電磁鉚接技術(shù)

第35卷第3期假壓技術(shù)2010年6月Vol.35 No. 3FORGING & STAMPING TECHNOLOGYJun. 2010綜述電磁鉚接技術(shù)鄧將華'，李春峰°,于海平2，江洪偉(1.福州大學(xué)機械工程及自動(dòng)化學(xué)院，福建福州350108; 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，.黑龍江哈爾濱150001)摘要:作為一種新型鉚接工藝，電磁鉚接為鈦合金和復合材料結構連接及大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘成形提供了一種先進(jìn)的連接技術(shù)。從低電壓鉚接設備的發(fā)展和理論研究?jì)煞矫鎸﹄姶陪T接技術(shù)進(jìn)行了分析，可知低電壓電磁鉚接設備的發(fā)展趨勢為輕量化和裝配系統的自動(dòng)化，數值模擬和材料絕熱剪切的變形機理是電磁鉚接技術(shù)理論研究的重點(diǎn)。指出建立合適的分析模型將為電磁鉚接的理論研究奠定基礎，確定加載速率范圍是控制電磁鉚接中絕熱剪切變形的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞:電磁鉚接;低電壓;絕熱剪切;數佤模擬DOI: 10. 3969/j. isn. 1000-3940. 2010. 03. 001中圖分類(lèi)號: TC391文獻標識碼: A文章編號: 1003940 (2010) 03-0001-06Electromagnetic riveting technologyDENG Jiang hua' , LI Chun-feng2 , YU Hai-ping? , JIANG Hongwer?(1. School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China; 2. School ofMaterials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)Abstract: As a new kind of riveting technology, electromagnetic riveting is an advanced joining process which contrib-utes to joining the titanium aloy and composite material structure, and forming the large diameter rivet and the harddeformation material rivet. The recent progresses in the researches of low voltage electromagnetic riveting equipmentand theoretical study on electromagnetic riveting technology were reviewed and the development directions of low volt-age electromagnetic riveting equipment in lightweight process and assemble system automation were pointed out, Thenumerical simulation and material deformnation mechanism of adiabatic shear are the keys of the theoretical study inelectromagnetic riveting technology. The appropriate model established will lay a foundation in the theoretical study ofelectromagnetic riveting. And the loading rate range ascertained is the key parameter to research the deformation mech-anism of adiabatic shear.Keywords: electromagnetic riveting; low voltage; adiabatic shear; numerical simulation在新型”飛機設計中，為增加飛機結構強度，提火箭中，由于大載荷的要求，越來(lái)越多地采用大直高疲勞壽命，同時(shí)減輕飛機重量，大量采用鈦合金.