更新時(shí)間(jiān)：2019-04-01
1. 無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)應用(yòng)及工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
1.1 無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)的(de)行(xíng)業(yè)應用(yòng)
無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)自(zì)問(wèn)世以來(lái)，已經逐步在汽車(chē)、航空(kōng)航天、船←(chuán)舶、空(kōng)調、電(diàn)視(shì)等各個(gè)行(xíng)業(yè)得(de)到(dào)了(le)極其廣泛的×(de)應用(yòng)，并顯示出了(le)強大(dà)的(de)優勢。
例如(rú)日(rì)本美(měi)能(néng)達的(de)複印機(jī)機(jī)座；德國(guó) Ziehl-Abegg 的(de)風(fēng)機(jī)殼體(tǐ)；美(m<ěi)國(guó) Apple 計(jì)算(suàn)機(jī)殼體(tǐ)；牙醫(yī)機(jī)器(qì)外Ω(wài)毂、洗衣機(jī)課題、冰箱門(mén)；Bosch-Simens 微(wēi)波爐導管、幹燥機(jī)頂蓋等工(gōng→)件(jiàn)的(de)連接。
該技(jì)術(shù)在汽車(chē)上(shàng)的(de)應用(yòng)主要(yào)分(fēn)兩個(gè)領域：一(yī)是(₽shì)應用(yòng)在白(bái)車(chē)身(shēn)的(de)表面覆蓋件(jiàn)上(shàng)，如(rú×)鋁車(chē)身(shēn)、車(chē)門(mén)、前後蓋和(hé)頂蓋等；二是(shì)應用(yòng)到(dào)Ω部分(fēn)汽車(chē)零部件(jiàn)上(shàng)，如(rú)搖窗(chuāng)機(jī)、車(chē)頂窗(δchuāng)、車(chē)燈導闆等。
目前，在國(guó)內(nèi)外(wài)很(hěn)多(duō)的(de)知(zhī)名汽車(c hē)廠(chǎng)商生(shēng)産的(de)汽車(chē)中，都(dōu)可(kě)以看(kàn)到(dào)無鉚連接技(jì)術(shù)的(de↑)應用(yòng)，如(rú)：國(guó)外(wài)的(de)奔馳、寶馬系列車(chē)型；一(yī)汽大(dà)衆公司的(de)奧迪A6、速騰等；上(shà∞ng)海(hǎi)大(dà)衆的(de) Touran 、polo等；上(shàng)海(hǎi)通(tōng)用(yòng)的(de)新君悅、新君威系★列等；一(yī)汽轎車(chē)的(de)新奔騰B70等；山(shān)東(dōng)時(shí)風(fēng)、山(s•hān)東(dōng)巨力、安徽飛(fēi)彩等公司的(de)農(nóng)用(yòng)車(chē)車(chλē)廂闆等等。
大(dà)衆發動機(jī)罩內(nèi)闆總成——上(shàng)海(hǎi)大(dà)衆汽車(chē)有(yǒu)限公司
新奔騰B70行(xíng)李箱內(nèi)闆總成——汽轎車(chē)股份有(yǒu)限公司
1.2 無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)的(de)主要(yào)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)
