無鉚釘鉚接詳細成形過程和連接機理

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由于直壁整體模的無鉚釘鉚接和分模式無鉚釘鉚接在成形過程中前者是金屬向下
流動，而后者向外流動，但是就其原理來說是非常近似的，只是后者在成形時分體模象
0 w- ?$ K9 {1 p. @整體模一樣工作，而成形完成后分體模要分開，以利于凸模的上行，進行脫模，這是輔
助工作，但成形的主要工作原理是一致的，由也不影響對凹模的分模式鉚接成形原理的
討論，故可以取直壁凹模作為代表討論無鉚釘鉚接的工作原理。
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% P% C  f8 e4 w. Z, W0 R3 ~, `* q6 \
. I! b' p7 Q/ T" x" X1） 板料準備壓入階段
% B& ?# ]; n  K. D* M0 p4 i如圖 2-3（a），在這個階段先確定凸模復(fù)位到上止點，先把下板料平正的放入，使
' ]7 j- O, H, }/ p, B1 I* d( z要鉚接的地方盡量對準凹�；蛲鼓５妮S心線，然后把上板料疊放在下板料上，也要注意
, D+ z2 p8 C6 s0 Z8 A$ ?( k2 X使要鉚接的地方對準模具的中心。如果有自動定位裝置則要把上、下板料疊放好后再啟
動定位程序。
2） 無鉚釘鉚接前期成形階段（彈性成形階段和初始拉伸階段）
如圖 2-3（b），無鉚釘鉚接前期成形階段包括初始壓入的彈性階段與初始拉伸成形
, Y6 @$ w3 u9 L- M階段。板料初期壓入階段，為從凸模接觸上板料開始,到上、下板料開始發(fā)生塑性彎曲為
止。這一過程中,在凸模的推力作用下，上板料與凸模接觸的板料部分也發(fā)生彈性彎曲變
; Z8 t: a7 N5 _# R4 {形現(xiàn)象，會導(dǎo)致在凸模端面圓角環(huán)面處受到的力最大，而由于板料上凹趨勢導(dǎo)致在凸模
的中心受到的力較小。無鉚釘鉚接初始拉伸成形階段是從上、下板料開始發(fā)生塑性變形

9 f1 _5 E4 Q! I7 B( z5 p, V起, 到下板料與凹模底部接觸為止。在這個階段，隨著凸模的下行，上、下板料受到凸
+ N7 T0 _8 W4 h2 e# f模端面及圓角、凹模內(nèi)側(cè)面和凹模端面的作用, 在彈性變形和塑性變形的綜合變形作用
: |, y! Z, s- e1 S! c2 z下形成上部輪廓。在無鉚釘鉚接的前期成形階段,在與凸模圓角接觸的上板料組織受凸模
和凹模的擠壓,晶格被壓縮,組織被強化，而且凸模開始壓入上板料。無鉚釘鉚接初始成
形階段和普通拉深相似, 不同之處是在無鉚釘鉚接形成階段必須成形出壓入上板料的凹
# N) T2 B) \! v陷輪廓[31]。
3） 無鉚釘鉚接的板料金屬向凹模凹槽流動的填充階段
如圖 2-3（c），在無鉚釘填充階段, 凸模繼續(xù)下行,擠壓上、下板料,直到凸模到達
接近死點為止。在這一過程中,由于凹模的環(huán)形凹槽對下部材料的圓角處無約束力, 材
料首先在擠壓力的作用下向環(huán)形凹槽處流動, 填充環(huán)形凹槽。隨著環(huán)形凹槽充滿的增多,
% [# x. ^" D* Z1 D) x, X材料流向環(huán)形凹槽處的阻力逐步增大,而凹模最底部凹槽的阻力變得相對較小,上板料
( I( m9 ~/ A8 n) p5 Y中的材料開始同時推動下板料向凹模底部環(huán)形凹槽流動。在這一過程中, 由于無鉚釘鉚
$ l; l! n( `" M: l接初始成形階段形成了連接點的上部輪廓,且由于凸模是一個倒錐，這樣倒錐對板料有
一個向下的壓力。而且凸、凹模和上、下板料間的壓力很大，導(dǎo)致摩擦力很大，這樣材
+ x! a0 l; G! f# _- \料就不容易向上流動，材料只能向外流動,從而形成上、下板料相互咬合而連接在一起。
最后當凸模1 到達下死點時,無鉚釘鉚接接頭完全成形。
4） 墩鍛保壓階段
, ]6 j, U1 F) f; P# ]如圖 2-3（d），在墩鍛保壓階段,模具應(yīng)繼續(xù)保持一定時間的防止板料回彈的壓力,
* E) w$ y- g' H1 Z* g使上、下板料充分填充環(huán)形凹槽并保證壓無鉚釘鉚接接點完全定形。墩鍛保壓階段控制
; L' G" k# B4 ~得好壞直接影響產(chǎn)品的合格率。從以上工藝過程分析可以看出, 無鉚釘鉚接是一種機械
: @' W* B5 ?( w& Q) r- b. ^連接, 它對材料的本來特性幾乎沒有損傷,反而在擠壓作用下, 晶粒細化, 承載能力提
2 |1 V, Q$ a4 v- c6 X$ S高。上、下板料相互咬合部分(即無鉚釘鉚接接點) 是由模具擠壓而產(chǎn)生的,而且凹模內(nèi)
* M+ H( L9 V, v+ M( C, C' R的板料受到一個三向壓力的作用，因此塑性變形時, 在壓力的作用下 , 各組成部分形成
% Y/ `7 @- l- y: W平滑過渡, 從而產(chǎn)生一個既無棱邊又無毛刺, 且不存在很大應(yīng)力集中的圓連接點, 所以
無鉚釘鉚接圓點具有極好的連接疲勞強度。而且在整個圓點成形過程中沒有高溫和化學(xué)
變化, 無論材料有無鍍層、夾層或覆蓋物, 都可保留其原有性能不受損傷。相對而言。
普通鉚接和無鉚釘鉚接的受力反應(yīng)性能基本相似, 但它需要額外鉆孔，增加了工序，另
外, 需要額外投入鉚釘?shù)仍�材�? 也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。且難以適應(yīng)規(guī)模自動化化
& k! r1 r* ]7 f% f, Z生產(chǎn)的需求, 且質(zhì)量不穩(wěn)定, 工序多, 勞動強度大[31]。
4 g* J. D, R/ b7 a5） 退模階段
如圖 2-3（e），在這個階段凸模上行，由于凸模上是一個倒錐，那么脫模較為容易，
只要凸模上行即可，然后把鉚接好的板料取下來即可，如果是連接多點的自動化的鉚接，
那么先要使整個模具與被鉚接板料脫離，然后自動移動板料或者模具，再進行新的鉚接。
在以上成形的過程中被連接金屬“流動”時，鍍層和漆層也隨之一起“流動”，故
對有鍍層和漆層的板料進行連接后仍能保留其原有的防銹防腐特性。