徑鉚釘。并目，由于結構開(kāi)敞性限制，大功率壓鉚.結構和復合材料結構。第4代戰斗機上鈦合金材料機在許多情況下尤法工作，所以只能采用氣鉚。而將占30%以上，復合材料占40%~60%。由于鈦合氣鉚存在鉚接質(zhì)量不穩定、效率低下等問(wèn)題。據統金復合材料的相容性好，所以鈦合金和復合材料計，飛機機體疲勞失效事故的70%起源于結構連接的應用必然促進(jìn)大戢鈦合金緊固件的采用。但由于部位，其中80%的疲勞裂紋發(fā)生于連接孔處，因此復合材料易產(chǎn)生安裝損傷、分層等現象，大大限制連接質(zhì)量極大地影響著(zhù)飛機壽命[-3]。了熱鉚方法的采用。同時(shí)，在新型飛機和大型運載上述問(wèn)題是目前普通鉚接方法尤法避免的，因此，迫切需要采用新型的鉚接工藝來(lái)解決這些問(wèn)題，收稿日期: 2010-03-15; 修訂日期: 201004-13實(shí)際上這已成為新型飛機和大型運載火箭研制中必基金項目:國家[I然科學(xué)基金資助項日(50905032); 福建省自須解確: ”鉚接是電磁成形工然科學(xué)基金資助項目(2009)05118); 福建省教育廳A類(lèi)面上:基藝的中國煤化工準題而發(fā)展起來(lái)的金資助項目(JA09033); 福州大學(xué)科研啟動(dòng)基金資助項目-種MH.CNMHG聊釘發(fā)生塑性變形(826634)的新型鉚接方法。工藝試驗原理如圖1所示中。如作者簡(jiǎn)介:鄧將作(1980-), 男，博上,講師電子信箱: jbdeng608@126. com果把圖1中的部件6~9通過(guò)-一個(gè)具有-定強度的簡(jiǎn)鍛壓技術(shù)第35卷形裝置固定和封裝，則該裝置為電磁鉚槍。與傳統鉚接時(shí)產(chǎn)生的后坐力過(guò)大問(wèn)題，Electroimpact 公司鉚接相比，電磁鉚接質(zhì)量穩定，鉚釘釘桿變形均勻，對手持式電磁鉚接設備鉚槍的隔振系統進(jìn)行了比較可用于屈強比高、應變速率敏感材料的鉚釘的鉚接，深人的研究。其中，研制的手持式低電壓電磁鉚接可有效防止復合材料損傷，為鈦合金和復合材料結設備HH503,鉚槍在后坐力系統設計中采用了彈簧構連接及大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘成形提供一減振機構，將整個(gè)系統重量減輕了將近75%，對后種先進(jìn)的連接技術(shù)。坐力吸收的效果也大大改善，可用于無(wú)頭鉚釘、環(huán)槽鉚釘和鎖緊螺栓的安裝。無(wú)頭鉚釘成形縱截面如鉚槍圖2所示。波音787碳纖維復合材料的電磁鉚23一8接|6]結果表明:采用電磁鉚接進(jìn)行復合材料結構環(huán)220V中49槽鉚釘的安裝，不出現分層現象，取得良好效果，1碳纖維復合材料微觀(guān)截面如圖3所示。-12用1電磁鉚接原理示意用1.變壓器2. 鰵流磚堆3. 限流電阻4. 電容器組5.放電開(kāi)關(guān)6. 緩沖元件7. 放電線(xiàn)圈8. 驅動(dòng)片9.放大器10.鉚釘11.待鉚接件12. 頂鐵Fig. 1 Schematics of elecromagnetic riveting principal1低電壓電磁鉚接設備發(fā)展概況低電壓的采用是電磁鉚接技術(shù)發(fā)展的一一個(gè)里程碑。發(fā)展低電壓電磁鉚接的基本思路就是將高電壓圖2成形鉚釘縱截面閣設備的電壓從數千伏降到幾百伏，通過(guò)增加電容來(lái)Fig.2 Formed rivet cutway保證成形所需的放電能量。為了解決鉚釘釘頭微裂紋問(wèn)題，Zieve P Bl8將原來(lái)需5~10 kV的鉚接電壓降到500V以下，所成立的Electroimpact公司專(zhuān)門(mén)從事低壓電磁鉚接設備的研究和生產(chǎn)[(]。低電壓電磁鉚接設備體積小，生產(chǎn)成本低，安全可靠，使電磁鉚接技術(shù)逐漸走向成熟。兒電磁鉚接設備鉚槍在工作瞬間產(chǎn)生很大的作用力，如果沒(méi)有良好的減振系統，鉚接的反作用力將遠遠超出人所能忍受的程度。所以，追求輸出力與圖3碳纖維復合材料微觀(guān)截面閣后坐力的最大比值、減輕鉚槍重量一直是研究人員Fig. 3 Microsection photo of carbon fiber composite努力的方向。由于電磁鉚接設備的輸出力可精確控制，產(chǎn)品質(zhì)量不取決于操作者的熟練程度，便于實(shí)低電壓電磁鉚接設備在裝配系統中自動(dòng)化方面現自動(dòng)化。