無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)是(shì)一(yī)種可(kě)塑性薄闆的(de)沖壓點連接技(jì)術(shù)，連接€點具有(yǒu)不(bù)可(kě)拆卸性，其主要(yào)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)為(wèi)：利用(yòng)壓力設備和(hé★)連接模具，通(tōng)過一(yī)個(gè)短(duǎn)時(shí)的(de)強高(gāo)壓加工(gōng)過程，使闆件(jiàn)本身(shēn)的™(de)材料相(xiàng)互間(jiān)産生(shēng)冷(lěng)擠壓塑性變形，形成塑性變形點，從(cóng)而使不(bù)同材質不(bù)同厚度的(de)兩層或多(duō)→層闆件(jiàn)在擠壓處形成一(yī)個(gè)互相(xiàng)鑲嵌的(de)連接點，将闆件(jiàn)點連接起來(lái)。
以凹模直壁整體(tǐ)式接頭為(wèi)例，整個(gè)鉚接過程，可(kě)分(fēn)為(wèi)5個(gè)階段：
無鉚釘鉚接沖壓過程模拟圖
準備階段（圖A）：連接前，凸模及凹模就(jiù)位，兩者軸線同心，且軸心線應與闆材平面垂直，以防止損壞模具。
初始階段（圖B）：此階段由凸模開(kāi)始接觸、壓入上(shàng)闆材，到(dào)下(xià)闆材接觸到(dào)凹模側為(wèi→)止，期間(jiān)上(shàng)闆材和(hé)下(xià)闆材，逐漸發生(shēng)了(le)拉伸塑性變形，形成了(le)連接接頭在上(shàng)闆材側的(de)基本輪廓。☆
成形階段（圖C）：凸模繼續下(xià)行(xíng)，闆材金(jīn)屬材料流動填充到(dào)凹模凹槽，直到(d¥ào)在凹槽處接近(jìn)死點為(wèi)止。此過程中，凸模的(de)倒錐形結構以及及闆材、凸模、凹模相(xiàng)互之間(jiān)的(de)壓力使金(jīn)屬材料不(bù)能(πnéng)向上(shàng)流動，最終使金(jīn)屬材料流動到(dào)凹模凹槽處，形成上(shàng)下(xià)闆材相(xiàng)互咬合的(de)狀态。從(cóng)型式上£(shàng)來(lái)說(shuō)，無鉚釘鉚接接頭基本形成。
強化(huà)階段（圖D）：無鉚釘鉚接接頭成型後，繼續保持一(yī)定的(de)壓力，一(yī)方面防止闆材回彈，使材↑料充分(fēn)填充保證鉚接接頭的(de)定形；另一(yī)方面，能(néng)夠通(tōng)過冷(lěng)加工≤(gōng)擠壓，細化(huà)晶粒，提高(gāo)接頭的(de)機(jī)械性能(néng)和(hé)承載能×(néng)力。至此，無鉚釘鉚接接頭從(cóng)形式上(shàng)和(hé)強度上(shàng)來(lái)講，最終形成。
退模階段（圖E）：鉚接接頭形成後，凸模上(shàng)行(xíng)，完成退模。如(rú)果在生(shēng)産過程中需要(yào)鉚接下(xià)一(yī)個(gè)鉚接點，必須完全退掉≠上(shàng)、下(xià)模後，才能(néng)移動模具到(dào)下(xià)一(yī)鉚接點位，避免損壞模具。
2. 無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)評價
無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)在汽車(chē)制(zhì)造的(de)質量、成本、節能(néng)、環保等方面和(hé)傳統的(de)鉚釘鉚接及點焊等連接方法相(xiàng)比有(yǒu±)著(zhe)其顯著的(de)獨特優勢，同時(shí)也(yě)存在著(zhe)若幹不(bù)足。
2.1 與傳統的(de)有(yǒu)鉚釘鉚接工(gōng)藝相(xiàng)比的(de)優勢
工(gōng)藝流程縮短(duǎn)：傳統的(de)鉚釘鉚接工(gōng)藝流程與無鉚釘鉚接工(gōng)藝流程如(rú)下(xià)圖所示。
由上(shàng)圖對(duì)比可(kě)知(zhī)，無鉚釘鉚接工(gōng)藝流程較傳統鉚接工(gōng)藝流程最多(duō)可(λkě)節省2個(gè)工(gōng)步，能(néng)夠節省大(dà)量的(de)固定投資、人(ré↑n)工(gōng)成本以及及生(shēng)産場(chǎng)地(dì)。
