商用飞机需要大量的紧固件，但不像以前那么多了。例如，1969年推出的波音747就有近150万个紧固件。相比之下，2009年推出的波音787只有几十万个紧固件。
什么占这一显着减少的？787由50％的复合材料制成，与金属皮飞机相比，可以用更少的紧固件组装。
越来越多地航空航天制造商正在设计用复合材料制造的飞机和宇宙飞船。他们也越来越多地使用包括龙门起重机和机器人在内的自动化设备来安装紧固件。为此，供应商开发了用于复合材料的特殊紧固件，并用各种合金制造了更坚固的铆钉。
改变铆接
传统铆接仍然是航空航天集会中的零治过程。飞机装配机每年安装数百万固体柄和盲铆钉。更改的是铆钉本身，它们更频繁地安装自动化而不是手动。
Allfast Fastening Systems Inc.工程副总裁Omar Honegger说:“在过去几年里，通过调整金属的化学成分，我们已经能够将实心铆钉的强度提高10%以上。我们的铆钉底部现在可以扩展到原来柄直径的1.7倍，而且表面没有裂缝，而不是传统的1.5倍。”
实杆铆钉有一个圆筒形轴与光滑的底部(巴克尾)和通常的头，尽管一些铆钉是无头。这些铆钉宽1/16到1/2英寸，长1/8到3.5英寸，价格便宜(每个3到20美分)。
由于它们提供优良的锁紧特性，实杆铆钉被用于组装飞机的主要结构。大多数情况下，它们被用于将皮肤附加到飞机框架上。
安装需要进入铆钉的两侧。在安装过程中，头侧通过带有气枪的孔而空气驱动，并且底部压在支架杆上。铆钉底部膨胀以将铆钉固定到位。
双人安装需要一个人操作枪，一个人拿扣杆。单人安装时，需要扣棒固定牢固。
抽芯铆钉用于只能进入结构一侧的地方。虽然比实心铆钉贵得多(每个25到70美分)，但抽芯铆钉的强度要低得多。由于这个原因，它们主要用于组装二级飞机的结构，如天花板、侧壁和客舱组件。
它们包括铆钉套筒，锁环，驱动砧座和锯齿状茎。在安装过程中，装配机按压铆钉头的特殊工具，并拉动工具触发器。该动作将材料板夹在一起，坐在铆钉头上并断开杆。
盲铆钉是1/8至1/4英寸宽，1/16至7/8英寸长。
在过去的几十年里，实柄铆钉只由一到两个等级的铝合金制成。如今，它们由9个标准等级的铝合金(1100、2017、2024、2117、2219、5056、7050、55000和V-65)，以及钛、不锈钢和碳钢，以及镍和镍铬合金组成。对于需要考虑腐蚀的地方，推荐使用非铝铆钉。
盲铆钉一直是多芯紧固件，但在过去，件始终由相同的材料制成。这已不再是这种情况。供应商可以制造一个或多个金属（铝合金，不锈钢和镍和镍和铬合金）的铆钉，以满足制造商规格。
Honegger说，铆钉上的头部样式没有改变，但它们采用更严格的公差，以确保均匀性并消除对次级剃须操作的需求。AF1061来自ALTFAST的固体铆钉具有消除剃须的受控头。Allfast还使用统计过程控制来生产铆钉头，其具有±0.0004英寸的突出容差。
固态柄铆钉具有通用（突出），改进的通用，100度的沉头和膨胀头。另一种头型，NAS 1097减少冲洗，确保在非常薄的材料中冲洗安装。
一些铝合金铆钉在其头部有代码标记，便于识别合金。例如，2017-T型铆钉有凸起的乳头，2024-T型铆钉有两个破折号，2117-T型铆钉有一个凹窝。
盲扣的头部样式包括通用型、120度平头和Unisink型，这是一种组合沉头和突出头，用于非常薄的顶部板。
上升自动化
在过去十年左右的时间里，航空航天制造商越来越多地实现了铆接过程的自动化，以提高生产率。自动化设备包括门式起重机和运输起重机，以及机器人。
“它已经采取了两十年来实现了自动化，以举行航空航天行业，”Monogram Aeropace的营销和技术销售经理Dave LittleJohn说。“诺斯罗普公司通过使用机器人制造和组装其T38超音速喷射器的翼尖，在20世纪80年代后期研究了1980年末的第一次参与。我们的钛visu-lok紧固件用于该计划。“
这项研究持续了一年。紧固件自动从板载盒中自动进料到末端效应器的整体滤芯，在几秒钟内安装了每个紧固件。每个墨盒夹紧40个紧固件并在充分装入时重38磅。
利特尔约翰表示，Monogram与航空航天制造商、机器人供应商和集成商密切合作，以确保他们的紧固件在每一个自动化过程中都能良好工作。Monogram最近与空中客车和这家航空巨头在西班牙的工厂的集成商合作，开发一种特殊的末端执行器，使自动化效率最大化。