因此，電磁鉚接技術(shù)的發(fā)展趨勢為輕量的發(fā)展主要體現在空客和波音飛機的研制過(guò)程化(手持式)和裝配系統中的自動(dòng)化10915。中[12-15]。手持式電磁鉚接設備鉚槍后坐力與采用的減振目前，電磁鉚接技術(shù)在空客飛機研制中得到了系統直接相關(guān)。早期設備的鉚槍是沒(méi)有減振系統的，廣泛應用。1997 年末，Electroimpact 公司為英國宇因此后坐力很大不適合工程應用。為了減小鉚槍的航公司提供了E4000自動(dòng)電磁鉚接系統。英國宇航后坐力，研究者們采用了多種減振系統，最早用在公司”中國煤化 工行埋頭鉚接及安裝鉚槍中的隔振材料是吸收泡沫。通過(guò)吸收泡沫對能鈦螺C.H翼的鉚接工作，使量的吸收，使得后坐力有一定程度的減小，在回彈鉚接CNM H Goimpe公司還為體質(zhì)量較大時(shí)，可以使其后坐力勉強在操作者的忍A340 - 500/600飛機機翼壁板裝配了E4100自動(dòng)化受范圍內。為了解決大直徑鉚釘及難成形材料鉚釘電磁鉚接系統， 它包括2臺用于上下壁板裝配的第3期鄧將華等:電磁鉚接技術(shù)3E4100機翼鉚接機。2臺鉚接機可將桁條連接到機中期開(kāi)始投入使用，用于B-727的4根后梁和B-翼壁板上，并可安裝部分搭板上的緊固件，同時(shí)還767客機的機翼大梁鉚接。從20世紀90年代開(kāi)始，可用于環(huán)槽鉚釘的安裝?？湛蜑锳380的生產(chǎn)提供波音公司又研制了第2代自動(dòng)化大梁裝配系統了4條用于機翼上下壁板的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線(xiàn)，每ASAT-I，用于B-777機翼4個(gè)大梁的裝配。條生產(chǎn)線(xiàn)的起始點(diǎn)都將配備1臺E4380鉚接螺接機1994年，波音公司又為新的B- 737 - 700機翼大梁床，該設備具有自動(dòng)化冷加工能力，可用于大直徑裝配推出了ASAT-I計劃，該系統可同時(shí)完成左鉚釘和環(huán)槽鉚釘的安裝。右梁的裝配。目前，波音公司用于C17生產(chǎn)線(xiàn)上的電磁鉚接技術(shù)在波音飛機研制中也得到廣泛應翼梁裝配采用E5000 - ASAT-IV第4代自動(dòng)化翼梁用。波音公司的自動(dòng)化大梁裝配工裝(ASAT)計電磁鉚接柔性裝配系統。劃就集成了電磁鉚接技術(shù)來(lái)解決機翼梁大型構件自國外電磁鉚接技術(shù)發(fā)展總體情況可歸納為表1。動(dòng)化裝配問(wèn)題。ASAT- I型設備在20世紀80年代表1國外電磁鉚接發(fā)展概況Table 1 Foreign electromagnetic riveting current status時(shí)間研制單位應用情況關(guān)國波音公司手持式電磁鉚接設備60年代~70年代美國格魯門(mén)公司單槍電磁鉚接裝置用于干涉配介緊周連接鈦合金結構和厚夾層結構(高電壓鉚接)俄羅斯伏爾加航空科學(xué)技術(shù)中心用于IL-86, TY- 154飛機大梁裝配、運載火箭裝配美河洛克希德公司碳纖維復合材料結構下涉配合鉚接80年代美國ZieveP B低壓電磁鉚接的專(zhuān)利(低電壓鉚接)用于發(fā)動(dòng)機燃燒窀簡(jiǎn)體CrNi鋼等鉚釘的鉚接ASAT-I型設備用于B- 727的4根后梁和B- 767客機的機翼大梁鉚接E4000系列白動(dòng)電磁鉚接系統用于A(yíng)340 - 600制造，E4380 系統用于A(yíng)380飛美國Eletroimpact公司機生產(chǎn)90年代ASAT-II用于B- 777機龔大梁的裝配，ASAT-I用于 B- 737 - 700機翼大梁(白動(dòng)鉚接)美國波音公司裝配，E5000- ASAT- VI用于波音公司C17的翼梁裝配用于長(cháng)度達12 m的飛行器明簡(jiǎn)形收板鉚接裝配的自動(dòng)電磁鉚接裝配系統我國電磁鉚接技術(shù)的研究工作起步較晚。西北磁鉚接釘頭易開(kāi)裂問(wèn)題而出現了低電壓電磁鉚接技工業(yè)大學(xué)首先開(kāi)展了電磁鉚接技術(shù)研究，成功研制術(shù);為了實(shí)現翼梁的自動(dòng)化裝配而發(fā)展了自動(dòng)化電了固定式和手提式電磁鉚接設備”。中國科技大學(xué)磁鉚接裝配系統。其研究人員主要來(lái)自于各飛機制早期也安裝了電磁鉚接設備樣機，但研究工作沒(méi)有造公司的研究部門(mén)，因而偏重于設備和T藝的研究。持續1-18。武漢理工大學(xué)近年也開(kāi)展了低電壓電磁對于不同材料、不同工藝的電磁鉚接有相應不同的鉚接技術(shù)的研究[19]。