原材料投資減少(shǎo)：傳統的(de)有(yǒu)鉚釘鉚接工(gōng)藝較無鉚釘鉚接工(gōng)藝每個(gè)連接點需要(yào)多(duō)投¥入1個(gè)鉚釘，以新B70車(chē)型後蓋內(nèi)闆總成為(wèi)例，單車(chē)共21個(gè)連接點，采用(yòng)了(le)無鉚釘鉚接工(gōng)藝，≠每車(chē)比采用(yòng)傳統有(yǒu)鉚釘鉚接工(gōng)藝節省了(le)21個(gè)鉚釘，20萬輛(liàng)車(chē)就(jiù)可(kě)節省鉚釘420萬個(gè)，大(®dà)大(dà)的(de)降低(dī)了(le)材料成本。
輕量化(huà)優勢明(míng)顯：同一(yī)車(chē)身(shēn)總成的(de)連接點，若采用(yòng)有(yǒu)鉚釘連接工(gōng)藝，接頭形成後，車(chē)身(shē©n)總成額外(wài)增加了(le)鉚釘重量，而采用(yòng)無鉚釘鉚接工(gōng)藝，因為(wèi)不(bù)增減材料，所以不(bù)額外(wài)增加車(chē)身(shēn)總©成的(de)重量，輕量化(huà)優勢明(míng)顯。
其它優勢：無鉚釘鉚接工(gōng)藝與傳統有(yǒu)鉚釘鉚接工(gōng)藝相(xiàng)比，還(hái)存在著(zhe)很(hěn)多(duō)優勢，比如(rú)前者連接 點的(de)疲勞強度較高(gāo)，而後者連接點疲勞強度則相(xiàng)對(duì)較低(dī)，容易因汽車(chē)行(x₽íng)駛中的(de)振動而松動；前者連接接頭外(wài)觀規則、無縫、美(měi)觀，而後者外(wài)觀相(xiàng)對(duì)較差。
2.2 與點焊連接工(gōng)藝相(xiàng)比的(de)優勢
疲勞連接強度高(gāo)：點焊接頭為(wèi)熱(rè)加工(gōng)方式形成，焊接區(qū)是(shì)在∏母材熔化(huà)後凝固形成的(de)，內(nèi)外(wài)冷(lěng)卻速度不(bù)同等因素會(huì)引起焊點處應力集中較φ大(dà)，容易出現(xiàn)應力腐蝕，同時(shí)也(yě)會(huì)使接頭局部晶粒粗大(dà)，産生(shēng)孔洞÷等微(wēi)小(xiǎo)缺陷，如(rú)此種種，都(dōu)是(shì)很(hěn)硬脆，易破裂的(de)結構，大(dà)大(dà)的(de)降低(dī)了(le₩)連接接頭的(de)疲勞強度，從(cóng)而導緻接頭壽命的(de)下(xià)降。而無鉚釘鉚接通(tōng)過冷(lěng)加工(gōng>)機(jī)械擠壓、金(jīn)屬流動成型的(de)方式，連接點處過渡比較平順，母材沒有(yǒu)因熔化(huà)而影(yǐng)響材料的(de)內(nèi)部成分(±fēn)，內(nèi)部晶粒比較細化(huà)，沒有(yǒu)大(dà)的(de)應力集中，所以無鉚π釘鉚接接頭的(de)疲勞強度較點焊接頭高(gāo)。根據 TOX 公司提供的(de)技(jì)術(shù)資料，無鉚釘鉚接接頭的(de)疲勞強度約為(wèi)點焊接頭的(de)2-3倍。
适于輕量化(huà)材料：在車(chē)身(shēn)輕量化(huà)的(de)大(dà)背景下(xià)，使用(yòng₽)高(gāo)強、輕質材料降低(dī)車(chē)身(shēn)自(zì)重是(shì)車(chē)身¶(shēn)輕量化(huà)的(de)主流方向，如(rú)鋁合金(jīn)、鋁鎂合金(jīn)等材料的(de)大(dà)量應用(yòn±g)。對(duì)于這(zhè)些(xiē)輕金(jīn)屬材料的(de)連接，點焊工(gōng)藝在設備耗能(néng)、耗損、接頭質量等方面容易出現(xiàn)較大(dà)問(wèn)題，而無鉚₩釘連接通(tōng)過冷(lěng)加工(gōng)機(jī)械沖壓技(jì)術(shù)完全可(kě)以規避點焊技(jì)術(shù)的(de)上(shàng)述問(w✔èn)題，實現(xiàn)這(zhè)種輕金(jīn)屬材料的(de)有(yǒu)效連接。
