一种用于自冲铆接接头的质量评价方法与流程

本发明涉及自冲铆接的领域，具体地指一种用于自冲铆接接头的质量评价方法。

背景技术：

自冲铆接是一种机械连接工艺，铆钉在冲头的推动下，刺穿上层材料，在凹模与冲头的共同作用下，铆钉尾部在下层材料中张开形成喇叭口形状，从而达到机械互锁的目的。自冲铆接具有连接强度高、无热变形、环保低耗等特点，是铝制车身中的主要连接技术。其接头质量主要受铆钉、模具、铆接设备、被连接材料等多方面工艺参数影响，容易出现脱落、强度不足等质量问题。因此，对铆接质量进行评价，对提高接头可靠性和生产效率具有重要意义。

现有的自冲铆接接头质量评价方法主要是通过在线检测，该方法效率高，可以对铆接接头质量进行实时快速诊断，但是在线检测系统复杂，且属于非破坏式检测，检测结果不够直观，在分析铆接质量不良原因和改善接头质量方面指导意义不强。

技术实现要素：

本发明的目的就是克服现有技术的缺陷，提供一种检测结果直观、且精确度高的用于自冲铆接接头的质量评价方法。

为实现上述的目的，本发明提供一种用于自冲铆接接头的质量评价方法，采用线切割方法将铆接接头沿中心轴线剖切，将剖切面打磨抛光后，测量剖切截面的内锁长度l、底厚值t和钉头高度h，再根据测量的尺寸，对接头质量进行评价。

上述技术方案中，所述内锁长度l为铆钉的腿部外边缘到被铆钉剪断的上层板的下边缘的水平距离。

上述技术方案中，若内锁长度l≥0.15mm，则视为合格。

上述技术方案中，若内锁长度l＜0.15mm，则视为不合格。

上述技术方案中，所述底厚值t为铆钉的腿部尖端到下层板底部的轴向厚度。

上述技术方案中，若底厚值t≥0.07mm，则视为合格。

上述技术方案中，若底厚值t＜0.07mm，则视为不合格。

上述技术方案中，所述钉头高度h为铆钉的顶端面与上层板顶端面的高度差。

上述技术方案中，若-0.05mm≤钉头高度h≤0.05mm，则视为合格；

上述技术方案中，若钉头高度h＜-0.05mm或者钉头高度h＞0.05mm，则视为不合格。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的评价方法将铆接接头沿中心轴线剖切，对影响接头质量的内锁长度l、底厚值t和钉头高度h三个重要截面尺寸进行测量，根据测量的截面尺寸，对接头质量进行直观可靠地评价而且精确度高，可以作为对铆接质量不良的原因的分析标准，对提高接头可靠性和生产效率具有重要意义。

其二，本发明的评价参数内锁长度l为铆钉的腿部外边缘到被铆钉剪断的上层板的下边缘的水平距离，内锁长度越大，说明铆钉腿部嵌入下层板越深，铆钉与下层板所形成的互锁程度越高，铆接接头的质量越好。当l＜0.15mm时，易造成上下层材料脱落，接头质量不合格，通过适当增加铆接载荷、加大凹模凸台高度等措施，能增加铆钉尾部张开程度和内锁长度l，自锁性能提升，铆接件质量得到改善。

其三，本发明的评价参数底厚值t为铆钉的腿部尖端到下层板底部的轴向厚度，当t＜0.07mm时，与凹模接触的下层材料厚度过薄，强度不足，易造成铆接件底部脱落，接头质量不合格，通过适当增大凹模直径、降低铆钉硬度等措施，能避免底厚值t过小，改善铆接质量。

其四，本发明的评价参数钉头高度h为铆钉的顶端面与上层板顶端面的高度差，质量合格的铆接接头的钉头高度h应接近于零；当-0.05mm≤h≤0.05mm时，铆钉头部与上层材料上表面接近平齐，铆接件的表面质量好。当h＜-0.05mm时，钉头沉入上板顶面，通过适当减小铆接载荷，能改善表面质量；当h＞0.05mm时，钉头高于上板顶面，通过适当增大铆接载荷，能改善表面质量。

附图说明

图1为自冲铆接接头沿中心轴线剖切的示意图；

图2为自冲铆接接头质量评价的截面示意图；

图3中(a)为接头内锁长度l不足导致的自冲铆接质量不良的照片，图(b)为改善后，内锁长度l增加的照片；

图4中(a)为底厚值t过小导致的自冲铆接质量不良的照片，图(b)为改善后，底厚值t增加的照片；

图5中(a)为接头钉头高度h过大导致的自冲铆接质量不良的照片，图(b)为改善后，钉头高度增加的照片。

图中，1-铆钉、2-上层板、3-下层板、4-剖切线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的用于自冲铆接接头的质量评价方法，包括如下步骤：

s1、铆接接头截面检测：采用线切割方法将铆接接头沿中心轴线剖切，如图1所示，将剖切面打磨抛光后，利用电子显微镜观察接头截面情况，对影响接头质量的内锁长度l、底厚值t和钉头高度h三个重要截面尺寸进行测量。如图2所示，内锁长度l为铆钉1的腿部外边缘到被铆钉剪断的上层板2的下边缘的水平距离，底厚t为铆钉1的腿部尖端到下层板3底部的轴向厚度，钉头高度h为铆钉1的顶端面与上层板2顶端面的高度差。

s2、铆接接头质量评价：根据测量的截面尺寸，对接头质量进行评价，并对铆接质量不良的原因进行分析。

图3(a)中，自冲铆接接头的内锁长度l＜0.15mm(l＝0.13mm)，i处的铆钉腿部未完全张开，铆钉与下层板所形成的互锁程度不高，上下层材料易脱落，接头质量不合格。图3(b)中，通过适当增加铆接载荷后，i’处的铆钉尾部张开程度和内锁长度l增大(l＝0.32mm)，自锁性能提升，铆接件质量得到改善。

图4(a)中，自冲铆接接头的底厚值t＜0.07mm(t＝0)，ii处的下层板强度不足，铆接件底部易脱落，接头质量不合格。图4(b)中，ii’处通过适当增大凹模直径，底厚值t增加(t＝0.33mm)，铆接件质量得到改善。

图5(a)中，自冲铆接接头的钉头高度h＞0.05mm(h＝0.29mm)，iii处的钉头高于上板顶面，铆接件的表面质量不好，接头质量不合格。图5(b)中，通过适当增大铆接载荷，iii’处的钉头高度h＝0，铆接件表面质量得到改善。

本发明实施例一种用于自冲铆接接头质量评价的方法，通过电子显微镜检测自冲铆接接头的截面情况，根据三个重要截面尺寸测量值(内锁长度l、底厚值t和钉头高度h)，对接头质量进行直观可靠地评价，并对铆接质量不良的原因进行分析，对提高接头可靠性和生产效率具有重要意义。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于自冲铆接接头的质量评价方法，该评价方法采用线切割将铆接接头沿中心轴线剖切，将剖切面打磨抛光后，测量剖切截面的内锁长度L、底厚值T和钉头高度H，再根据测量的尺寸，对接头质量进行评价。本发明可以对接头质量进行直观可靠地评价，而且评价结果精确度高，可以作为对铆接质量不良的原因的分析标准，对提高接头可靠性和生产效率具有重要意义。

技术研发人员：史建鹏;王慧;李洪涛;王希诚;石朝亮
受保护的技术使用者：东风汽车集团有限公司
技术研发日：2019.03.25
技术公布日：2019.06.14