一航集團625所采用購買(mǎi)的俄工藝參數，對此國外已經(jīng)做過(guò)充分的研究，掌握了羅斯設備進(jìn)行了機翼整體油箱的電磁鉚接工藝研核心技術(shù)。而由于技術(shù)保密，現在所能獲取的資料究L20。哈爾濱工業(yè)大學(xué)成功研制S 380 V低電壓電大部分僅停留于現象的描述，只是對電磁鉚接技術(shù)磁鉚接設備[21]。國內低電壓鉚接設備主要集中于手做簡(jiǎn)單的介紹，具體細節更無(wú)從得知。加之電磁鉚持式鉚接設備的研制與開(kāi)發(fā)工作，在相應工程化應接理論研究難度較大以及我國電磁鉚接技術(shù)的研究用方面還有很長(cháng)的路要走。起步較晚等原因，到日前為止，我國電磁鉚接技術(shù)雖有了一定的發(fā)展，但總體比較落后。國外電2電磁鉚接技術(shù)理論研究探討磁鉚護中國煤化工究者提供了一-條縱觀(guān)國內外電磁鉚接技術(shù)發(fā)展過(guò)程可知，電磁思路:理論儲備，深入鉚接技術(shù)是隨著(zhù)解決飛機生產(chǎn)中存在的鉚接問(wèn)題而探討TMHCNM HG工藝參數對鉚釘不斷發(fā)展的:為了解決飛機生產(chǎn)中氣鉚存在的問(wèn)題變形的影響，然后才是產(chǎn)品化及自動(dòng)化(21。筆者而產(chǎn)生了高電壓電磁鉚接技術(shù);為了解決高電壓電認為數值模擬和材料絕熱剪切的變形機理是電磁鉚4鍛壓技術(shù)第35卷.接技術(shù)理論研究的重點(diǎn)，下面就這2個(gè)方面的相關(guān)及熱軟化參數。但Zenilli-Armstrong模型常用于體內容進(jìn)行探討。心立方及面心立方金屬，并且對于不同的晶體結構2.1數值模擬研究探討有著(zhù)不同的表達形式。Johnson-Cook 模型可應用于由于電磁鉚接加載速率高，要觀(guān)察其變形的動(dòng)各種晶體結構，由Johnson和Cook于1983年提出，態(tài)過(guò)程需要昂貴的高速攝影設備。隨著(zhù)計算機仿真用于描述金屬材料在大變形、高應變速率和高溫條技術(shù)的發(fā)展，數值模擬方法為揭示電磁鉚接的變形件下的本構模型。機理提供了一種強有力的工具。許多實(shí)踐經(jīng)驗證實(shí)電磁鉚接過(guò)程是一個(gè)電磁場(chǎng)與鉚釘變形相互耦數值模擬已成為研究問(wèn)題的一種有效途徑，是理論合的多場(chǎng)耦合過(guò)程，鉚釘的變形力來(lái)源于電磁場(chǎng)的研究的主要手段之一。在電磁鉚接技術(shù)發(fā)展初期，變化，所以電磁場(chǎng)中參數的變化將直接影響到鉚接研究者就試圖建立一個(gè)完整的數學(xué)模型對該過(guò)程進(jìn)力的變化。同時(shí)，由于磁場(chǎng)力是一個(gè)體積力，驅動(dòng)行系統分析。由于電磁鉚接過(guò)程中電學(xué)過(guò)程、磁學(xué)片沿半徑方向的受力是不均勻的，所以在施加載荷過(guò)程和力學(xué)過(guò)程的交互影響，使得電磁鉚接理論研時(shí)，必須考慮電磁場(chǎng)的變化規律，考慮力的產(chǎn)生和究變得非常困難，因而至今還沒(méi)有一個(gè)準確的數學(xué)分布規律情況[27281。模型對整個(gè)過(guò)程進(jìn)行完整描述。由上述分析可知，在數值模擬中，目前研究者20世紀80年代初，波音公司電磁鉚接技術(shù)主大多 只對單場(chǎng)進(jìn)行模擬。而電臨鉚接過(guò)程是-個(gè)電要用于波音747中2117- T3鉚釘成形和波音767翼生磁、磁生力、力產(chǎn)生變形的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程是電梁裝配中高強度7050鉚釘的成形。在鉚接7050鉚磁場(chǎng)與鉚釘變形相互耦合的過(guò)程，所以在電磁鉚接釘的過(guò)程中發(fā)現，鉚釘頭部有內裂紋。為了解決模擬中應考慮電磁場(chǎng)與鉚釘變形的耦合問(wèn)題，將電微裂紋問(wèn)題，在1983 年，波音公司資助華盛頓大學(xué)磁鉚接過(guò)程作為-一個(gè)整體過(guò)程來(lái)分析。同時(shí)，在數機械工程系進(jìn)行S研究。Reinhall P G等人[3采用值模擬中還應考慮應變率對鉚釘變彤的影響。所以，DYNA2D對鉚釘的變形過(guò)程進(jìn)行了數值模擬，對鉚建立一個(gè)合適的模型是進(jìn)行電磁鉚接過(guò)程分析的關(guān)釘產(chǎn)生剪切破壞的原因進(jìn)行了探討，認為鉚模角度鍵，將為電磁鉚接的理論研究奠定基礎。