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本发明提供了一种凹模可扩展的双层异质板材无铆塑性连接成形方法,本发明能通过一种凹模可扩展模具完成双层异质板材的高质量连接,采用凹模可扩展模具成形接头,接头互锁量显著增大、机械强度有效提升。本发明还提供了一种凹模可扩展无铆连接模具装置,包括:底座、凹模定板、瓣合可扩展组合凹模、橡胶圈、压边圈、冲头,所述底座用于安装整体模具,所述凹模定板中间设置有一个圆孔,用于安装组合凹模与橡胶圈,所述瓣合可扩展组合凹模由四个瓣模与中部芯模组成,所述橡胶圈用于瓣模向外扩展时起缓冲和组合式凹模复位作用,所述压边圈用于压紧板材,所述压边圈中间设置有一个导向圆孔,用于冲头工作时起导向作用,所述冲头用于成形无铆连接接头。