对称腰鼓式铆钉实现两层板材锁铆塑性连接特性研究

本文简述了现代工业对轻量化板材需求的迫切性,分析了多层轻量化板材连接的传统工艺存在的不足,简要分析了采用杯形刺入式的铆钉实现两层板材塑性变形连接的工艺过程及其存在的不足。提出了对称腰鼓形的铆钉实现轻量化板材的连接的新方式。明确指出平底腰鼓式对称铆钉连接的主要优势是通过铆钉和压边圈模具几何参数的设计,避免成形板材的下表面凸起、铆钉穿透上板等缺点,与杯形刺入式的铆钉相比较,采用腰鼓式对称圆柱铆钉可以简化送钉系统,降低成本,论述了的铆钉实现两层板材塑性变形连接的工艺工程。平底腰鼓式对称铆钉连接主要技术参数包括铆钉侧面凹槽半径、铆钉侧面凹槽起始高度、铆钉侧面凹槽圆弧倒角、压边圈内径和压边圈倒角的角度。利用Simufact.Forming软件中的机械连接仿真模块,以连接接头的抗拉强度为指标,采用正交试验和有限元分析技术相结合的方法优化模具的几何参数,得到最佳其主要技术参数,仿真结果表明:压边圈内径对抗拉载荷的影响最大,接下来依次是凹槽起始高度、压边圈倒角的角度、凹槽半径和凹槽圆弧倒角,表明腰鼓型铆钉所形成的多层板之间的机械锁很鲜明,从而确保了连接的接头具备优良的抗拉与抗剪强度,接头的连接质量高。