互锁结构 ④释放：当冲压机达到预定冲压力值时，停止并返回。
昆明理工大学创新制造技术研究所电动伺服自冲铆接系 统（德国制造）
2.3:自冲铆接过程质量在线监控
2.3.1：自冲铆接过程质量在线监控原理
自冲铆接过程质量在线监控通过下图所示载荷位移曲线来实现。
2.3.2.2：自冲铆接过程质量在线监控系统
2.6.1：自冲铆接头疲劳实验
疲劳试验设备
自冲铆接头50%、95%存活性的S-N曲线
疲劳失效自冲铆接头铆钉氧化碎屑元素分析
2.7：自冲铆接头动态性能
2.7.1：自冲铆接头动态性能数值模拟
自冲铆接头自由振动动态性能试验框图
自冲铆接头受迫振动动态性能试验
自冲铆接技术应用实例
铝合金车体的连接技术
自冲铆接头试件载荷-位移曲线及概率分布分析
2.5.2：自冲铆接头静力失效数值模拟
图示 自冲铆结构等效应力云图和 等效应力云图局部放大图
预测SPR接头失效形式及拉剪强度的 有限元方法流程图
1+1mm SPR接头 拉伸剪切模拟与实验载荷数据对比
1+1mm剥离模拟与实验载荷数据对比
2.6：自冲铆接头疲劳性能
第四个阶段，铆接成形，铆钉腿周边的板材材料沿着铆钉行程 的方向流动，同时下板与铆钉尾部接触的部位材料流向趋于水平 ，此部位的两侧下板材料流向明显，并且上下板接触部位的中心 位置的流向也趋于变形方向。 通过以上分析，可以发现在整个自冲铆过程中在上下板中材料 内部发生流动，远离变形部位的流动逐渐减弱甚至没有发生，其 流向取决于受到的外部载荷，正是这些材料内部的流动才实现了 整个接头宏观的塑性变形。并且最终成形接头材料流动最厉害的 是铆钉头与上板接触部位和铆钉管腿与下板接触部位，可见这两 处为接头危险部位。
2.1.1：自冲铆接分类
腰鼓形铆钉连接 实心铆钉连接 Nhomakorabea圆柱形铆钉连接
自冲铆接
半空心铆钉连接
2.1.2：半空心铆钉自冲铆接的成形过程
用四个阶段来描述： ①夹紧：平头冲压机压紧铆钉到上板表面，使板材贴紧模具； ②刺穿：冲压机推动铆钉刺穿上板并进入底板；
③扩张：底层板材材料流入模具且铆钉管腿张开，在基板中形成一个机械
实时显示连接过程力、位移曲线
实时显示可以程序化 定制的曲线
3 G 硬盘存储器
以太网接口 MS Windows 系统
2.3.3：自冲铆接过程质量指标(钉头高度、残余底厚、钉脚张开度)
图示 自冲铆连接过程数值模拟
2.4.2:自冲铆接过程材料变形流向分析
分析自冲铆4个阶段的位移流向过程，见图所示。 第一个阶段，铆钉未与板材发生作用，板材在自由状态下维 持原态，没有发生流动。 第二个阶段，铆钉刺入上板，上板中与铆钉接触的部位材料 的流向趋于裂口两侧，随着远离裂口的部位，流动趋于减小。并 且压边圈和下板之间的上板材中出现漩涡状的流动，是铆钉和下 板相反状态力作用的结果；同时受到上板的压力，下板虽未接触 到铆钉，但是材料也发生流动，流向类似于上板中的情况，在压 边圈附近由于压边圈的反作用力，出现弧形流动。 第三个阶段，此时上板被刺穿，铆钉接触到下板。上板断裂 处及下板与铆钉接触的部位流动幅度增强， 下板中心部位也开 始发生流动，流向趋于充满凹模，靠近凹模附近的下板由于凹模 的反作用力材料流向有上升的趋势。
自冲铆接头截面微观结构
两层板材自冲铆接数值模拟（S为冲头行程）
(a)平底凹模模型 (b)凸台凹模模型
(i)凸台凹模完成效果图 (j)平底凹模完成效果图
图示 数值模拟中铆接成形过程及完成效果图
（1）
（2）
2.4.4：自冲铆接过程数值模拟与实验结果的比较
三层板料自冲铆接数值模拟
图示 t=0与t=-0.4mm<0的两种凹模
Audi A2 (W10) Audi A8 (D2) Audi A8 (D3)
连接技术 1800 自冲铆接 30 m 激光焊接
连接技术 1100 自冲铆接 500 点焊 178 压印连接
连接技术 2400 自冲铆接 20 m 激光焊接 5 m Hybrid-焊接
图示 不同凹模的模拟结果 （1+1+1.5mmAl-5454板材组合）
(a) s=0.96mm (b) s=2.16mm (c) s=4.2mm (d) s=6mm
图示 三层板料半空心铆钉自冲铆接的模拟过程
2.5：自冲铆接头静力学性能
2.5.1：自冲铆接头静力学实验
MTS实验机与温控箱
失效自冲铆接头试件
自冲铆接技术
昆明理工大学 制造技术研究所 何XX教授
思考题
一.论述自冲铆接技术在绿色设计制造中的重要作用，举 例说明自冲铆接的应用领域。 二.简述自冲铆接的工艺过程。 三.简述自冲铆接的在线监控过程及质量判定标准。
2.1：自冲铆接原理
2.2：自冲铆接设备
2.3：自冲铆接质量在线监控
2.4：自冲铆接过程数值模拟 2.5：自冲铆接头静力学性能 2.6：自冲铆接微振疲劳性能 2.7：自冲铆接头动态性能