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压铆螺钉压铆过程分析

发布日期: 2012-10-15

  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:

压铆螺钉压铆过程简化示意图

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。

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