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    一、概述铆接也称铆钉联接，是利用铆钉把两个或两个以上的元件（通常是金属零件或型材）联接为一个整体。在建筑结构和锅炉制造等部门中，应用铆接已有上百年的历史。近年来，随着焊接技术和胶接的发展，铆钉联接的应用正逐渐减少。目前铆接只用在少数受严重冲击和振动载荷的金属结构上，如桥梁、建筑、造船、重型机械及飞机制造等工业部门。在用轻金属制造金属结构时，铆接至今还是不可拆联接的主要方式。与焊接比较，铆接在承受冲击载荷时比较可靠，接合质量也容易从外部检查，但在经济性、紧密性等方面不如焊接。典型的铆接结构如下图。图中，１为铆钉；２、３为被联接件；４为盖板。搭接铆缝单盖板对接缝双盖板对接缝铆接分为冷铆和热铆两种。热铆联接紧密性较好；但钉杆与钉孔之间出现了间隙，不能参与传力。冷铆钉杆被镦粗，胀满钉孔，钉杆与钉孔之间无间隙。一般情况下，直径d≤10mm的钢制铆钉和塑性较好的有色金属、轻金属及其合金制成的铆钉，常用于冷铆。而钉杆直径d＞10mm的钢铆钉，常加热到1000～1100℃后热铆。铆钉有实心和空心的两种。钉头形状有许多种，目前多已标准化。在设计铆接结构时应优先选用商品紧固件产品。美国 HUCK99-6001铆枪头沃顿供!短尾HUCK99-6001铆枪头SF32

    图2c中椭圆标注).综合来看，图2a，b，c中异质薄板组合的自冲铆接成形质量合格.通过对比试验获得两种异质薄板搭接形式：TA1-1420和1420-TA1的比较好自冲铆接工艺参数如表2所示，以此分别铆接TAF，TAS和ATF三组接头以备后续研究，各接头搭接长度均为20mm.图2自冲铆接头截面示意图(mm)，预紧压强5MPa，刺穿压强19MPa，整形压强11MPaH4TASTA1-AL1420行程mm，预紧压强5MPa，刺穿压强19MPa，整形压强11MPaH6ATFAL1420-TA1行程mm，预紧压强5MPa，刺穿压强21MPa，整形压强11MPaH4铆接参数2试验过程各组接头的拉伸-剪切试验在美国MTS电液伺服材料试验机LANDMARK100上进行.试验过程参考GB/T2651—2008《焊接接头拉伸试验方法》，设置拉伸速率5mm/min，在试样两端分别加持尺寸25mm×20mm×mm的垫片以减小接头受力不对中导致的影响，对每组接头进行10次重复性试验，获得失效试样如图3所示.通过拉伸-剪切试验获得各组接头的静失效载荷均值依次为TAF接头kN，TAS接头kN，ATF接头kN，基于此对各组接头进行高周疲劳试验.具体疲劳试验方法如下.在单向拉-拉疲劳模式下对接头施加正弦波形载荷，载荷比R=，加载频率f=10Hz；同样在接头两端分别加持尺寸为25mm×20mm×mm的垫片。HUCK99-6001铆枪头2581美国HUCK99-6001铆枪头 沃顿供!

    当传感器的接触探头触碰到铆钉时伺服电机停止运动，铆钉找正机构退回到安全位置后，伺服电机再次启动带动动力头运动，从而消除铆头中心与铆钉中心之间的距离，伺服电机停止运动，铆头伸出，完成铆接工作。当铆接工作完成时，铆头回到初始位置，转动轴承，依次进行下一个铆钉铆接，直至全部铆钉完成铆接。图2总体结构方案OverallStructureScheme铆接机的机械结构特点：（1）采用卧式双头铆接结构，提高生产效率，降低成本；（2）设备灵活的定位夹紧系统，能应对多型号大轴承的生产，满足多种产品的要求；（3）铆钉找正机构的设计，保证铆接更加精细。铆接过程的流程图，如图3所示。图3铆接流程图FlowChartofRiveting主要结构设计及相关计算铆接力大小及动力头的选型动力头是铆接机的**部件，铆接往复运动、铆接压力及铆接轨迹的形成，均由动力头来实现。动力头的旋转采用三相异步电动机做动力驱动，电机通过联轴器将运动传递给主轴，主轴通过少齿差行星机构将运动传递给球面运动副；同时液压系统驱动活塞连同球面副向下施压，当铆头接触到铆钉时，铆头围绕铆钉中心线（即主轴中心线）对铆钉进行无滑动碾压，达到铆接效果[8]。动力头的选取考虑的主要因素是铆接力的大小。

