BTM 鉚接模具開裂技術研究與應用

牛雷閃，陳東海，喬云鵬

（格力電器股份有限公司，廣東 珠海 519000）

1 異常現象及工作原理

以下以BTM 的設備進行無損鉚接出現的典型異常為例分析常見的問題及改善思路；框架鉚接生產過程中經常出現凸、凹模鉚接 2~3 萬次就異常開裂，使用壽命遠遠達不到20 萬次以上的技術要求，并且經常出現鉚點強度達不到軸向拉力1362-1842N，導致整機強度存在松脫質量隱患。

箱體鉚接設備的工作原理為：鉚接過程中被連接的鈑金材料首先隨著上模下行，板件接觸下模后，氣液增力缸推動凸模快速頂出，材料在下凹模內開始進行變形，凹模的模瓣外張，金屬材料充分在凹模內進行“流動”形成圓形鉚點鎖合結構。

2 異常分析

2.1 貼合過程分析

貼合過程為上模套與鈑金材貼合靠緊，在反復試壓觀察中發現凹模與板材為斜向沖壓，板材料片與凹模斜向接觸。示意圖如圖1 所示。

圖1

通過檢查來料上機對比觀察來料都有此1-2 度傾角，為鈑金折彎無法保證都折彎90 度導致，與鉚接貼合時的示意圖模擬符合，針對拆卸下來的凹模，如圖2 所示，用放大鏡觀察凹模的外壁邊緣開裂，裂紋由外向內，判斷為凹模此點外壁受外面擠壓開裂，針對此進行模擬，發現當進行鉚接時模與來料接觸時有傾斜角，就會造成來料對凹模一側的外壁進行擠壓，導致凹模外壁此點長期受力不均。進而導致凹模外圈開裂。

圖2

2.2 沖壓過程分析

沖壓過程中凸模在氣液增力缸推動下，快速頂出，材料在下凹模內開始進行變形。沖壓過程中的凸凹模狀態模擬如下圖3、圖4。

圖3

圖4

通過對比鉚接凸模、凹模的開裂情況進行分析。

圖5

圖6

從凸模的裂紋面宏觀觀察，放入放大鏡下觀察凸模的頂端邊緣點裂紋由外邊緣向內擴散，分析凸模受力不均導致此點（圖5、圖6 所示）沖擊導致開裂，反查鉚接沖壓過程，用檢測工具檢測，發現凸模沖壓過程中與凹模不垂直。根據模擬凸模與凹模不垂直的時，就會出現凸模頂端面受力不均，進而導致凸模邊緣點開裂。

從凹模的內花瓣裂紋面觀察，凹模的內圈花瓣開裂，此種情況原因主要是花瓣使用次數已達上限疲勞斷裂，其次花瓣為不正常外力破壞。經過反查使用次數和用檢測工具檢查，使用次數在上限下達標，檢查凸模與凹模的同軸度不達標，凸模偏向一邊-0.3MM，導致凸模每次下壓都擠壓花瓣，鎖定是凸模與凹模同軸度不達標導致。

3 結論及改善措施

BTM 鉚接設備凸模、凹模具開裂與凸模、凹模的安裝有很大關系，凸模與凹模的必須垂直安裝，凸模與凹模必須有很好的同軸度，板料要平行凹模。制作凸凹模快速對中工裝快速檢測。如下圖7、圖8。

圖8

精密設備的正常運轉與規范操作和調試有很大關系，通過簡單的備件更換往往會掩蓋使用中存在的問題，造成生產成本的極大浪費，通過多角度深入分析，有助于現場問題的識別及改善。