铆钉冲头难做？这套车床加工方法简单实用

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编者按

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图1  半空心铆钉主要尺寸

2.1 成形车刀切削刃的组成

成形车刀如图2所示，a-b段为切削深度对刀刃，当其与工件端面接触时，即表示达到了切削深度；b-c曲线段为型腔成形刃，主要用于铆模成形面的车削；c-d段为对刀线，车削时用于与工件中心目视对刀；d-e段为端面车削刃，用于车削端面；t为铆模中心定位凸台与边沿平台的高度差。

图2  成形车刀示意

特别指出的是，在卧式车床上，方刀架手工转位换刀时，其重复定位精度为±0.2mm，即换刀时，刀尖位置可能产生0.4mm的位置偏差。为了避免加工过程中换刀带来的位置偏差，在成形车刀上设计了d-e段端面车削刃，在重复试验时用以车削端面。

2.2 成形车刀的制作

成形车刀主要用线切割机床和砂轮机加工。

（1）线切割加工 成形车刀的线切割加工如图3所示，先将车刀吸附在磁力表座的侧面，使车刀与磁力表座底面成5°~10°夹角，再将两者吸附在线切割导轨上，找正后完成线切割加工。由于车刀已抬升5°～10°，加工后即形成车刀的主后角。

a）车刀在线切割机床上的安装

b）车刀主后角形成方法

图3  成形车刀的线切割加工示意

（2）修磨 首先是修磨后刀面。由于铆模型腔是在工件的端面上车削，回转直径很小，容易出现后刀面与所加工型腔干涉的现象，因此需修磨后刀面。修磨后刀面如图4所示，其中修磨面用深色表示。其次是修磨出端面切削刃的进给后角，如图5所示，其中修磨面用深色表示。

图4  修磨后刀面示意

图5  修磨端面切削刃的进给后角示意

车削铆模型腔的总体思路是以圆柱销为试验材料，进行试车与压铆试验验证。当加工出的成形面达到理想效果后，再取需要加工的铆钉冲头，按试车得到的数据完成铆模型腔的车削。

3.1 车削加工

车刀的安装如图6所示，将车刀安装在方刀架上，严格调整车刀与主轴轴线中心等高，取一段φ8mm圆柱销夹在自定心卡盘上，主轴转速约800r/min。

图6  车刀的安装

用成形车刀的端面切削刃车削平端面，并车削出一个小圆柱，小圆柱直径大于铆模中心导向部分直径即可，小圆柱高度为t。轴向尺寸差t如图7所示。

图7  轴向尺寸差t示意

目视将成形刀对刀线与圆柱销端面中心对齐，缓慢转动小滑板上的刻度盘轴向进给，车削铆模型腔。当成形车刀切削深度对刀刃与圆柱销端面接触时退刀，完成铆模型腔加工。退刀后，用砂布对铆模型腔去毛刺，并简易抛光。

3.2 压铆试验

铆模车削完成后，勿将圆柱销从自定心卡盘上取下，直接在车床上进行压铆试验。在车床上模拟压铆试验如图8所示。

1)将半空心铆钉尾部剪除，置于车床尾座钻夹头中并夹紧。

2)将车床尾座前移至合适位置后固定，摇动车床尾座上的手轮，将试样铆钉前伸与铆模型腔接触。即将接触时，放慢手轮转动速度，观察铆钉材料的变形以及在型腔中的流动状况。完成压铆后，回退尾座，取下变形后的铆钉作后续分析。

a）压铆试验方法示意

b）压铆试验实物

图8  在车床上模拟压铆试验

3)因铆模型腔尺寸难以测量，而前述径向对刀主要是用目视的方法完成，故需多次重复试验。重复试验时，应使用成形车刀的端面切削刃车削端面，将上述试验中的型腔面车平。注意在车削端面时，绝不能以换刀的方式进行加工，以免产生位置偏差，导致尺寸不可控。车削好端面后，用中拖板径向进给，按上述车削加工和压铆试验的步骤重复进行。

进行重复加工和试验时，用中拖板上的刻度盘控制尺寸，每进给0.1mm进行一次试验。每次加工出铆模型腔后，进行压铆试验，直到得到最佳铆头形状，以确定最理想的铆模型腔。每次试验时，应注意记录中拖板上刻度盘的读数。多次压铆试验得到的铆头对比如图9所示。

图9  多次压铆试验得到的铆头对比

不同尺寸铆模与铆钉的接触位置如图10所示。当铆模尺寸过大时，铆模型腔芯部顶住铆钉头部，阻碍了材料的流动，导致铆钉杆镦粗，对应的试验样品是图9中的1号；当铆模尺寸过小时，型腔底部圆弧正对着材料，同样阻碍了材料的流动，导致铆钉杆镦粗，对应的试验样品是图9中的7号试验样品；当铆模尺寸理想时，压铆时材料流动顺畅，压铆后铆钉翻边圆润饱满，铆杆平直无镦粗现象，对应的是图9中4号试验样品。在压铆力方面，4号试验样品的模拟压铆过程中，手轮摇动明显省力。

a）铆模尺寸过大

b）铆模尺寸理想

c）铆模尺寸过小

图10  不同尺寸铆模与铆钉的接触位置

每次试验后记录床鞍上的刻度盘数据，当得到了理想的铆模型腔车削尺寸后，将前述圆柱销取下，换上需要加工的铆钉冲头，重复上述加工步骤，即可加工出理想的铆模型腔。若进行多次加工与试验后，均不能得到理想的铆模型腔，则应重新设计并制作成形车刀，再进行加工与试验。

[1] 李宗刚，梁涛，焦建军. 铝合金半空心铆钉压铆力及铆接强度[J]. 锻压技术，2024（11）：77-86.

[2] CUI J，QI L，JIANG H，et al. Numerical andexperimental investigations in electromagnetic rivetingwith different rivet dies[J]. International Journal ofMaterial Forming，2018（6）：839-853.

[3] 杨程，牛艳，王瑞静，等. 304不锈钢扁平头半空心厚壁铆钉翻铆缺陷分析[J]. 塑性工程学报，2020（3）：65-71.

[4] 朱亚蓉，马兴海，刘东平，等. GFRP与铝合金叠层低损伤压铆工艺参数研究[J]. 宇航材料工艺，2020（3）：23-27.

[5] 赵新忠. 数控铣床金属构件加工工艺应用分析[J]. 中国金属通报，2024（5）：243-245.

[6] 陈晨. 弯铆钉冲头的加工方法[J]. 装备制造技术，2018（2）：191-194.

本文发表于《金属加工（冷加工）》2026年第3期43~46页，作者：浙江师范大学 黄奕栋、郑青根、徐洪、李沅澄，金华凯力特自动化科技有限公司 陈炎通、姜钦航，原标题：《半空心铆钉冲头加工及压铆试验》。

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