此外(wài)，對(duì)于有(yǒu)更高(gāo)的(de)強度、剛度要(yào)求的(de)輕質車(chē)身(shēn)，還(hái)可(kě)以采用(yòng)無鉚釘鉚接與粘接聯合使用(yòng)的(de)形式來(lái)達到(dào)。如(rú)下(xià)圖 AUDI TT 的(de)輕質混合結構車(chē)身(shēn)的 (de)部分(fēn)車(chē)身(shēn)總成即采用(yòng)了(le)無鉚釘鉚接點/膠粘的(de)組合的(de)形式進行(xíng)制(zhì)造。
AUDI TT 的(de)輕質混合結構車(chē)身(shēn)
适于夾層結構連接：在汽車(chē)的(de)制(zhì)造中，由于工(gōng)藝需要(yào)，有(yǒu)的(de)金(jīn)屬闆材之間(jiān)需要(yào)添加紡織物>(wù)、塑料、薄膜、箔、紙(zhǐ)等非金(jīn)屬材料，采用(yòng)點焊這(zhè)種熱(rè)加工(gōng)熔化(huà)再凝固的(de)方式難以實現(xiàn)接頭的(dδe)連接，但(dàn)是(shì)采用(yòng)無鉚釘鉚接這(zhè)種機(jī)械冷(lěng)加工(gōng)方式可(kě)以高(gāo)質量的(de)實現(xiàn)上(shàng)述夾層結構的(de)連接接頭。
外(wài)觀質量優勢：點焊接頭成型後，表面均有(yǒu)深色壓痕，并且很(hěn)多(duō)伴有(yǒu)飛(fēi)濺和(hé)夾渣的(de)↕産生(shēng)，尤其是(shì)對(duì)于表面鍍層金(jīn)屬來(lái)說(shuō)，連接點的(de)表面圖層已經完全被破壞掉，外(wài)觀不(bù)美(měi)觀，個(gè)别的(de)還(hái)需要(yào)人(rén)工(gōng)進行(xíng)修複處理(lǐ)。而無鉚釘鉚接接頭成型後，均呈現(xiàn)規則的(de)凸Ω點狀态或平點狀态，對(duì)于表面鍍層、塗漆的(de)金(jīn)屬，連接點成型後金(jīn)屬表面的(de)鍍層、油漆等并不 (bù)損傷或損傷較微(wēi)小(xiǎo)。所以無鉚釘鉚接接頭的(de)外(wài)觀質量要(yào)較點焊接頭美(měi)觀很(hěn)多(duō)。∑此外(wài)，傳統的(de)車(chē)身(shēn)制(zhì)造流程是(shì)先焊裝後塗裝，無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)不(bù)傷塗漆鍍層這(zhè)一(yī)特點也(yě)使這(zh&è)一(yī)流程進行(xíng)逆向改變變成了(le)可(kě)能(néng)。
車(chē)身(shēn)尺寸精度控制(zhì)優勢：點焊接頭成型時(shí)，受焊接熱(rè)量及電(diàn)極壓力等影σ(yǐng)響，焊點附近(jìn)闆材出現(xiàn)不(bù)同程度的(de)變形；無鉚釘鉚接技(jì)術(shù£)為(wèi)冷(lěng)加工(gōng)，闆材不(bù)産生(shēng)熱(rè)變形，同時(shí)其凸凹模與闆材有(yǒu)一(yī∏)定的(de)接觸面積，保證了(le)連接點附近(jìn)闆材不(bù)發生(shēng)機(jī)械變形。這(zhè)一(yī)優勢非常有(yǒu)利于車(c↑hē)身(shēn)的(de)尺寸精度控制(zhì)。
安全環保優勢：點焊接頭在成型過程中，會(huì)伴随産生(shēng)火(huǒ)花(huā)、飛(fēi™)濺、CO2煙(yān)塵和(hé)電(diàn)磁輻射等，長(cháng)期接觸，會(huì)嚴重污染環境和(hé)人(rén)身(shēn→)安全，尤其是(shì)操作(zuò)者在炎炎夏日(rì)時(shí)，在工(gōng)作(zuò)過程中也(yě)不(bù)得(de)不(bù)穿戴各種厚重勞保用(yòng)品，以減輕或避免點焊♣過程中帶來(lái)的(de)不(bù)利影(yǐng)響。而無鉚釘鉚接接頭在成型過程中，則能(néng)完全避免這(zhè)些(xiē)污染，整個(gè)連接過程不₹(bù)發光(guāng)、無飛(fēi)濺、不(bù)産生(shēng)CO2煙(yān)塵和(hé)電(diàn)磁輻射等。所以無釘鉚接技(jì)術(shù)在安全環保方面要(yào)大 (dà)大(dà)優于點焊連接技(jì)術(shù)，更利于汽車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)可(k ě)持續發展，前景廣闊。
