压铆螺钉压铆过程分析

　　普通的压铆过程一般包括零件定位、夹紧、确定孔位、钻孔、铆窝、去毛刺、放钉、施铆、松开夹紧件等工序，压铆螺钉的变形主要发生在施铆阶段。压铆螺钉铆接，是指将没有铆钉头的实心圆杆作为铆钉，在压铆过程中镦粗，同时在两端形成钉头和镦头。简化的无头铆钉压铆变形过程如图1所示：

图1    压铆螺钉压铆过程简化示意图

　　设上下冲头初速度为零，整个压铆过程由上下冲头接触铆钉开始，铆钉经历弹、塑性变形，到完全成形为止。上下冲头接触铆钉，随着其位移的增长，压铆力逐渐增大，钉杆整体镦粗，在钉杆接触到连接件前，只涉及到铆钉的变形，压力尚未传递到连接件，因此连接件无变形，此过程定义为阶段I；随着冲头位移的增加，铆钉杆开始接触连接件的边缘，铆钉与孔内壁接触区域开始变大，连接件在力的作用下沿径向方向扩展，镦粗的铆钉杆与铆钉孔的圆周面充分接触，铆钉中的金属以向下流动为主，近似于挤压型的金属流动，铆钉中间部分的金属受到铆钉孔的限制径向方向流动较少，上下两端径向流动较大，此过程中铆钉和连接件均有变形量产生，定义为阶段1I；随着冲头位移的增加，铆钉头部和底部开始局部镦粗，形成镦头和钉头，接触到连接件的金属板面。铆钉镦头(钉头)与连接件板面之间接触区域的摩擦力将阻碍铆钉镦头(钉头)的形成，使得金属流动发生改变。同时连接件因为受到镦头(钉头)的压力开始发生变形，沿轴向方向压缩。冲头位移继续增加，当铆钉压铆尺寸达到目标要求时，压铆力最大，冲头停止移动。在此过程中，连接件不仅在孔周围受到铆钉膨胀带来的压力，而且也受到铆钉镦头(钉头)压力和其延展带来的摩擦力作用。接触面包括铆钉镦头(钉头)和连接板的接触、铆钉和孔之间的接触、上下连接件之间的接触。此过程定义为阶段11I；铆钉尺寸达到目标要求后，冲头位移减小，载荷降低，但铆钉镦头仍然与冲头相接触，铆钉弹性回复，冲头离开铆钉，压铆过程结束，此过程定义为阶段Ⅳ。