對成形質(zhì)量有很大的影響，不能采用普通的鉚接方2.2絕熱剪切研 究探討法所用的鉚模。在數值模擬中的材料模型為雙線(xiàn)性與普通鉚接相比，電磁鉚接加載速率高，鉚釘材料模型，未考慮材料的應變率效應。Zieve P B'9J材料的應變速率大，其應變率比普通鉚接高幾個(gè)數通過(guò)集總參數方法研究不同參數對放電電流，磁場(chǎng)量級，材料以絕熱剪切的方式產(chǎn)生塑性變形，既有力和鉚接力的影響，認為相對變化緩慢的力有利于材料塑性變彤川起的強化，也有溫升引起的軟化。應變速率敏感材料的成形，但術(shù)對鉚釘的動(dòng)態(tài)變形但材料是否以絕熱剪切的方式產(chǎn)生塑性變形，關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行深人分析。Repetto E A等人L2)采用有限，在于是否有足夠高的應變速率和塑性變形功。只有元方法對鉚釘變形過(guò)程進(jìn)行模擬，其施加的載荷簡(jiǎn)當塑性變形功足夠高時(shí)，變形過(guò)程才接近于絕熱過(guò)化為一條正弦變化的力-時(shí)間曲線(xiàn)，獲得了鉚釘的應程。只有當應變速率足夠高時(shí)，才會(huì )有足夠高的塑力應變分布狀態(tài)。這些結果對加深電磁鉚接技術(shù)的性功和相應地有足夠高的絕熱溫升。認識具有重要意義。盧維嫻等"對TB2-1鉚釘材料在電磁鉚接時(shí)產(chǎn)在數值模擬中，首先要確定材料的本構關(guān)系。生的絕熱剪切進(jìn)行了 顯微分析，研究表明當應變率本構關(guān)系是描述變形體中應力與應變對應關(guān)系的函足夠高時(shí)鉚釘釘頭會(huì )出現絕熱剪切破壞。王禮立8]數，合理的本構關(guān)系是保證模擬過(guò)程能夠真實(shí)反映認為隨著(zhù)應變率的提高和應變量的增大，TB2-1鉚客觀(guān)試驗的基礎。電磁鉚接過(guò)程是-一個(gè)高速沖擊過(guò)釘材料變形中出現的剪切帶會(huì )從形變帶向轉變帶轉程，日前研究者大多采用準靜態(tài)的應力應變數據描化，直到破壞。Choo V等人[2]采用微觀(guān)分析的方述材料的本構關(guān)系，未涉及材料的應變率效應。目法研究了電磁鉚接加載速率對7050 - T73鋁合金鉚前，常用的熱粘塑性本構模型主要有5-2);John-釘"中國煤化工高的加載速率將導son-cook 模型、Zenilli-Armstrong 模刑、Follans-致剪所切帶內的微硬度bee Kocks模型、Bodner Paton模型等。相比之下，增加MHCNMH G的材料塑性降低，Johnson-Cook模型與Zenilli-Armstrong模型其形式最終在剪切帶內產(chǎn)生微裂紋甚至剪切破壞。Zieve P比較簡(jiǎn)單，引人了材料的應變強化、應變速率強化B'9]. 研究解決了7050鉚釘釘頭開(kāi)裂的問(wèn)題，認為相第3期鄧將華等:電磁鉚接技術(shù)5對變化緩慢的力有利于應變速率敏感材料的成形。tp: //www. electroimnpact. com/esearch/07ATC- 207. pdf.當加載速率較低，如采用普通氣鉚時(shí)，材料主要表現[5] Taskar z, Tocco B, Uetake L Compact HH - 553 handheldriveter [ EB/OL]. ( 201001-11).http://為應變硬化效應而沒(méi)有熱軟化效應，因此成形困難。www. lecrimpact. com/ research/08BFAS0014. pdf.所以，對于難成形材料如鈦合金的鉚接，氣鉚就難以[6] DengJH, Yu HP, LiC F. Numerical and experimental in實(shí)現合格的冷鉚。曹增強"采用電磁鉚接對鈦合金、vestigation of electromagnetic riveting [J]. Materials Science不銹鋼和鋁合金等常用鉚釘材料進(jìn)行鉚接，研究表明and Engineering: A, 2009, 499(1-2); 242 - 247.必須根據鉚釘材料的性能選擇合適的加載速率。[7] 瞿履和.國外電磁鉚接技術(shù)的進(jìn)展[J] 航空工藝技術(shù)，由上述分析可知，過(guò)高的加載速率并不適合所.1997, (4); 24-25.有材料的鉚接，有可能出現剪切破壞，而相對緩慢[8] Ziceve P B An electronmgnetic pulse actuator [P]. EuropeanParent, 0293257, 1988.