针对飞机常见V形结构复合材料双面埋头铆钉压铆问题,提出一种变厚度非均匀万向压铆系统。首先进行飞机V形结构复合材料装配建模分析与双面埋头钛铆钉斜面铆接技术分析。在此基础上进行变厚度非均匀万向压铆系统设计,并采用ANSYS软件进行仿真,最后设计相关试验进行验证。V形试板压铆试验结果表明,采用该系统后压铆前后经无损检测均未产生复合材料分层的情况。在飞机产品应用中压铆合格率能够达到90%以上,压铆成型质量稳定,产品表面质量高,操作简单便捷。