摘要:介绍了一种新的检验铆钉电触头用线材机械加工性能的方法。通过测量线材的冲击压下率来判 断线材的加工性,并与传统的测量线材的抗拉强度和断后伸长率方法进行了比较。
关键词:冲击压下率;加工性;铆钉;电触头
1引言
目前,表征铆钉电触头用线材机械加工性能的 参数一般都是抗拉强度和断后伸长率,硬度作为参 考。不论是生产线材的厂家,还是购买线材制造铆 钉的厂家,都只是(或只要求)检验线材的抗拉强度 和断后仲长率(有时加上硬度)。
在一定程度上,线材的抗拉强度和断后伸长率 也确实能反映线材的机械加工性能(包括铆钉镦制 加工性),适宜的抗拉强度和较高的断后伸长率也 基本上代表着线材较好的机械加工性。对于一般的 铆钉,变形量不是很大,对加工性的要求较低,只要 线材的抗拉强度和断后伸长率达到一定要求,即便 其铆钉镦制加工性有一些差别,也不会反映出来。 但随着技术的发展,铆钉应用的范围不断扩大,铆钉的品种及规格越来越多,还有铆钉的小型化等, 都对铆钉电触头用线材的机械加工性能(尤其是铆 钉镦制加工性)有着更多具体不同的要求。特别是 单一的、钉头薄、变形量大的铆钉,对铆钉镦制加工 性要求更高。已有不少铆钉制造厂家反映,有时即 使使用相同抗拉强度和断后伸长率的同类同厂家 线材,制造出来的铆钉质量也有很大的差别,有的 不开裂,有的开裂,有的开裂少,有的开裂多。很显 然,线材的抗拉强度和断后伸长率已不能准确地反 映其机械加工性能。
能不能找到一种新的检测方法,其所检测出来 的参数能更具体地、相对准确地表征线材机械加工 性能,不仅是铆钉制造厂家(作为进厂检验的判 据),也是线材生产厂家(作为有针对性地改进开发 材料的依据)所关注的。基于这一点,同时针对制造 铆钉时必须对线材进行镦制加工这一特点,对线材 的冲击镦压性能做了如下的一点尝试性实验工 作。
2实验方法及步骤
2.1实验方法
考虑到铆钉制造加工实际上是线材的压缩变 形,所以本实验选择了更直接反映压缩变形的特征 参数:线材的压下率,而不是通常的断后伸长率。又 考虑到压缩变形与压缩的速率有一定的关系,所以 选择了下冲次数每小时约6000次的小型冲床(接 近铆钉机的加工频率)作为实验设备。综合这两方 面因素,定义了本实验作为线材特征参数的“冲击 压下率”。具体表述如下:冲击压下率)/ 7.0x 100% (1)式中:7m~线材的原始长度L——线材被压缩到刚好出现幵裂时的长度
2.2线材原始长度的选择
为便于操作及观察,线材的原始长度L。与线材 直径D之比应为1?9?12。U太短,不便于观察冲击压 下时线材的开裂情况,U太长,试验时线段容易弯 曲,且放置时容易翻倒;粗线材其比值可选择小一 些,细线材其比值则选择大一些。线材要直,其端面 要平且与长度方向垂直。
2.3实验步骤
在冲床上装好相应的夹具(夹具端面要平且为 水平方向),然后在夹具上垂直放置一段线材样品, 调好冲床下冲距离,启动冲床往下冲击压缩线材样 品。第一次冲击压缩量要小一些,然后逐步往下调 节冲床下冲距离,调一次,冲击一次,一直到线材样 品刚好出现裂纹为止,找到其大致的“L”(线材出现 开裂时的长度),然后在这个冲击距离上下稍做调 整,找到较准确的下冲距离,测量出准确的“L”,算 出“冲击压下率”。每种线材应取一定量的样品,取 其平均值作为线材的最终“冲击压下率”。
需要注意的是:应缓慢向下调整,经过多次冲 击找到的冲击压下率,与只用2?9?13次冲击便找到 的压下率有时有一些差别。为准确起见,试验时要 先用一段样品缓慢向下调整,经过多次冲击找到大 致的冲击压下率(特别是在不清楚线材的冲击压下 率范围时),然后在此基础上稍稍调小冲击距离,进 行正式样品冲击试验,正式样品要用尽量少的冲击 次数找到其压下率。
3实验结果及分析讨论
分别取 AgCd〇(12)、AgCd〇(15)和 AgSn〇2( 10)各 两组样品(直径均为彡1.8&nm)测量其抗拉强度、断 后伸长率和冲击压下率。同类线材的比较见表1?9?1 表3。不同类线材的比较见表4?9?1表5。从上述的实验结果可以看出:
(1)接近或相同抗拉强度和断后伸长率的不同 类线材其铆钉开裂情况不仅不同,差别还较大。从 表4甚至可以看出,抗拉强度和断后伸长率相对占 优势的AgSn02 (10)线材其开裂比例大于占劣势的 AgCdO( 12)。
(2)接近或相同抗拉强度和断后伸长率的同
(3)冲击压下率所反映出来的情况与上述情况 不同。不论是同类线材,还是不同类线材,是抗拉强 度和断后伸长率相对占优势的线材,还是相对占劣 势的线材,只要冲击压下率一样或接近,铆钉开裂情 况就基本一致。
(4)综合表1至表6的结果,可以得出:冲击压 下率>70%的线材,制造加工钉头为04mmX 1mm 的复合铆钉没有问题;冲击压下率>75%的线材,制 造加工钉头为#4mm x 1mm的单一铆钉没有问题。 而且,基本上可以看出:柳钉开裂情况与冲击压下率 有一定线形比例关系,冲击压下率越高,铆钉开裂越 少。而从抗拉强度和断后伸长率的数据看,则找不 到类似的规律。出现这样的结果主要是因为线材的拉 伸性和压缩性虽然有一定的对应关系,但并不等同。
4结论
(1)冲击压下率比抗拉强度和断后伸长率更能 直接准确地反映线材的镦制加工性。这种新的检测 方法比起传统的检测抗拉强度和断后伸长率的方 法,其有效性是明显的。即便没有冲床,小型的压力 机也基本能满足要求。所以,不论是生产线材的厂 家,还是购买线材制造加工铆钉的厂家及以后修订 相关的技术条件和标准时,都可以借鉴。
(2)这种新的检验方法还只是一个实验性的探 讨,肯定存在许多局限,比如观察开裂情况要凭肉 眼,避免不了人为因素的影响,还有其操作过程相对 繁琐一些,这都需要加以改进和完善。本文旨在起 到一个抛砖引玉的作用。