長(cháng)期使用(yòng)的(de)成本優勢：無鉚釘鉚接除設備固定投資和(hé)凸模、凹模耗材成本高(gāo)于點焊外(wài)，其能(néng)源消∑耗均大(dà)大(dà)低(dī)于點焊，前者的(de)動力源主要(yào)是(shì)氣，而後者的(de)動力源則主要(yào)是(shì)水(shuǐ)、氣、電(diγàn)。在使用(yòng)一(yī)定的(de)時(shí)間(jiān)後，無鉚釘鉚接工(gōng)藝的(de)總成本将開(kāi)始低(dī)于點焊工(gōng)藝成本。以某公司某車∏(chē)型行(xíng)李箱蓋內(nèi)闆總成為(wèi)例，經計(jì)算(suàn)，無鉚釘工(gōng)藝投入使用(yòng)近(jìn)2年(nián)後，其總成本開(&kāi)始低(dī)于點焊工(gōng)藝成本，成本優勢逐步顯現(xiàn)。
2.3 無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)的(de)不(bù)足之處
與傳統鉚釘鉚接和(hé)點焊技(jì)術(shù)相(xiàng)比，無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)在有(yǒu)上 (shàng)述衆多(duō)優勢的(de)同時(shí)，也(yě)存在著(zhe)很(hěn)多(duō)不(bù)足之處：
與傳統有(yǒu)鉚釘鉚接技(jì)術(shù)相(xiàng)比：一(yī)是(shì)無鉚釘✘鉚接技(jì)術(shù)對(duì)實施時(shí)所需要(yào)的(de)工(gōng)藝條件(jiàn)要(yào)求相(xiàng)對(duì$)較高(gāo)，不(bù)能(néng)像前者那(nà)樣較容易的(de)實現(xiàn)塑性非常差的(de)兩塊或多(duō)塊非金(jīn)↔屬闆料的(de)連接；二是(shì)無鉚釘鉚接對(duì)連接闆材的(de)組合厚度有(yǒu)區(qū)間(jiānγ)限制(zhì)，過薄或過厚，很(hěn)難或不(bù)能(néng)形成鉚接接頭；所以，理(lǐ)論上(shàng)來(lái)說(shuō)無鉚釘鉚接β工(gōng)藝的(de)連接成功率要(yào)比普通(tōng)鉚接低(dī)。
與點焊技(jì)術(shù)相(xiàng)比：無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)的(de)缺點有✔(yǒu)：一(yī)是(shì)其靜(jìng)态強度沒有(yǒu)點焊高(gāo)，根據 TOX 公司研究，靜(jìng)态強度≥約為(wèi)點焊的(de)70%，所以在承受拉力較強的(de)車(chē)體(tǐ)部位，如(rú)地(dì)闆總成↓等部件(jiàn)上(shàng)的(de)應用(yòng)，業(yè)內(nèi)也(yě)在繼續進行(xíng)研究和(hé)探索；二是(shì)對(duì)于高(gāo)Ω硬度或經過熱(rè)處理(lǐ)硬化(huà)的(de)鋼材，由于較難形成良好(hǎo)的(de)塑性流動和(hé)連接，很(hěn)難直♥接進行(xíng)鉚接。
3. 無鉚釘鉚接工(gōng)藝設計(jì)
