輕量化成為現(xiàn)代車(chē)身設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。多材料設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)高效的輕量化解決方案。但是傳統(tǒng)的熱結(jié)合技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)此方案，而且也需要高效機(jī)械和粘合劑接合技術(shù)。本文提出了一種新型自沖鉚接系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，該鉚接系統(tǒng)采用實(shí)心鉚釘連接輕質(zhì)材料，如超高強(qiáng)度鋼或鋁多材料結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的實(shí)心自沖鉚接相比，壓花環(huán)不是位于模具上，而是位于接合突出頭的正下方。在加工過(guò)程中，通過(guò)壓印環(huán)變形的沖壓側(cè)材料使沖模側(cè)材料變形。使用具有擴(kuò)大表面積的模具，顯著地減少了中間材料的變形。

采用新型自鎖式自沖鉚接工藝，不再需要對(duì)模具進(jìn)行材料組合調(diào)整，因此工藝的靈活性即使可能需要不同的鉚釘類(lèi)型以連接各種不同的材料組合。

描述了具有非常薄的鋁（例如1.2mm厚）的材料組合。在接合時(shí)，鉚釘不需要變形，所以鉚釘可以由高強(qiáng)度、低延性的馬氏體鋼制成。在模具一側(cè)具有韌性材料，而不需要在連接過(guò)程之前打孔。

Fig.1 Processillustration of self pierceriveting with solid rivet

Fig.2 Processillustration of selflocking self-pierceriveting

在第一個(gè)步驟中，材料將通過(guò)使用壓邊器和模具進(jìn)行固定，以防止在接下來(lái)的工藝步驟中接合零件發(fā)生任何移動(dòng)。在第二處理步驟中，執(zhí)行沖孔操作。由此，兩個(gè)粘附物被鉚釘沖壓并且所得到的團(tuán)塊將被處置。環(huán)槽處理步驟的填充可以在兩個(gè)主要步驟中描述。將鉚釘推入壓制好的片材中，直至其完全鎖定。然后，沖頭和壓邊夾具一起移動(dòng)。這樣，壓印環(huán)就會(huì)被推入。進(jìn)入模具側(cè)材料時(shí)，環(huán)形凹槽被模具側(cè)的材料填充，并且會(huì)產(chǎn)生互鎖。

采用新型實(shí)心自鎖式自沖鉚釘?shù)慕宇^表現(xiàn)出雙面片材的輕微變形、高度的工藝穩(wěn)定性和靈活性。結(jié)果表明，剪切和連接過(guò)程的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果相差不大，因此模擬可用于參數(shù)組合的研究。此外，有人指出通過(guò)壓花環(huán)的幾何形狀和環(huán)形槽的幾何形狀的適當(dāng)組合，可以獲得良好的互鎖，由此可以假定接頭具有足夠的機(jī)械性能。通過(guò)將壓模從模具移動(dòng)到鉚釘，可以完全避免沖壓過(guò)程中的預(yù)壓花。另外，可以完全消除雙面片變形。傳統(tǒng)鉚接與新型自鎖自沖鉚工藝流程見(jiàn)文中的Fig.1和Fig.2。