Cherry Aerospace的技术服务工程师Caleb Lemler表示，您已经使用机器人安装了几年的铆钉和紧固件。每个A330班车翼都安装了超过3,000 MBC盲铆钉。
Alcoa紧固件的Ergo-Tech盲 - 紧固件安装系统可以通过单个汇编器处理，或者可以安装到机器人。新产品开发总监Luke Haylock表示，System System Systems的新产品开发总监表示，该系统可与无线智能工具一起使用，该工具使用过程中的传感器提供实时反馈。轻量级工具测量每个紧固件的角旋转和安装扭矩，并将结果与预定的接受标准进行比较。
Cherry和Allfast也制造工具来加速抽芯铆钉的手动安装。G746A樱桃动力铆钉机是一种可配置直拔头、偏拔头、直角拔头的液压气动工具。循环时间是一秒。
Allfast使RV3000的最大自馈骑兵铆钉，其在其杂志的条带上保持40至100铆钉。操作员按下手柄以激活。安装铆钉后，鼻子缩回，下一个铆钉插入鼻子中。RV3000由轰炸机和波音公司的汇编者使用。
复合材料专用紧固件
“开发和测试新紧固件的机会非常有限，”凯莱布说。“它出现在空客A380和波音787等飞机的设计和组装期间，这些飞机以大量的复合材料为特色。”
复合材料由与基体材料结合在一起的纤维增强体组成。蒙大拿州立大学(Montana State University)机械与工业工程教授道格拉斯·s·凯恩斯(Douglas S. Cairns)说，它们允许基体材料的刚度和强度随载荷方向而改变。
回到20世纪60年代后期和20世纪70年代初，美国军队开始尝试复合材料。第一个申请涉及用于F-14和F-15战斗机的Empennages的皮肤的硼增强的环氧树脂复合材料。
商用飞机制造商开始在几十年后使用复合材料。复合材料减少了机身重量，从而提高了燃料经济性并降低了运营成本。空中客车是第一个制造商，在商业飞机中大量使用复合材料。该公司在1983年的A300和A310的方向舵中使用它们，并在1985年垂直尾部翅片。
“特殊紧固件是空气和航天器的必要条件[由复合材料制成]，”Haylock说。“这些紧固件直接影响了工艺的结构性和重量。”
有许多类型的专业紧固件可供选择，它们都是盲安装的，并具有一个螺栓(有螺纹或无螺纹)和一个或多个组件。螺纹盲板专用紧固件包括锁紧系统，面板紧固件，剪切销和松不脱螺钉。盲孔螺栓是非螺纹的。
特种紧固件测量1/8至1/2英寸宽，长1/16至4英寸，可以非常昂贵（在大多数情况下最多10美元）。头类型包括通用，修改的通用和100度和130度的沉降。
与盲铆钉一样，特种紧固件的部件可以由各种材料制成，包括铝合金，钛，不锈钢和碳钢，镍和镍 - 铬，以及工具钢H11（5％铬）。特种紧固件需要针对每个安装量身定制的工具。
由于这些紧固件提供高剪切和夹紧载荷，它们被用于飞机的主要和重应力区域。典型的应用包括起落架配件、飞机操纵面、飞行控制执行系统和发动机附近的进气口区域。
复合材料- lite是一种专门用于复合材料和金属结构的紧固件。这款紧固件由Monogram Aerospace公司制造，采用钛芯螺栓，比之前的composix - lok轻20%。当安装时，composite - lite提供了一个大的盲面反转，以防止分层。紧固件安装与紧凑的手动或电动工具。composite - lite有四种头型，均提供75 ksi的剪切强度和0.05英寸的操作抓地力范围。
美国铝业公司生产用于复合材料的FC43结构面板紧固件。该紧固件包括垫圈、螺母板和全柄实心螺栓。FC43提供了高剪切和抗拉强度，特别是对于直径0.19- 0.25英寸的紧固件。垫圈防止分层，螺柱螺栓可以是单线或多线螺纹。
樱桃1900紧固件在安装时形成大的盲侧脚印，使其适用于复合结构。其换档垫圈提高了安装一致性并延长了工具寿命。紧固件安装冲洗，符合NAS1919和NAS1921规格，并有多种尺寸。
最后，特殊紧固件可以像黄金一样珍贵——甚至是由黄金制成的。例如，在20世纪70年代，美国国防部要求其一颗卫星的100个紧固件由24k黄金制成，以稳定卫星的温度。Cherry Aerospace提供紧固件。
洪安表示:“专业紧固件的生产成本可能相当高，因为它们通常只需要少量。”“然而，对OEM来说，高成本并不是负面的，因为紧固件解决了一个问题。”