無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)在應用(yòng)時(shí)須制(zhì)定詳細的(de)工(gōng)藝，其工(gōng)藝的(de)生(shēng)産準↕備與傳統點焊工(gōng)藝有(yǒu)較大(dà)差别，工(gōng)藝制(zhì)定前後均需要(yào)注意很(hěn)多(duō)事(shì)項，滿足很(hěn)多(<duō)條件(jiàn)，稍有(yǒu)偏差，都(dōu)将影(yǐng)響工(gōng)藝的(de)合理(lǐ)性和(hé)可(kě)操作(zuò)性，甚至帶來(lái)較大(dπà)的(de)時(shí)間(jiān)和(hé)經濟損失。
3.1 準備工(gōng)作(zuò)
準備好(hǎo)産品部門(mén)輸出的(de)3D産品數(shù)據，以開(kāi)展無鉚釘鉚接過程的(de)₩模拟仿真，進行(xíng)産品數(shù)據的(de)同步工(gōng)藝評審工(gōng)作(zuò)和(hé)鉚接設備的(de)選型及數(shù)☆量确定工(gōng)作(zuò)。
準備好(hǎo)産品部門(mén)輸出的(de)2D産品數(shù)據，以明(míng)确連接點的(de)的(de)數(shù)量、外(wài)形、強度等要(yào)求，确定連接點∏合格的(de)衡量标準，用(yòng)于确定鉚接參數(shù)的(de)鉚接試驗。
準備好(hǎo)規劃部門(mén)對(duì)車(chē)型年(nián)産量及生(shēng)命周期的(de)規劃，以确定鉚接工(gōng<)藝的(de)生(shēng)産節拍(pāi)，用(yòng)于鉚接設備的(de)數(shù)量确定工(gōng)作(zuò)。
準備好(hǎo)工(gōng)藝部門(mén)輸出的(de)工(gōng)藝位置、面積規劃，綜合生(shΩēng)産節拍(pāi)和(hé)鉚接設備數(shù)量和(hé)選型等信息，進行(xíng)鉚接工(gōng)藝詳細的(de)平面布置工(gōng)作(zuò)。
準備好(hǎo)與産品同材質、同厚度、同生(shēng)産廠(chǎng)的(de)金(jīn)屬料片，以進行(xíng)拉伸和(hé)剪切試驗，确定合格鉚接接頭成♦型所需要(yào)的(de)詳細工(gōng)藝參數(shù)；隻有(yǒu)具備以上(shàng)條件(jiàn)，經過綜合的(de)考慮和(hé)分(fēn)析，方能(néng)完成鉚接工(gōng)藝方案的(de)制(zhì)定。
3.2 進行(xíng)與與産品設計(jì)同步的(de)工(gōng)藝評審
在接到(dào)産品部門(mén)試制(zhì)前的(de)産品文(wén)件(jiàn)後，應從(cóng₹)闆材材質、闆材層數(shù)、闆材厚度、組合順序、鉚點尺寸、鉚點位置等幾個(gè)方面對(duì)産品數(shù)據進行(xíng)評審，要(yào)結合本公司的(de)工(gōng≈)藝面積、成本控制(zhì)等實際情況對(duì)不(bù)利于或不(bù)符合無鉚釘鉚接工(gōng)藝條件(jiàn)的(de)産品結構提出工(gōng)藝部門(mén)的(de)評審意見(jiàn)，使之适用(yòng)于鉚接工(gōng)藝。更改效果，可(kě)在産品試制(zhì)時(shí)進行(xíng)驗證。
工(gōng)藝評審這(zhè)一(yī)環節非常重要(yào)，其評審的(de)內(nèi)容和(hé)質量，直接決定了(le)鉚接工(gōng)藝能(nδéng)否實現(xiàn)、實現(xiàn)的(de)難易程度以及它的(de)投資成本等等。
闆材材質評審：在鉚接過程中，材料在被連接部位發生(shēng)劇(jù)烈的(de)變形以及塑性流動，塑性差的(de)材料在連接過♠程中比較容易被拉斷。因此，無鉚釘鉚接要(yào)求所連接闆材材料需具有(yǒu)一(yī)定的(de)延伸率。同≤時(shí)，如(rú)果是(shì)幾塊延伸率相(xiàng)差過大(dà)的(de)材料組合後進行(xíng)鉚接，接頭質量也(yě)會(huì)不(bù)理(l↓ǐ)想，對(duì)此，也(yě)需向産品部門(mén)提出相(xiàng)應的(de)評審意見(jiàn)。
