8.铆接工艺在冲压模具中的应用(李颖)

科技论文、管理论文申报表（2009年度）单位名称:（盖章）论文编号：（公司统一编写）论文名称铆接工艺在冲压模具中的应用主要编写人员（按主次排列顺序）李颖联系电话[phone]论文分类（科技、管理）科技主要内容（不超过100字）后附：论文全文本文以冲铆工艺在现代冲压中的应用为主要内容，介绍了铆接的种类及优缺点。特别介绍了我厂实际生产中对于铆接工艺的应用，有助读者对铆接工艺的进一步了解。主要原理冲铆工艺原理、压铆螺母工艺原理创新点无孔铆接螺母的应用应用情况压铆螺母的稳定性得到了提高，为铆接工艺在我厂的推广提供了宝贵经验。铆接工艺在冲压模具中的应用摘要：本文以冲铆工艺在现代冲压中的应用为主要内容，介绍了铆接的种类及优缺点。特别介绍了我厂实际生产中对于铆接工艺的应用，有助读者对铆接工艺的进一步了解。关键词：压铆螺母无孔铆接、有孔铆接、螺钉压铆引言目前钣金件连接主要采用的焊接、铆接和螺栓等板件连接方法。螺栓联接优点：结构简单、型式多样、联接可靠装拆方便、成本低缺点：在交变荷载下,易松动。制孔精度较高。焊接优点：设备简单、生产效率高、焊缝强度高、密封性能好。缺点：拆卸不方便。铆接优点：联接强度高，密封性能好。缺点：拆卸不方便、制孔精度高铆接工艺的种类及优缺点铆接，使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。铆接按照受力方式不同可大致分为：旋铆，冲铆(压铆)，拉铆。旋铆工艺原理与特点：旋铆也称作冷碾铆接法，就是利用铆杆对铆钉局部加压，并绕中心连续摆动直到铆钉成型的铆接方法。需要旋铆机才能完成铆接过程。按照这种铆接法冷碾轨迹，可将其分为摆碾铆接法及径向铆接法。摆碾铆接是最为常用的旋铆方法，摆碾铆接机结构简单，成本低，维修方便，可靠性好，能够满足大多数零件的铆接要求。旋铆同传统铆接的工艺特性对比：冷碾铆接法所需的摆碾力极小，仅为锤击、冲压等铆接方式的1/10-1/15。因为传统的铆接方式是铆杆对铆钉施压，其压力越靠近轴心越大，而冷碾铆接法是以连续的局部变形使铆钉成形，其所施压力离铆钉中心越远越大，这恰恰符合材料变形的自然规律。因此，采用冷碾铆接法所需吨位极小，节省费用。另外，冷碾铆接法使铆钉的变形顺从金属自然流向，不会降低材料的缺口冲击韧性和延展性，减少了在铆钉墩头周围出现切向拉应力过高的危险，铆后材料无折断纤维流，能提高铆钉的承载能力。将摆动冷碾铆接与传统锤击、冲压铆接试件做破坏性试验后知，冷碾铆接法产生的链接强度约高于传统铆接的80%。冷碾铆接后铆钉几乎无弯曲、鼓肚、墩粗等变形现象。同时与铆钉相连的零件毫无变形。而用锤击、冲压铆接，由于是施压，冲击盛开，上述缺陷较为明显。冷碾铆接法的应用范围：可铆接低碳钢铆钉、中碳钢及不锈钢铆钉。广泛用于精密机械、纺织器材、钢制家具、建筑五金、高低压电器、五金工具、汽车、摩托车配件等行业中。冲铆工艺工艺原理与特点：冲铆也称作压铆工艺，通过铆钉或零件受力后发生塑性变形从而把零件链接起来。根据铆钉结构不同可以分为，铆钉压铆、螺钉压铆、螺母压铆。铆钉铆接是利用铆钉塑性变形后将几个零件连接起来，铆钉只起连接作用，不作为工作部件使用。铆钉冲铆根据铆钉受力方式不同还可以分类为铆钉端面冲铆、铆钉断面局部冲铆、铆钉双面铆接和翻边铆接。而螺钉压铆和螺母压铆，是利用零件材料的塑性变形将螺钉或螺母与零件连接起来，且螺钉与螺母通常作为工作部件使用。无论是铆钉变形还是材料变形，压铆过程都是冷镦过程。冲铆同其他铆接的工艺特性对比：冲铆所需的压力根据零件与铆钉的大小确定，常见冲床1T、16T、40T、60T、100T、160T、250T、300T均有应用。冲铆过程需要工装限位，即冲铆模具帮助才能完成铆接过程。且不同铆钉所需冲铆模具结构不同，所需模具无法通用。但冲铆过程受力迅速，铆接效率较高，可以产生标准内外螺纹。铆接点上连接材料相互镶嵌的，底部既无棱边也无毛刺，避免了应力集中，可承受很高的动载荷。