的加載速半有利于解決釘頭出現裂紋的問(wèn)題。然而[9] Zieve P B. Low voltage electromagnetie riveter [D]. Sattle:過(guò)低的加載速半又可能無(wú)法實(shí)現合格的冷鉚，所以Ph D. Dssertation of University of Washingon, 1986.對于不同材料應有其合適的加載速率范圍。對于應[10] Zieve P B, Durack L, Hufer B. Advanced EMR technology變速率不敏感材料，有較寬的加載速率范圍，受應[EB/OL]. (2010 -01 - 11). htp: //www. letroimpact.變速率影響小。但對于應變速率敏感材料，則需允com/. %5Cresearch%5C922408. pdf.分研究其加載速率范圍，這是制定合理T.出參數的[1]Perley W, Zieve P B. Lightweight HH503 handheld riveter[EB/0L]. (2010 -01 - 11). htp: //www. ectrimpact.基礎。如何控制電磁鉚接中絕熱剪切變形的發(fā)展，com/. %5Cresearch%5C2002 - 01 - 2631. palf.又不至于發(fā)展到絕熱剪切破環(huán)，是確定合適加載速[12]Hartmann J. ASAT4 - Enhanced fexibility for the C- 17率范圍的關(guān)鍵。[EB/OL]. (2010 -01- 11). http: //www. eletroimpact.com/. %5Cresearch%5C982126. pdf.3結語(yǔ)[13] Zieve P B, Hartmann J. Wing manufacturing: Next Gener-電磁鉚接作為-種新型的鉚接工藝，是解決鈦ation [EB/OL]. (2010-01 - 11). http: //www. electroim-pact. com/. %5Cresearch%5C985601. padf.合金與復合材料結構連接及大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘成形的有效途徑，具有廣朗的應用前景。如[14] Hartmann J, Meeke C Automated wing panel assembly forthe A340- 600 [EB/OL]. (2010-01 - 11). http: //空客系列和波音系列飛機其最新產(chǎn)品空客A380、波www. etroimpat. c∞omn/. %SCresarch%5C2000- 01 - 3015. pdf.音787的制造中均采用了這一先進(jìn)技術(shù)。電磁鉚接[15] Zieve P B. Rudberg T. A two tower rveting machine with a技術(shù)足解決新型飛機和大型運載火箭研制中連接問(wèn)true z axis [EB/OL]. (2010-01 - 11). http: //www. ele題的有效方式，而我國20世紀80年代初才開(kāi)始該troimpact. com/. %5Cesearch%5C2004 - 01 - 2807. pdf.技術(shù)的研究，總體比較落后。因此開(kāi)展電磁鉚接設[16] Brown T, Harmann J， Lieve P B. Qulification of theEMR for swaging cllars on the 787 [EB/OL]. (2010-01 -備開(kāi)發(fā)、理論探討和T.藝試驗的研究，促進(jìn)其工業(yè)11 ). http: //www. eletroimpact. com/. % 5Cresearch%化應用，縮矩與國外的差距，實(shí)現技術(shù)的自主化不5C2005 - 01 - 3299 pdl.僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，而且還具有重要的經(jīng)濟和[17]盧維鋼， 陸在慶鈦合金庇力波鉚接中絕熱剪切的顯微分析戰略意義。[J].爆炸與沖擊。1985, 5(1); 67-72.[18]王札立 沖擊動(dòng)J學(xué)進(jìn)展[M].合肥:中國科技大學(xué)出版社，參考文獻:1990.[1] 曹增強.電磁鉚接理論及應用研究[D].西安:西北r.業(yè)大[19]楊軍. 低電壓電磁鉚接過(guò)程數值模擬研究[D].武漢:武漢學(xué)，199理1.