闆材層數(shù)評審：無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)能(néng)夠适用(yòng)2層、3層、中間(jiān)夾層三種型式的(dδe)闆材組合，其中較普遍應用(yòng)的(de)是(shì)2層闆材的(de)鉚接。3層闆材的(de)鉚接，無論是(shì)從(c'óng)成本控制(zhì)還(hái)是(shì)質量控制(zhì)來(lái)說(shuō)，難度₹都(dōu)較大(dà)。
所以，如(rú)無特殊情況，在評審中一(yī)定要(yào)建議(yì)産品部門(mén)盡量避免3層闆"鉚接結構的(de)設計(jì)，盡量采用(yòng)2層闆鉚接的(de)結構設計(jì)。此外(wài)，若産品結構強度要(yào)求較高(gāo)，可(kě)以采用(yòεng)2層闆之間(jiān)塗抹粘接膠的(de)結構。
3.3 闆材厚度評審
無鉚釘鉚接對(duì)闆厚的(de)要(yào)求為(wèi)：通(tōng)常最小(xiǎo)單闆厚度約為(wèi)0. 3 mm，最大(dà)組合闆厚為(wèi)8 ≥mm，個(gè)别的(de)鋁、銅等有(yǒu)色金(jīn)屬組合厚度可(kě)以達到(dào)11mm。但(dàn)是(shì)在遇到(dào)特殊情況時(shí)，比如(rú)如(rú)産品¥結構确實需求超限的(de)闆厚，最終也(yě)可(kě)通(tōng)過實驗來(lái)最終确定闆厚是(πshì)否可(kě)以滿足要(yào)求。
3.4 闆材組合的(de)上(shàng)下(xià)順序評審
對(duì)于不(bù)同厚度的(de)闆材，優先選擇厚闆在上(shàng)，薄闆在下(xià)的≠(de)組合形式，即厚闆在鉚接設備的(de)凸模側，薄闆在鉚接設備的(de)凹模側，成型後，凸點由厚闆向薄闆方向凸出。如(rú)無特殊情況，不(bù)要(yào)把薄闆放(fàng)在凸模側，因為(♣wèi)凸模側闆材要(yào)拉伸的(de)距離(lí)更長(cháng)，這(zhè)樣薄闆有(yφǒu)破裂的(de)風(fēng)險。
以 D009 後蓋內(nèi)闆總成為(wèi)例，加強闆厚度為(wèi)1mm，內(nèi)闆厚度為(wèi)0.65mm，凸模在加強闆側，凸點方向由加強闆向內(nèi)闆凸出，如(♥rú)下(xià)圖六所示：
D009後蓋內(nèi)闆總成鉚接闆材組合順序圖
同時(shí)，厚闆放(fàng)在凸模側和(hé)薄闆放(fàng)在凸模側形成的(de)連接接→頭相(xiàng)比較，由于材料拉伸影(yǐng)響，使前者形成的(de)頸部厚度較後者厚，最終前者形成的(de)接頭在剪切強度方面遠(yuǎn)強于後者。
以下(xià)表為(wèi)某車(chē)型行(xíng)李箱蓋內(nèi)闆總成闆材不(bù)同組合順序連接接頭抗剪強度對(duì)比：
3.5 闆材厚度組合種類評審
當一(yī)個(gè)車(chē)身(shēn)部件(jiàn)的(de)總成中，出現(xiàn)多(duō)個(gè)單件(jiàn)分(fēn)别與母體(tǐ)單件(jiàn)連接時(sh§í)，多(duō)個(gè)單件(jiàn)的(de)闆材厚度須盡量相(xiàng)同，減少(shǎo)厚度組合種類。
以 D009 後蓋內(nèi)闆總成為(wèi)例，鉸鏈加強闆和(hé)鎖加強闆都(dōu)與內(nèi)闆進行(xíng)連接，鎖加強闆和(₹hé)鉸鏈加強闆的(de)闆材厚度相(xiàng)同，均為(wèi)1mm，主要(yào)是(shì)因為(wèi)如(rú)果兩者厚度不(bù)一(yī)緻，将會(huì)産生(s∑hēng)兩種不(bù)同的(de)組合，使鉚接時(shí)模具和(hé)闆材之間(jiān)的(de)側向過↑盈量不(bù)同，過盈量如(rú)果适當，在沖壓連接的(de)過程中就(jiù)能(néng)夠産生✔(shēng)充足的(de)塑性流動而相(xiàng)互鑲嵌，達到(dào)強度要(yào)求；反之過盈量如(rú)果不(bù)适當，則會(huì)降低(dī)接頭強度。
