摘要：无铆连接在电梯中的应用是利用瞬间高压将多层板件连接才一起的技术，对于电梯钣金的制造以及安全使用具有重要的意义。本文主要从无铆连接的角度刍议钣金加工在电梯行业中的应用。
关键词：电梯行业；无铆连接；钣金；应用
前言
钣金无铆连接在电梯制造业中的箱体、门板、壁板、加强筋装配连接等地方会被用到，而且在客梯和货梯的厚度分别是1.2mm和1.5mm，要达成不同要求的钣金的无铆连接，需要对其工艺深入研究分析。
一、无铆连接工艺的优势及连接的形式
无铆连接工艺在电梯的应用中，具有无须钻孔，使用模具操作简单且可以大批量生产的优势，能保护电梯配件之间进行无缝组合与加工而不影响其防火、防腐、漆层以及坚固等基本使用性能和美观性能，是一种使用成本极其方便的钣金加工方式。
无铆连接的根据外部形状分为方形无铆连接和圆形无铆连接，根据模具的接头分为直壁整体式无铆连接、凹模分离式无铆连接以及平点无铆连接。
二、无铆连接工艺的原理
无铆连接是在常温下利用瞬间高压的形式进行多层板材的连接，无铆连接成形过程中，等效应力和等效应变主要出现在凸模与上板料接触面、凸模圆角与上板料接触处和凹模与下板料接触面。在变形过程中，凸模圆角与上板料接触处具有较大的应力应变值，在凸模向下挤压的过程中，该点处的板料变形程度大，板料较薄。凸模继续挤压，板料的应力应变值持续增大，下板料在凸模作用下向着凹槽处流动，凹模凹槽处对板料流动的限制较少，故下板料向凹槽处流动的速度较快。板料接触凹槽底部后，接触点的应力应变值增大，流动困难，只能沿竖直向上的方向流动，但由于压边圈对板料移动的限制，使得板料只能向着薄弱区，即凸模圆角与上板料接触区域流动，由于上下板料流动速度不同使得板料在凸模作用下镶嵌在一起形成自锁。
三、无铆连接工艺的流程
图1无铆连接接的工艺过程图
3.1板材准备压入阶段
如上图（a），先把下板料平正放置在模具的中心，然后把上板料叠放在下板料上，注意使需铆接的地方对准模具的中心。
3.2无铆接前期成形阶段（弹性成形阶段和初始拉伸阶段）
如图（b），无铆连接前期成形阶段包括初始压入的弹性阶段与初始拉伸成形阶段。板料初期压入阶段，为从凸模接触上板料开始，到上、下板料开始发生塑性弯曲为止。这一过程中，在凸模的推力作用下，上板料与凸模接触的板料部分也发生弹性弯曲变形现象。无铆连接初始拉伸成形阶段是从上、下板料开始发生塑性变形起，到下板料与凹模底部接触为止。在这个阶段，随着凸模的下行，上、下板料受到凸模端面及圆角、凹模内侧面和凹模端面的作用，在弹性变形和塑性变形的综合变形作用下形成上部轮廓。前期成形阶段，在与凸模圆角接触的上板料组织受凸模和凹模的挤压，晶格被压缩，组织被强化，而且凸模开始压入上板料。无铆连接初始成形阶段和普通拉深相似，不同之处是在形成阶段必须成形出压入上板料的凹陷轮廓。
3.3无铆连接板料向凹模流动并开始填充阶段
如图（c），在填充阶段，凸模继续下行，挤压上、下板料，直到凸模到达接近死点为止。在这一过程中，由于凹模的环形凹槽对下部材料的圆角处无约束力，材料首先在挤压力的作用下向环形凹槽处流动，填充环形凹槽。随着环形凹槽充满的增多，材料流向环形凹槽处的阻力逐步增大，而凹模最底部凹槽的阻力变得相对较小，上板料中的材料开始同时推动下板料向凹模底部环形凹槽流动。在这一过程中，由于铆接初始成形阶段形成了连接点的上部轮廓，且由于凸模是一个倒锥，这样倒锥对板料有一个向下的压力。而且凸、凹模和上、下板料间的压力很大，导致摩擦力很大，这样材料就不容易向上流动，材料只能向外流动，从而形成上、下板料相互咬合而连接在一起。最后当凸模1 到达下死点时，无铆钉铆接接头完全成形。
3.4墩锻保压阶段
如图（d），在墩锻保压阶段，模具应继续保持一定时间的防止板料回弹的压力，使上、下板料充分填充环形凹槽并保证压无铆连接接点完全定形。墩锻保压阶段控制得好坏直接影响产品的合格率。从以上工艺过程分析可以看出，无铆连接是一种机械连接，它对材料的本来特性几乎没有损伤，反而在挤压作用下，晶粒细化，承载能力提高。上、下板料相互咬合部分（即铆接点）是由模具挤压而产生的，而且凹模内的板料受到一个三向压力的作用，因此塑性变形时，在压力的作用下，各组成部分形成平滑过渡，从而产生一个既无棱边又无毛刺，且不存在很大应力集中的圆连接点，所以无铆连接圆点具有极好的连接疲劳强度。而且在整个圆点成形过程中没有高温和化学变化，无论材料有无镀层、夹层或覆盖物，都可保留其原有性能不受损伤。
3.5退模阶段
如图（e），在这个阶段凸模上行，由于凸模上是一个倒锥，那么脱模较为容易，只要凸模上行即可，然后把铆接好的板料取下来即可，如果是连接多点的自动化的铆接，那么先要使整个模具与被铆接板料脱离，然后自动移动板料或者模具，再进行新的铆接。在以上成形的过程中被连接金属“流动”时，镀层和漆层也随之一起“流动”，故对有镀层和漆层的板料进行连接后仍能保留其原有的防锈防腐特性。
四、钣金无铆连接在电梯制造业中应用
4.1孔径应用
按照目前我司使用1.2-1.5mm厚度的钣金，对照下表2，方形以及圆形无铆连接是6mm，而直壁整体式无铆连接、凹模分离式无铆连接以及平点无铆连接的孔径模具也要根据下表来进行调整。
图2钣金厚度以及无铆连接孔径尺寸 单位：mm
4.2批量生产应用
在连接强度方面，无铆连接的颈厚值与抗剪强度呈正比；自锁值与抗拉强度呈正比。在基本的，利用铆点几何参数直接由被连接板件的材料性质以及铆接加工工艺参数，我司使用的无铆链接模具配合机械手进行了大批量的生产。
结语
钣金的无铆连接工艺正式正是具有极佳的动态连接强度，投资费用少，耗能少，无须辅助材料，极高的可靠性，对钣金的图层和镀层零损伤，操作又简单，应用于电梯钣金的加工能给电梯的使用性能以及安全性能有极佳的帮助。本文仅此拙见，希望能为电梯钣金加工的同行一些绵薄帮助。
参考文献：
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[2]金属板料无铆钉自冲铆接成形规律的研究[D].何玉林.桂林电子科技大学 2009
[3]电梯产品钣金车间调度的建模及优化[D].赵瑛.山东大学 2016
论文作者:何少锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：板料论文; 凹槽论文; 阶段论文; 钣金论文; 电梯论文; 环形论文; 模具论文; 《基层建设》2019年第6期论文;