大學(xué)，2004.[2] Wang H L, Chen TC, Hsu H T. Quality vrification on riv-[20]張海軍， 左洪福，許國康.電磁鉚接工藝在機翼整體油箱上eting process of a pneumatic rivet tool [J] Experimental的應用[J]兵1:學(xué)報, 2005, 26(6); 834- 837.Techniques, 2008, 31(6): 57-63.[21]鄧將作。 電磁鉚接數值模擬勺試驗研究[D].哈爾濱:哈爾[3] Cheraghi S H. Effet of variations in the riveting process on濱工業(yè)大學(xué)，2008.the quality of riveted joints [J]. International Journal of Ad-[22]鄧將貨， 李春峰電磁鉚按技術(shù)研究概況及發(fā)展趨勢[J].鍛vanced Manufacturing Technology, 2008， 39(11 - 12);中國煤化工1144 -155.[23]0.HCNMHGAnalysisofrivetdie[4] Richards B, Howard K, Wlliams S. Lug cuting and trimresign in electromagnetc rveling小Jourmal of Vibration,ming of the carbon fiber wing panels of the A400m with porta-Acoustics, Stres, and Reliabilitiy in Design, 1988, 110: 65 -ble hand positioned tol [EB/OL]. (2010-01- 11). ht-69第35卷第3期假壓技術(shù)2010年6月Vol. 35 No. 3FORGING & STAMPING TECHNOLOGYJun. 2010高速切削技術(shù)在連桿鍛模制造中的研究和應用韓木林(中國鍛壓協(xié)會(huì )，北京10048)摘要:闡述了現階段連桿鍛模加工的主要方法，系統介紹了高速切削技術(shù)在加工連桿鍛模中的應用。從高速切削技術(shù)加工連桿模具的優(yōu)點(diǎn)著(zhù)手，介紹了高速加工機床的特點(diǎn)，CAD/CAM設計、制造的優(yōu)勢，加工中關(guān)鍵技術(shù)工藝和參數的研究，并通過(guò)實(shí)際加工出的模具，進(jìn)-步說(shuō)明了高速切削的優(yōu)勢，包括生產(chǎn)時(shí)間短，產(chǎn)品表面精度高等,最后提出了我國在連桿鍛模高速加工中存在的問(wèn)題和解決方法。關(guān)鍵詞:連桿鍛模;高速切削技術(shù);高速加工機床; CAD/CAMDOl: 10. 3969/j. isns. 100-3940. 2010. 03.002中圖分類(lèi)號: TC66; TG711; TC315.2文獻標識碼: A文章編號: 100-3940 (2010) 03 0060Research and application of high speed cutting technology in connecting rod die forging processHAN Mu-in(Confederation of Chinese Metalforming Industry, Beiing 100048, China)Alstracd: The main technologies of mould manufacturing for die forging were introduced and the uilization of highspeed cutting technology in connecting rod die forging process was systematically ilustrated. The advantages of thismethod for making connecting rod mould, the characteristics of high speed machine tool, advantages of CAD/CAM de-sign and manufacture, rescarch on key processing methods and parameters during manufacturing were discribed. Onthe basis of the sample mould, the advantages