鉚釘自沖鉚接是一種很好地應(yīng)用于連接輕質(zhì)板料的方式，因此在大型工業(yè)風(fēng)扇的扇葉生產(chǎn)中得到廣泛使用，而自沖鉚接又可以采用空心鉚釘與半空心鉚釘，兩種鉚釘哪種更適合工業(yè)風(fēng)扇扇葉的的使用呢？本文將分別采7和8mm高度的空心鉚釘與半空心鉚釘，使用自沖鉚接連接方式對(duì)板料連接分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并通過實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)各自的連接件進(jìn)行靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，研究這兩種鉚釘連接的鉚接件的連接強(qiáng)度對(duì)比分析各自的優(yōu)勢(shì)。
一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
      本文采用的自沖鉚接設(shè)備為手持式電池驅(qū)動(dòng)自沖鉚接機(jī)鉚接接頭靜強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)沒備為萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)。實(shí)驗(yàn)采用板料度為3+3mm的5052鋁合金鉚釘分別為高度7和8mm的空心鉚釘和半空心鉚釘。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將板料加工成易于實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)方形板料，板料尺寸為135×36mm，采用搭接的形式，搭接部分為36x36mm。
二、接頭質(zhì)量實(shí)驗(yàn)
1、接頭表面效果
      分別采用空心鉚釘和半心鉚鑰對(duì)5052鋁合金板料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉚接件接頭如圖所示。

      對(duì)各個(gè)鉚接件接頭的表效果進(jìn)行觀察，可以初步判斷鉚接質(zhì)量。由圖a可以看出，空心鉚釘內(nèi)徑被板料充滿，這是因?yàn)榭招你T釘刺入合金板料過程中，在模具和鉚釘?shù)墓餐饔孟拢沟冒辶喜牧舷蜚T釘內(nèi)側(cè)流動(dòng)，直到材料壓縮到不能發(fā)生塑性變形，這樣金屬材料向上擠，出現(xiàn)了空心鉚釘內(nèi)徑被允滿的現(xiàn)象。
      此外，由由圖a和圖b均可以看出，無論空心鉚釘還是半心鉚釘都形成自鎖。另外，鉚釘高度8mm的鉚接件比鉚釘高度7mm的鉚接件表面更平擎、光潔。這是由于沖力足夠大，高度8mm的鉚釘已經(jīng)與凹模充分?jǐn)D壓使鉚接停止，高度7mm的鉚釘還未允分?jǐn)D壓，從使鉚釘繼續(xù)鄉(xiāng)下運(yùn)動(dòng)。
2、接頭截面分析

      采用截面測(cè)法，通過鉚接接頭剖面幾何尺寸如殘余底、鉚釘腳張開度、內(nèi)鎖長(zhǎng)度等評(píng)價(jià)接頭質(zhì)量。殘余底指鉚釘脛底部到凹模腔接觸面之間的垂直硝離，殘余底厚越小，越易刺穿下板，使接頭下板產(chǎn)生磨損破壞，對(duì)連接質(zhì)有很大影響。鉚釘腳張開度指鉚釘脛尖端鉚接成彤后在水平方上的位移，反映了鉚接接頭成形過程中鉚釘脛外擴(kuò)變形的大小。內(nèi)鎖長(zhǎng)度指鉚鑰底部外徑和鉚釘穿透上板料的點(diǎn)之間的水平距離，這個(gè)點(diǎn)是由板料和鉚釘脛尖端之間的接觸面確定的，內(nèi)鎖長(zhǎng)度對(duì)鉚接完成后鉚接件的自鎖性能影響大，內(nèi)鎖長(zhǎng)度越大，接頭門鎖性能越好。
      圖中所示為空心鉚釘和半空心鉚釘鉚接接頭數(shù)碼顯微鏡剖面圖。由圖可知，半空心鉚釘接頭的內(nèi)鎖長(zhǎng)以及殘余底厚均高于心鉚釘接頭，說明半空心鉚釘接頭成形質(zhì)量?jī)?yōu)與空心鉚釘接頭。同時(shí)還可以看出，隨著鉚釘高度增加，兩者的接頭成形質(zhì)量差距減小。尤其是鉚釘腳張開度，當(dāng)鉚釘高度為8mm時(shí)，空心鉚釘與半空心鉚釘?shù)你T釘腳張開度分別為6.6l35和6.5076mm，相差約0.11mm。但是，此時(shí)高度8mm的空心鉚釘接頭殘余底厚只有0.1244mm，因?yàn)闅堄嗟缀裨叫。饺菀状檀┫掳?，使接頭下板產(chǎn)生磨損破壞，所以，空心鉚釘比半空心鉚釘下板更容易產(chǎn)生破壞失效。另外，空心鉚釘頭部與板料基本齊平，半空心鉚釘在內(nèi)徑上端留有空隙。這種現(xiàn)象很好地解釋了半空心鉚釘接頭變形較空心鉚釘接頭大的原因。綜合來看，半空心鉚釘鉚接效果要優(yōu)于空心鉚釘，隨著鉚釘高度的增加，兩者的鉚接質(zhì)量越來越接近。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
      通過不斷的實(shí)驗(yàn)，對(duì)大型工業(yè)風(fēng)扇的鉚釘靜強(qiáng)度分析、接頭失效分析，可以得出結(jié)論。
      （1）在鉚接接頭質(zhì)量分析中，半空心鉚釘接頭成形質(zhì)量?jī)?yōu)于空心鉚釘接頭；當(dāng)鉚釘高度由7mm增加到8mm時(shí)，兩者的鉚接質(zhì)量差距減小。
      （2）在拉伸實(shí)驗(yàn)中，半空心鉚釘鉚接能承受的載荷和失效位移都大于空心鉚釘鉚接，鉚釘高度增加時(shí)兩者強(qiáng)度性能更接近；對(duì)鉚釘高度為7和8mm的空心鉚釘與半空心鉚釘，鉚釘與板料高度差為1mm時(shí)，板料與凹模擠壓形成的鉚釘尾部變形，半空心鉚釘比空心鉚釘大。隨著鉚釘與板料高度差增加到2mm時(shí)，兩種鉚釘?shù)淖冃尾罹鄿p小。
      （3）空心鉚釘與半空心鉚釘鉚接接頭失效形式均為鉚釘從下層板料拉脫；由于高度8mm的空心鉚釘接頭殘余底厚只有0．1244mm，故下層板料鉚接區(qū)域直接撕裂。
      通過實(shí)驗(yàn)得出，在大型工業(yè)風(fēng)扇生產(chǎn)制造時(shí)，廠家應(yīng)首先選擇半空心鉚釘進(jìn)行山野的鉚接。