可靠，而且容易更换，所以在现代飞行器制造中仍占有重要地位。

飞行器机械连接接头应该在安全、可靠的前提下重量最小。它们不仅应有足够的静强度,而且应耐疲劳,有时还要具有密封性。航空器和航天器所使用的紧固件在选材、构造和连接工艺上还有一些特殊的考虑。这就是:用比强度高的铝合金、钛合金或合金钢来代替普通钢;发展高锁螺栓、环槽铆钉、无头铆钉、空心铆钉等新型紧固件及其连接工艺。这些紧固件从构造上能保证稳定的锁紧力和静强度。疲劳破坏是飞行器的主要危险。结构元件上的紧固件孔是结构抵抗疲劳破坏的薄弱环节。因此在飞行器结构的重要部位多采取静配合(干涉配合)、孔要精加工、冷挤压强化和采取高锁紧等工艺措施。其目的是缓和紧固件孔周围的应力集中，降低交变应力水平，以提高结构的疲劳强度(见疲劳与断裂)。紧固件与孔之间的干涉量为紧固件直径的1%~3%时，既能成倍地提高接头的疲劳寿命，又可以避免在孔周围产生过分的张应力而引起应力腐蚀。采用钛合金紧固件加干涉配合是从机械连接角度提高飞行器结构疲劳强度、减小重量的重要途径。

机械连接工艺是指利用紧固件将零件连接起来的过程和方法。常用的机械紧固件主要有螺栓、螺钉和铆钉。一架现代飞机使用上百万个各类紧固件，其中仅钻孔、铆接过程的劳动量就占部件制造工时的20%。

主要连接方法有:钢筋套筒挤压连接、钢筋锥螺纹套筒连接、钢筋镦粗直螺纹套筒连接、钢筋滚压直螺纹连接(直接滚压、挤肋滚压、剥肋滚压)。

带肋钢筋套筒挤压连接是将两待接钢筋插入套筒，用挤压连接设备沿径向挤压钢套筒，使之产生塑性变形，依靠变形后的钢套筒与被连接钢筋纵、横肋产生的机械咬合成为整体的钢筋连接方法。这种接头质量稳定性好，可与母材等强，但操作工人工作强度大，有时液压油污染钢筋，综合成本较高。钢筋挤压连接，要求钢筋最小中心间距为60mm。

钢筋锥螺纹套筒连接是将两根钢筋端头用套丝机做出锥形外丝，然后用带锥形内丝的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。这种接头质量稳定性一般，施工速度较快，综合成本较低。近年来，在普通型锥螺纹连接头的基础上，增加钢筋端头预压或锻粗工序，开发出GK型钢筋等强锥螺纹接头，可与母材等强。

钢筋镦粗直螺纹套筒连接是先将钢筋端头镦粗，再切削成直螺纹，然后用带直螺纹的套筒将钢筋两端拧紧的钢筋连接方法。镦粗直螺纹钢筋接头的特点:钢筋端部经冷镦后不仅直径增大，使套丝后丝扣底部横截面积不小于钢筋原截面积，而且由于冷镦后钢材强度的提高，致使接头部位有很高的强度，断裂均发生母材，达到SA经接头性能的要求。这种接头的螺纹精度高，接头质量稳定性好，操作简便，连接速度快，价格适中。

钢筋滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷作硬化增强金属材料强度的特性，使接头与母材等强的连接方法。根据滚压直螺纹成型方式，又可分为直接滚压螺纹、挤肋滚压螺纹、剥肋滚压螺纹三种类型。

这类连接方法是我国近10年来陆续发展起来的，它具有以下优点:接头质量稳定可靠，不受钢筋化学成分的影响，人为因素的影响也小;操作简便，施工速度快，且不受气候条件影响;无污染、无火灾隐患，施工安全等。在粗直径钢筋连接中，钢筋机械连接方法有广阔的发展前景。