自冲铆接技术及薄板专用铆接机的介绍【文献综述】

文献综述

机械设计制造及其自动化

自冲铆接技术及薄板专用铆接机的介绍

一、自冲铆接技术

1.自冲铆接工艺类型

1.1实心铆钉自冲铆接工艺

腰鼓形实心铆钉自冲铆接工艺，如图1所示，冲头推动实心铆钉一起向下运动，铆钉下部的刃口将铆接材料冲掉并从凹模内落下，铆钉到达凹模后停止运动；随着冲头的继续下行，冲头下端面的凸台对被铆接材料加压，迫使其发生塑性变形而向内做径向流动，使其紧紧包住腰鼓形铆钉，从而形成稳定的锁止状态。这种铆接工艺只能用于塑性金属与金属间的连接。

另一种实心铆钉自冲铆接工艺如图2所示，其铆钉形状并非腰鼓形，但铆钉上有一环形凹槽。当冲头下行至下死点后挤压铆接材料，下层的被铆接材料受挤压产生径向流动将凹槽的凹槽充满，而铆钉的上端面则产生“镦头”，而将两层材料铆接在一起。

1.2半空心铆钉自冲铆接工艺

半空心铆钉的自冲铆接工艺如图3所示，压边圈首先向下运动对铆接材料进行预压紧，防止铆接材料在铆钉的作用力下向凹模内流动，而后冲头向下运动推动铆钉刺穿上层材料。在凹模与冲头的共同作用下铆钉尾部在下层金属中张开形成喇叭口形状以便锁止铆接材料，达到连接目的。半空心铆接工艺铆接相同金属材料时，较厚的放在下层；铆接两层不同金属材料时，将塑性好的材料放在下层；铆接金属与非金属材料时，将金属材料放在下层。

2自冲铆接的优缺点

2.1主要优点

材料属性不同的、有镀层的及很难用焊接方法连接的材料可以进行铆接；用自冲铆接方法对铝及高强度钢材料进行铆接，铆接牢靠性要比点焊好；铆接质量稳定，达到牢固一致的铆接效果；铆接过程清洁，无烟雾；比焊接消耗能量少得多；铆接过程比较容易进行自动化。

2.2主要缺点

连接钢板时，自冲铆接比点焊的抗拉强度小；铆接时，尾部出现突出的“铆扣”，不够平齐；由于铆接过程需要较大压力，铆接设备比较笨重；在进行自冲铆接时，铆接处材料的两面都必须接触（一面是冲头，一面是模具），而不进行单面铆接。

3.自冲铆接工艺的应用范畴

自冲铆接的铆钉可以广泛地适用于制造业诸多方面：用于连接碳钢和不锈钢、铝、铜和磷青铜等材料；可以铆接涂上一层具有金属性或有机性的材料，极好地适应防腐保护的要求；可以大批量生产，且铆接过程可进行监控；可由传送带、铆钉盒或可装200-10000铆钉的管子供应，也可以从经过筛选的100%合格的密封包装里随用随取；铆接过程可手工操作或半自动操作，或设计为装配线全自动化或机器人操作。

4总结

近年来,由于焊接技术的发展,很多铆接已由焊接代替。但铆接结构容易检查质量和检修,加工方便,传力均匀、可靠,韧性和塑性较好,因而仍在广泛应用。对于有色金属和某些焊接困难的材料和结构,也采用铆接。与电阻点焊相比，对连接两层相同的钢制材料而言，点焊比自冲铆接更方便，外观更好些，连接设备更轻便些；对难于焊接的材料，对不同材质的板料，对于两层以上的材料，焊接就无能为力了，可显出自冲铆接的优势。自冲铆接技术是一种很

有前景的新型连接技术。

二、薄板专用铆接机的介绍

如图1所示,由于臂很薄,仅0.25mm,采用焊接质量难以保证,而且焊接费时,很不方便,很不经济,因此,采用铆接的方法装配。

(1)轴(相当于铆钉)臂装配牢固,承受6911g. cm扭矩。(2)铆接表面光滑,表面粗糙度是Ra1.6μm,无裂纹等缺陷。(3)轴臂零件变形小。(4)轴臂的垂直度要求高。

轴臂的铆接过程是一种塑性变形过程,并且随有冷作硬化的产生。挤压力的经验公式为:p = q×F

式中p———挤压力,单位：N

q———单位面积上的挤压力,MPa

F———挤压真实作用面积,mm2

低碳钢的单位挤压力q在1800~2200MPa之间(已考虑了金属塑性变形所产生的冷作硬化和金属流动所产生的摩擦力等因素),因此,5mm铆钉所需挤压力p的范围在70.68~ 86.39 kN 之间。实际工作时,要选择合适的挤压力,挤压力太小,不能达到铆接的要求,挤压力太大,则会使铆接件破裂。

根据计算所得挤压力,选择

合适的电动机及空气压力

机。铆接机的结构如图2所

示。

铆接机的工作原理:铆接模

具安装在铆接机内,上模固

定在铆接机上方,铆接模的

下模固定在铆接机底板上,铆接件安放定位在下模内,随着铆接机工作开始,电动机动,上模中的铆压头作匀速旋转。下模通过空压机供气,从底部移动到工作位置,并保持一定的压力,在旋转力及垂直方向的保持力作用下,铆接件的铆钉头逐步变形,最终达到铆接要求。为了保证铆接件的精度,铆接机及铆接模都采用四柱式导柱导套结构。

总结

本课题涉及的是盖板电容器引脚铆接机铆接过程的设计，即盖板两孔定位装置的设计和放板装置的设计。引脚的材料为铝，所以使用自冲压机就可以达到铆接的目的和要求，关键在于各个零件的自动装配。本课题的核心在于如何将两个引脚准确的插入盖板孔又如何将两个盖片套入引脚。基于对机械传动系统、气压传动系统以及自动化理论的学习与应用，可以对此引脚铆接的设计作出一个总体的框架：全自动盖板电容器引脚铆接机所要完成的功能是将盖板、引脚和盖片三者全自动的装配、铆接和出料。装配由气动机械手来完成，相应的要设计物料的自动输送机构来供应给机械手工作。工作台是装配及铆接的场所，装配的顺序是引脚—盖板—盖片。

电容器的规格各有不同，但对于铆接机械来说，相关尺寸的改动即可适用于不同型号的产品。本文所做的设计，力求用最简单的机械原理和机械部件来实现其中的动作。本课题的要求只在于对引脚铆接时机械部分的总体设计方案的提出与探讨。

参考文献

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