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user: 3 双面鼓形镦头工艺试验 双面鼓形墩头的形式与有头铆钉墩头形式类似，镦头形式见图3，故可参考标准QJ782-82有头铆钉墩头的性能评价指标。直径和高度如表2，除此之外有头铆钉墩头不允许有裂纹。 图3. 双面鼓形镦头 Table 2 QJ782-82 table of basic dimensions and tolerances for rivet heading diameters and heading height 鼓形墩头 铆钉直径d 4 5 6 墩头直径D 基本尺寸 6 7.5 8.7 偏差 ±0.4 ±0.5 ±0.6 墩头高度H 基本尺寸 2 2.4 2.9 偏差 ±0.4 ±0.4 ±0.5 表2. QJ782-82铆钉镦头直径和镦头高度的基本尺寸和公差带表 [ 3 ] 3.1. Φ4无头铆钉镦头试验 选用常用Φ4无头铆钉为例，在试件总厚为5 mm进行铆钉镦头直径和高度试验，选择铆钉长度分为15 mm、16 mm、17 mm，三种长度铆钉的外伸量分别为5 mm、5.5 mm、6 mm [ 4 ] [ 5 ]。 直径是4的铆钉，厚度是5的试片，成形后的镦头见图4，镦头直径和高度值见表3，平均值见表4。用长度为15 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为5 mm，镦头直径5.7~5.8 mm，镦头高度2.2~2.3 mm，镦头成型较好，符合QJ782-82的要求，镦头两边对称性较好、无裂纹。用长度为16 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为5.5 mm，镦头直径5.8~5.9 mm，镦头高度2.5~2.6 mm，镦头直径符合QJ782-82的要求，镦头高度超差约0.1~0.2；镦头直径为5.9~6.0 mm，镦头高度约为2.3 mm，直径和高度均符合QJ782-82的要求，但部分镦头出现倾斜，不是圆周方向均匀的腰鼓形。用长度为17 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为12 mm，镦头直径约6.1 mm，镦头高度2.6~2.8 mm，直径符合QJ782-82的要求，但镦头高度超差约0.2~0.4 mm，加大镦头直径为6.1~6.2 mm时，镦头高度为2.3~2.4 mm，镦头直径和高度均符合QJ782-82的要求，但镦头不呈现圆周方向均匀的腰鼓形，镦头有“倾倒”，见图5。 直径是4的铆钉，厚度是6的试片，用长度为16 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为5 mm，因放置或工装等原因铆钉初始伸出量两边不对称，导致最终镦头直径两边不一致，镦头1直径5.95 mm，镦头2直径5.62 mm，镦头高度2.2~2.3 mm，镦头成型较好，符合QJ782-82的要求。用长度为17 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为5.5 mm，镦头直径5.8~5.9 mm，镦头高度2.2~2.4 mm，镦头直径和镦头高度符合QJ782-82的要求。 图4. 铆接成形后的镦头图 图5. 镦头“倾倒趋势”图 综上，对与试件总厚度为5 mm的铝合金，用Φ4铆钉铆接，建议的铆钉长度为15~16 mm。对与试件总厚度为6 mm的铝合金，建议的铆钉长度为16~17 mm。 Table 3 Upsetting diameter and upsetting height of diameter 序号 试片1 厚度δ1 试片2 厚度δ2 试件总厚δ 铆钉直径d×铆钉长度L 伸出量 镦头1 直径D1 镦头2 直径D2 镦头1 高度h1 镦头2 高度h2 1 2.5 2.5 5 Φ4 × 15 5 5.7 5.74 2.3 2.4 2 6 5.74 2.28 2.22 3 5.62 5.86 2.3 2.22 4 5.7 5.74 2.24 2.22 5 5.76 5.66 2.28 2.48 6 2.5 2.5 5 Φ4 × 16 5.5 6 5.8 2.72 2.56 7 5.86 5.87 2.96 2.57 8 5.85 5.93 2.74 2.86 9 5.8 5.86 2.38 2.3 10 5.91 5.82 2.3 2.3 11 2.5 2.5 5 Φ4 × 16 5.5 6.2 6 2.46 2.4 12 6.08 5.7 2.2 2.3 13 5.72 6.14 2.44 2.42 14 5.74 6.26 2.2 2.44 15 6.06 6 2.3 2.34 16 6.06 6.18 2.42 2.32 17 2.5 2.5 5 Φ4 × 17 6 6.13 6.25 2.77 2.72 18 6.19 6.2 2.69 2.81 19 6.15 6.13 2.57 2.76 20 6.2 6.08 2.66 2.78 21 6.12 6.22 2.44 2.78 22 2.5 2.5 5 Φ4 × 17 6 6.36 6.07 2.32 2.38 23 6.36 6.1 2.38 2.32 24 6.32 6.2 2.47 2.38 25 6.2 6.2 2.34 2.3 26 6.2 6.2 2.34 2.2 27 6.2 6.2 2.38 2.3 28 2.5 3.5 6 Φ4 × 16 5 6 5.56 2.25 2.2 29 5.9 5.76 2.27 2.2 30 5.92 5.6 2.38 2.2 31 6 5.6 2.42 2.22 32 5.94 5.6 2.44 2.25 33 5.96 5.6 2.4 2.34 34 2.5 3.5 6 Φ4 × 17 5.5 6.25 5.94 2.38 2.44 35 6 5.72 2.6 2.42 36 5.82 5.80 2.34 2.16 37 5.98 5.84 2.32 2.08 38 5.8 5.76 2.52 2.48 39 5.9 5.84 2.56 2.14 表3. 