绿色连接技术实验指导书.docVIP

《材料连接新技术》 实 验 指 导 书 编者：何晓聪 昆明理工大学机电学院创新制造技术研究所 2013年11月 说明和评分 实验前，必须认真作好实验准备。根据实验要求进行预习，实验方案需经教师审核通过后才能进入实验室进行实验。 进入实验室，首先应该熟悉相关的实验设备、了解设备的基本原理及其使用方法。 根据实验原理和实验要求进行实验前准备工作，包括所需要的板材、连接工艺经验参数。 观察实验中的现象，对连接接头质量进行评价，及时调整工艺参数，并进行记录。 实验评分标准： 实验成绩按在实验室学生的实际操作情况和实验报告情况综合评分 实验实作成绩评分：以学生在实验室中完成实验内容、实验要求和试验结果等给出评定成绩，评定按：不及格、及格 、中、良、优； 实验报告成绩：按照学生完成实验报告的要求，对实验现象的观察、思考和实验结果的分析等情况评定成绩。初评按：不及格（60以下）、及格（60-69） 中（70-79）、良好（80-89）、优秀(90-100)五档； 综合实验成绩评定按百分制。 实验一 自冲铆连接实验 实验目的 1. 了解自冲铆连接的工艺过程和成形原理； 2. 了解自冲铆设备的连接操作过程； 3. 了解和理解自冲铆连接的质量判断依据及连接原则。 实验内容 1绿色连接有哪些新技术？ 2自冲铆连接的工艺过程，及其应用领域。 自冲铆连接为机械冷成型连接方法。自冲铆连接时不用预先打孔，在冲头的作用下，特制铆钉穿透上板材后，在铆模的作用下，铆钉腿部的中空结构扩张刺入但并不刺穿底层板材，从而形成牢固的机械内锁。 自冲铆连接可用四个阶段来描述：①夹紧：冲头压紧铆钉到上板表面，使板材组合贴紧模具；②刺穿：冲头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互锁结构；④释放：当冲头达到预定冲压力值时，停止并返回。 根据自冲铆的连接工艺特征，可见该技术可以用于连接那些难以点焊的材料组合，例如异种轻合金板材、复合板材、多层板材,以及有夹层板材的连接等。基于这些优势，自冲铆连接技术可以有效的用于汽车、建筑、家用电器、航天器等结构的制造装配中。 2. 自冲铆连接时，常用的连接流程。 本次自冲铆连接实验中采用Bollholf公司生产MTF型自冲铆设备，该设备配备有平底凹模和带凸台的凹模。 自冲铆连接时，常用的连接流程为： 待连接板材和所用铆钉型号的确定； 基于板件特性，参考经验工艺参数，连接工艺参数的确定； 开启连接设备，并对软件进行设置，打开质量在线监测窗口； 确定待连接点的位置，进行试铆； 判定连接质量是否合格 如果质量合格，确定参数，进行铆接，并观察质量在线监控窗口。如果不合格，返回流程②修改参数，继续进行其余步骤。 3. 目前常用的自冲铆连接的质量判断标准指标。 影响自冲铆连接质量的参数大致分为三类： 几何参数； 材料参数； 工艺参数。 在连接过程中，待连接板材、铆钉和铆模已经选定，几何参数和材料参数基本确定。通过合理设置工艺参数是获良好的自冲铆连接质量的重要因素。 对于连接后的接头的质量评价方法主要有两大类：直接实验法和截面观察法。本次实验中主要针对截面观察法进行介绍。在后续的课程实验中再随直接实验法进行相关介绍。 在采用截面观察法对自冲铆连接质量进行评价时，目前国际上常用的指标为（如图1所示）： 图1 自冲铆接头的铆接点剖面模型 钉头高度：钉头高度是指铆钉顶面与上板顶面间的垂直距离。 残余底厚：残余底厚一般是指铆钉脚尖与底部下表面之间的垂直距离。同时指出，残余底厚有时也会出现在接头底面其它部位，如铆模中心锥尖处。 内锁长度：内锁长度是指铆钉脚刺入底板并张开后，铆钉脚尖与刺入点之间的水平距离。 钉脚张开度：钉脚张开度是钉脚柱外表面与铆钉脚尖之间的水平距离。 实验二 压印连接实验 实验目的 了解压印连接的工艺过程和成形原理； 2. 了解压印设备的连接操作过程； 3. 了解和理解压印连接的质量判断依据及连接原则。 实验内容 3压印连接的工艺过程，及其应用领域。 压印连接为机械冷成型连接方法，通过待连接板材发生塑性大变形实现连接。它对材料原有的特性几乎没有损伤，反而在挤压作用下，晶粒细化，承载能力提高。压印连接在冲头和凹模作用下,通过一个简单的冲压过程将被连接的薄板件冷挤压压入凹模, 由于薄板件的塑性变形，在连接点处形成两板件之间的而实现连接。RIVCLINCH公司生产XX06 P50 PASS型压印设备，该设备配备有圆形凹模和矩形凹模。 压印连接时，常用的连接流程为： ①待连接板材和所用凹模结构的确定； ②基于板件特性，参考经验工艺参数，连接工艺参数的确定； ③开启连接设备； ④确定待连接点的位置，进行试压； ⑤判定连接质量是否合格 ⑥