of less producing time and higher precision on mould surface of highspeed cutting method were further put forward. Finally, the problems in connecting rod mould manufacturing withhigh speed cutting technology and the corresponding solutions were proposed.Keywords: mould of connecing rod; high speed cutting technology; high speed machine; CAD/CAM1連桿鍛模的發(fā)展現狀和趨勢用?，F代工業(yè)中，模具領(lǐng)先、模具設計與制造工藝在現代工業(yè)飛速發(fā)展的今天，連桿鍛造企業(yè)在先進(jìn)、開(kāi)發(fā)周期短，成為了新產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵激烈的市場(chǎng)競爭中能否占得優(yōu)勢，除產(chǎn)品種類(lèi)、質(zhì)因索。在汽車(chē)工業(yè)中，過(guò)去新車(chē)型的更新?lián)Q代周期量、生產(chǎn)規模外，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及其開(kāi)發(fā)周期尤為關(guān)-般為5~10年，現在則縮短為1~3年，這一切都.鍵，而模具又在新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中占有舉足輕重的作得益于模具設計與制造水平的提高。連桿鍛模作為連桿生產(chǎn)的模具，其質(zhì)量、交貨期和價(jià)格成為新品連桿開(kāi)發(fā)成敗的關(guān)鍵因素。我國連桿鍛模的發(fā)展主收稿日期: 2010-02-03; 修訂日期: 2010-04-02要經(jīng)歷了3個(gè)過(guò)程:靠模加工、電火花加工、高速作者簡(jiǎn)介:韓木林(1963-), 男，學(xué)士，商級工程師加工技術(shù)。電子信箱: fab@chinaforge. org. cn[24] Repetto E A. Radovitzky R, 0rtiz M A finite element study[27] DengJ H, LiCF, Zhao Z H. Nmerial simulaton of mag-of etromagnetic riveting [J]. Jourmal of Manufacturing Sci-ence and Engineering-Transactions of the ASME, 1999, 121force [J]. Jourmal of Materials Processing Technolgy, 2007，(1): 61- 68.184(1-3); 190- 194.[25] Sasso M, Newaz G, Amodio D. Material characterization at[28]YuHP, LiCF, DengJ H. Sequential coupling simulationhigh stain rate by Hopkinson bar tests and finite element opfor electromagnetic mechanical tube compression by finite ele-tinization []. Materials Science and Engineering A，2008,als Processing Technolo-487(1-2): 289- 300.中國煤化工[26] Milani A s, Dabboussi W, Nemes J A An improved multi-[29]YHCNMHGEfetofhighratedeobjective identification of Johnson Cook material parameterstormation induced precipitation hardening on the filure alumi-[]. lnemnational Journal of Impact Engineering, 2009，36num rivets [J]. Journal of Materials Science, 1989, 24; 599 -(2): 294 - 302.608.