直径4的镦头直径和镦头高度值 Table 4 Average heading diameter and upsetting height of diameter 序号 试件总厚δ 铆钉直径d × 铆钉长度L 伸出量 镦头1直径D1 镦头2直径D2 镦头1高度h1 镦头2高度h2 5.6~6.4 (参考) 1.6~2.4 (参考) 1 5 Φ4 × 15 5 5.756 5.748 2.28 2.308 2 5 Φ4 × 16 5.5 5.884 5.856 2.62 2.518 3 5 Φ4 × 16 5.5 5.977 6.047 2.337 2.370 4 5 Φ4 × 17 6 6.158 6.176 2.626 2.77 5 5 Φ4 × 17 6 6.273 6.162 2.372 2.313 6 6 Φ4 × 16 5 5.953 5.620 2.360 2.235 7 6 Φ4 × 17 5.5 5.958 5.817 2.453 2.287 表4. 直径4的镦头直径和镦头高度平均值 3.2. Φ5无头铆钉镦头试验 直径是5的铆钉，厚度是5的试片，成形后的镦头直径和高度值见表5，平均值见表6。用长度为17 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为6 mm，镦头直径7.6~7.7 mm，镦头高度2.5~2.6 mm，镦头成型较好，符合QJ782-82的要求，镦头两边对称性较好、无裂纹。 直径是5的铆钉，厚度是6的试片，用长度为18 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为6 mm，镦头直径7.2~7.3 mm，镦头高度2.5~2.6 mm，镦头直径和高度符合QJ782-82的要求。用长度为19 mm的无头铆钉，铆钉初始外伸量为6.5 mm，镦头直径7.5~7.6 mm，镦头高度2.6~2.7 mm，镦头直径和高度符合QJ782-82的要求。 综上，对与试件总厚度为5 mm的铝合金，用Φ5铆钉铆接，建议的铆钉长度为17 mm。对与试件总厚度为6 mm的铝合金，用Φ5铆钉铆接，建议的铆钉长度为18~19 mm。 Table 5 Upsetting diameter and upsetting height of diameter 序号 试片1 厚度δ1 试片2 厚度δ2 试件 总厚δ 铆钉直径d × 铆钉长度L 伸出量 镦头1 直径D1 镦头2 直径D2 镦头1 高度h1 镦头2 高度h2 1 2.5 2.5 5 Φ5 × 17 6 7.58 7.6 2.62 2.62 2 7.55 7.78 2.46 2.58 3 7.86 7.68 2.56 2.5 4 7.6 7.78 2.64 2.48 5 7.61 7.76 2.58 2.62 6 2.5 3.5 6 Φ5 × 18 6 7.28 7.14 2.56 2.63 7 7.14 7.34 2.76 2.6 8 7.16 7.82 2.72 2.34 9 7.44 7.02 2.7 2.47 10 7.21 7.18 2.74 2.52 11 7.18 7.18 2.54 2.52 12 2.5 3.5 6 Φ5 × 19 6.5 7.76 7.68 2.6 2.52 13 7.64 7.72 2.58 2.62 14 7.64 7.5 2.6 2.63 15 7.66 7.54 2.62 2.57 16 7.68 7.5 2.62 2.6 表5. 直径5的镦头直径和镦头高度值 Table 6 Average heading diameter and upsetting height of diameter 序号 试件总厚δ 铆钉直径d × 铆钉长度L 伸出量 镦头1直径D1 镦头2直径D2 镦头1高度h1 镦头2高度h2 7~8 2~2.8 1 5 Φ5 × 17 6 7.64 7.72 2.572 2.56 2 6 Φ5 × 18 6 7.235 7.280 2.670 2.513 3 6 Φ5 × 19 6.5 7.676 7.588 2.604 2.588 表6. 直径5的镦头直径和镦头高度平均值 3.3. 镦头试验总结 根据前述镦头试验，得无头铆钉不同直径、不同厚度的建议铆钉长度见表7。 Table 7 Recommended lengths for rivets with diameters 4 and 序号 试件总厚δ (mm) 铆钉直径(mm) 建议铆钉长度(mm) 铆钉总外伸量(mm) 1 5 Φ4 15~16 10~11 2 6 Φ4 16~17 10~11 3 5 Φ5 17 12 4 6 Φ5 18~19 12~13 表7. 直径Φ4和Φ5的无头铆钉建议长度