    工程师应根据不同应用场合的需求选择不同的工艺组合方案｡5实验验证与讨论工程实际中，为了提高生产效率，多采用直接测量铆接接头底厚的方法来评价铆接质量｡因此为了确定仿真结果的可靠性，结合实际条件，对9组仿真参数组合进行无钉冲铆实验，并测量其中3组的底厚值以及9组的镶嵌量值，并与仿真值作对比｡实验过程冲铆及测量过程如图6所示｡(1)实验设备｡实验末端执行器采用德国TOX公司研制的气液增力缸式机器人连接钳(见图6a)，该连接钳由气液增力缸､C型钳体､CEP400(连接质量监控系统)､压力开关､主阀等部件组成；连接钳的动力及控制系统则由埃夫特工业机器人提供｡(2)实验样品｡选取6块80mm×20mm×1mm的5052铝合金板作为基材，将6块基板分为3组，每组2块｡将每2块基板完全贴合放置，中间不留缝隙，在中点处进行铆接｡实验方案､边界条件设置均与仿真组相同｡(3)实验步骤｡冲铆实验大致分为机器人系统给出启动信号控制设备启动､机器人运动到位､连接钳进行冲铆､连接钳返程､机器人准备下次冲铆(见图6b)5个步骤｡实验结果(1)底厚｡用TOX底厚检测仪来测量3组成形接头的底厚(见图6c)，得到的底厚C值与仿真值的对比见表4所列｡由表4可以看出。美国 HUCK99-6001铆枪头；

    汽车制造工业中“轻量化”已成为发展的趋势。车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、降低能耗与废气排放等方面都有很大的益处。实现轻量化的关键在于车身制造中大量使用轻金属和非金属，例如铝、铝合金及强化塑料等板料之间的应用。铝合金能否快速应用于汽车行业很大程度上取决于铝连接工艺的发展，特别是异种材料之间的连接工艺。自冲铆接(SPR—SelfPiercingRiveting)工艺克服了传统铆接工艺外观差、效率低、工艺复杂等缺点，实现冲、铆一次完成，连接过程不破坏板材的镀层，为汽车车身的连接开辟了新途径。FANUC机器人自冲铆接系统”是由FANUC机器人、SPR自冲铆接***头、动力和控制单元、送料单元及其它**设备组成。SPR自冲铆接属于机械连接，因为没有热输入，可以有效避免热连接所引起的种种问题，目前已广泛应用于汽车车身的制造。SPR自冲铆接工艺过程和特点：压边圈首先向下运动对铆接材料进行预压紧，以防止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向下刺穿上层材料。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，达到连接目的。铆接两层相同金属材料时，较厚的放在下层；铆接两层不同金属材料时。美国 哈克99-6001铆枪头；HUCK99-6001铆枪头2581

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    伺服电机进给位移Δ=图5铆钉找正原理IllustrativeDiagramofRivetAlignment铆钉找正机构通过梯形型连接板连接移动机构组件来实现运动，如图6所示。保证找正机构随着动力机构运动而运动。执***缸选用SMC中带磁性开关的CG3DN25气缸，滑台气缸则选用ARS10X10，使得铆接过程中找正机构退回安全位置。启动设备，执***缸与滑台气缸同时运动，使得找正机构达到工作位置。找正机构随着伺服电机沿Y、Z方向运动，当两个接触探头均触碰到铆钉头时，伺服电机接受信号，以此为基准时间，伺服电机再继续运动，此时根据传感器测到的数据，经过计算得出动力头中心与铆钉中心的距离偏差，然后滑台气缸与执***缸运动，将接触探头退回到初始安全位置，两个分别控制上下、左右运动的伺服电机启动，保证动力头中心与铆钉中心对齐。图6铆钉找正机构StructureofRivetAlignment传感器作为重要的部件，传感器的选择直接影响到铆接质量的好坏。选用型号为GT2-H12L的高精度接触式数字传感器。其参数，如表1所示。表1传感器参数ParameterofSensor测量范围测量力分辨率准确率12mm低压力μm2μm传感器由执***缸带动退回到安全位置，从工作位置到安全位置，及气缸完全缩回，测试接触头抬高的高度为H。短尾HUCK99-6001铆枪头SF32

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