半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定.docx

半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定 半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定 自冲铆接主要工艺参数的选择 模具的设计与选取原则 为了确保铆接质量，当铆接完毕后，铆钉应完全进 人板料，铆钉头部上表面应与上层板料的上表面平齐， 模具型腔应恰好充满，这种铆接状态是“镦实”状态． 如果依此确定设计原则，则模腔的体积应与铆钉的体积完全相等．这种设计方法将导致一种模具、一种板料组合和一种型号铆钉的一一对应关系，即“一模一用”，而不允许一种模具覆盖多种板料的组合，覆盖多个型号的铆钉． 在实际应用中，为了提高工效，减少铆接配件，往往是用同一种模具，同时使用２种或２种以上型号的铆钉，铆接不同组合厚度的板料；模具和铆钉的同一种组合，亦可铆接２种不同组合厚度的板料，因为只要“铆牢”即可，不一定“镦实”．但一种模具只能适合一 个直径的铆钉，而铆钉长度允许不同． 因此，必须对模具的设计原则提出圆整．对这种铆接方法，模具设计是指模腔形状的确定，见图４． 图４模腔、铆钉和板料 Ｄｉｅｃａ、ｒｉｔｙ，ｒｉｖｅｔａｎｄｐａｎｄ 一般而言，若铆接某种组合板料，首先应根据板料选用铆钉，包括铆钉的直径和长度，然后再选用或设计模具． ３．２铆钉尺寸的选择原则 铆钉的尺寸包括直径（指铆钉腿部直径）和长度．一般先确定铆钉直径，然后确定铆钉长度． 铆钉直径的选择依据主要是所要铆接的板料厚度．一般而言，所要铆接的板料厚度愈大，则使用铆钉的直径愈大，如铆接２／２ｍｍ厚的板料（两层板料厚度均为２ｍｍ），多采用咖５．３ｍｍ直径的铆钉；铆接 ｍｍ厚的板料，多采用函３．３ｍｍ直径的铆钉．但有 时为了提高疲劳寿命，也使用细长的铆钉铆接厚板料． 方数据学学报第４０卷第４期 铆钉直径确定后，根据所要铆接的板料厚度和铆 钉直径确定铆钉长度．文献［８］曾提出，“铆钉长度大致等于被铆接板料总厚度加上铆钉腿部直径的７５％．但经笔者统计发现，这样计算的误差太大，故提出一种近似的铆钉长度确定方法． 首先大体求得铆钉的理论长度￡’ 式中：ｒ为铆接板料的总厚度，ｒ＝ｔ。＋ｆ：；Ｃ为铆钉超出板厚部分的长度．根据文献［９］的统计分析，Ｃ的表达式为 Ｃ＝０．６１７ｄ２—０．１２４６ 式中：ｄ：为铆钉腿部直径．￡’、ｒ、ｃ和ｄ：单位均为ｍｍ． 经计算得出的铆钉长度Ｌ’还须进行圆整，使长度符合标准铆钉的长度．圆整的原则是： （１）对大直径铆钉而言，￡＝∥一，即向下靠一级；（２）对小直径铆钉而言，￡＝￡’＋，即向上靠一级．以上是已知板料厚度，选择铆钉的方法．如果已知 铆钉的直径及长度，也可以求得铆接板料最适合的厚 度．设所铆板料的理论总厚度为ｒ’，则 其中Ｃ由式（２）式求出．所铆板料的实际总厚度如下： （１）对大直径铆钉而言，ｒ＝ｒ’＋，向上圆整；（２）对小直径铆钉而言，ｒ＝ｒ一，向下圆整． ３．３模具的设计方法 图４中的下图为模腔的尺寸图，它由内壁、中间圆 锥和下底组成．内壁的底径为Ｄ：，一般具有５ｏ的拔模斜度即可．对模腔的尺寸参数设计如下： 深度与铆钉伸出板厚的长度有关，见式（２）中的Ｃ 值；一般为２．１７ｍｍ，或小一些，但应大于１．５ ２）内壁的底径伙 显然，图４中Ｄ：应大于图３中的Ｄ。，如２．２节观测法所述：“铆钉扩张后的下部直径大于或等于上部 直径”，如果仇＝Ｄ。，则Ｄ：＞Ｄ。，取 Ｄ２＝Ｄ。＋０．８￡２ 式中ｔ：为下层板料的厚度． ３）圆锥底径Ｄ． 一般而言，（晚一Ｄ。）／２＝１．５—２ｍｍ，即Ｄ。＝Ｄ２一（３～４）ｍｍ． ４）中间圆锥的设计 中间圆锥包括凸台高度ｆ、圆锥角度ａ和顶部圆弧半径Ｒ．由文献［６，１０］可知，ｔ的数值很小，ｔ＝０— ｍｍ；ｔ值对静拉力影响最大［６】，对疲劳寿命影响 圆锥角度ａ、顶部圆弧半径尺以及ｆ三者中，有一 ２００７年４月万淑敏等：半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定 则，Ｄ．量参立独非‘÷ｃｏｓ为足令果如，量参立独非是个ａ一（＾＋￡）ｓｉｎ 当Ｄ。、＾和￡值确定之后，按照ａ＝３５。～５０。选取，注意 一（５）—Ｊ—Ｓ儿ｌ【ｚ＿—Ｆ——三＝Ｒ ．大过宜不值Ｒ，小过宜不值ａ 半径，如肋．７等．角圆的小大当适有都处接交线直与线直的有所 ４铆接试验结果分析 本试验采用自行设计的试验装置¨¨进行铆接．将铆接试验的试件分别沿子午面剖开，