且连接过程无热输入，连接点处的材料表面镀层也不会被破坏，同时避免了焊接飞溅及焊接变形，可实现多层材料、不同板厚、不同材质的连接。在施压过程中，大大节省了能耗，降低了噪声并延长了设备的寿命。冲压铆接法的应用范围：可铆接可铆接低碳钢铆钉、中碳钢及不锈钢铆钉、螺钉、螺母。拉铆工艺工艺原理与特点：拉铆是冷铆的另一种铆接方式。利用手工或压缩空气为动力,通过专用工具（拉铆枪）使铆钉与被铆件铆合。如果某一产品的螺母需装在外面，而里面空间狭小，无法让亚铆机的压头进入进行压铆且抽芽等方法无法达到强度要求的时候，这时压铆和涨铆都不可行，必须用拉铆。拉铆工艺应用范围：广泛用于建筑、汽车、船舶、飞机、机器、电器、家具等产品上。铆接工艺在现代钣金件结合中的应用铆接产品为薄板零件的单边连接提供了极大的便利，无需笨重的安装工具就可完成快速有效的连接并可生成稳定的标准内外螺纹，可实现表面处理后冷作安装，无污染，是焊接螺母的有效替代产品。主要应用行业有：精密机械、纺织器材、钢制家具、建筑五金、高低压电器、五金工具、汽车、摩托车配件等众多行业，特别是在汽车门锁、刮水器、制动器、离合器、后门撑杆、门铰链、玻璃升降器、化油器、手制动器、转向球接头、摩托车减震器等汽摩配件。传统的汽车钣金件的连接方法主要有焊接、铆接和螺栓连接三种方法，以焊接为主要的连接方法。目前汽车钣金件的厚度变得越来越薄，例如车身材料的厚度正从1mm左右变成0.6mm左右，这样用传统的焊接方法就带来了因工件太薄而容易烧穿等问题的困扰；另外汽车用材料也越来越丰富，在不同的材料之间进行焊接连接存在技术上的难题，而且焊接的表面存在不美观的缺点，因此铆接工艺在汽车钣金件的加工中正在逐步地取代传统的连接方法，获得了越来越多的应用。主要应用于汽车车身、安全带系统，保险杠，安全带系统，保险杠，安全气囊系统等。常见压铆方式及模具结构常见压铆工艺有螺母压铆、螺钉压铆，还可以简单的分类为有孔铆接和无孔铆接。压铆螺母是应用于薄板或钣金上的一种螺母，外形呈圆形、方形、长方形，一端带有压花齿及导向槽。其原理是通过压花齿压入钣金的预置孔也，一般而方预置孔的孔径略小于压铆螺母的压花齿，通过压力使压铆螺母的花齿挤入板内使导致孔的的周边产生塑性变形，变形物被挤入导向槽，从而产生锁紧的效果。规格从通常是从M2至M12，压铆螺母没有统一的国家标准，最早的压铆螺母来自美国的生产商，后国内引进后逐步形成现在的行业标准。目前多数铆接螺母是有刃口的，即可以在铆接过程中切割材料。这种螺母可以采用无孔铆接，不需要零件本身预先冲孔。无孔铆接相对有孔铆接的优点是铆接过程更稳定，位置度更容易控制。螺母无孔压铆的工作原理及模具结构：螺母有孔压铆的原理与无孔铆接基本相同，减少了材料切割过程。但对零件预冲孔的位置度要求很高，铆接模具的定位准确度也很重要。如果预冲孔或是模具定位位置度偏差较大的话，铆接过程中零件压入螺母中的材料分布不均匀，造成螺母与零件结合力分布不均匀。零件在后续工作中受力，会造成应力在材料分布较少处集中，导致螺母脱落。螺钉压铆结构基本相同，区别在于螺钉头部的大小，零件需要预先冲孔，压铆原理如下图示：铆接工艺在冲压生产中的应用目前，我们冲压铆接多数是长方形和方形螺母的铆接。长方形螺母结构如下图：铆接过程中零件材料被上模冲头压入螺母凹槽中，常见长方形螺母铆接模具结冲头构：冲压方向长方形螺母铆接组件受拉力时零件被挤压的材料部分为工作部位，该工作部位经常受到拉压力作用，零件材料在螺母凹槽中的填充度为关键因素。而控制零件材料在螺母凹槽内的填充量的两个主要因素为模具的闭合高度及上模冲头形状。批量生产时需要注意调节模具闭合高度、检查模具冲头磨损保证螺母与零件连接力。正方形螺母一般结构如下图所示，铆接部分：铆接过程与长方形铆接螺母相同，通过冲头或下模压力使零件材料压入螺母凹槽内，达到零件与螺母连接的目的。铆接工艺的适用性采用铆接这种板件连接方法，以简单便利的操作方式换取更稳定牢靠的连接力，其节约能源与无污染的技术特点，非常符合当今社会环保和节能的要求。零件螺母