所以，如(rú)果兩種闆材組合厚度相(xiàng)差較大(dà)，而隻根據其中一(yī)種組合選用(yòng)鉚接模具時(shí)，會(huì)大(dà)大(dà)降低(dī)另一(yī)種λ組合的(de)鉚接接頭的(de)強度，嚴重者，還(hái)會(huì)損壞模具，帶來(lái)不(bù)必要(yào)的(de)損失。
而如(rú)果每種組合都(dōu)選用(yòng)适合自(zì)己的(de)模具，則會(huì)增加模具、鉚接鉗、機(jī)器(qì)人(rén)等物(wù)資的(de)采購(gò©u)數(shù)量，而使成本和(hé)節拍(pāi)、生(shēng)産面積等發生(shēng)損失。所以，在進行(xíng)此項評審£工(gōng)作(zuò)時(shí)，務必最小(xiǎo)化(huà)闆材的(de)厚度組合種類，以最小(xiǎo)化(hu€à)鉚接設備的(de)數(shù)量。
3.6 鉚接點直徑、底厚、高(gāo)度、數(shù)量評審
鉚接點直徑。一(yī)般是(shì)指凹模側闆材的(de)凸點外(wài)徑，如(rú)圖七中的(de)尺寸“a”。連接點直α徑越大(dà)，其抗剪和(hé)抗拉強度越高(gāo)，目前較常用(yòng)的(de)直徑是(shì)Ф3、Ф4、Ф'5、Ф6、Ф8、Ф10、Ф12幾個(gè)尺。在選擇連接點直徑的(de)時(shí)候，一(yī)方面應以滿足産品強度要(yào)求為(wè∏i)原則，另一(yī)方面還(hái)須注意直徑大(dà)小(xiǎo)在位置和(hé)空(kōng)間(jiān)上(shàng)是(shì)否能(néng)夠實現(xiàn)。
鉚接點底厚。是(shì)指鉚接點底部闆材的(de)上(shàng)表面到(dào)鉚接點底部闆材下(xi☆à)表面之間(jiān)的(de)距離(lí)，如(rú)圖中的(de)尺寸“b&rdq×uo;。其基準值是(shì)通(tōng)過鉚接試驗來(lái)進行(xíng)确定的(de)，在基準值允許的(de)公差範圍內(nèi☆)，“b”越小(xiǎo)，抗拉強度越低(dī)，反之則強度越高(gāo)。控制(zhì)底厚即能(néng)控制(zhì)強度。
鉚接點高(gāo)度。是(shì)指鉚接點最底部的(de)下(xià)闆材外(wài)表面與處在與凹→模端面接觸的(de)下(xià)闆料下(xià)表面之間(jiān)的(de)垂直距離(lí)，如(rú)圖七中的(de)☆尺寸“c”凸台高(gāo)度越高(gāo)，材料被拉伸的(de)量越大(dà)，頸部厚度和(hé)底厚越薄，相(xiàng)應的(de)抗剪強度和(hé)抗拉強度$越小(xiǎo)。但(dàn)是(shì)凸台高(gāo)度太小(xiǎo)也(yě)會(huì)使上(shàng)、下(xià)闆料的(de)鑲嵌困難或者鑲嵌不(bù)充分(fēn)，故凸台高(g♥āo)度也(yě)要(yào)有(yǒu)一(yī)個(gè)基準範圍，該基準值也(yě)需要(yào)通(tōng)過鉚接試驗來(lái)進行(xíng)确認。
鉚接點直徑、高(gāo)度、低(dī)厚示意圖
鉚接點數(shù)量。是(shì)指一(yī)個(gè)總成上(shàng)鉚接點的(de)數(shù)量，闆材✔之間(jiān)進行(xíng)連接時(shí)，需要(yào)盡量避免使用(yòng)單點連接，在有(yǒu)較大(dà)扭矩作(♣zuò)用(yòng)在闆材的(de)連接單點時(shí)，接頭處會(huì)有(yǒu)較強的(de)轉動趨勢，從(cóng≈)而容易使連接接頭處發生(shēng)失效。
3.7 鉚接點位置評審
無鉚釘鉚鉗與點焊焊鉗在總體(tǐ)結構上(shàng)有(yǒu)相(xiàng)似之處，如(rú)都(dōu)有(yǒu)C型、X型之分(fēn)，都(dōu)有(yǒu)喉身(™shēn)、喉寬等參數(shù)；但(dàn)細微(wēi)結構處又(yòu)有(yǒu)明(míng)顯區(qū)别，如(rú)焊鉗固定側和(εhé)移動側與零件(jiàn)接觸端都(dōu)是(shì)電(diàn)極帽，而鉚鉗的(de)對(duì)應位置則是(γshì)凸模和(hé)凹模；鉚鉗凸模側配置了(le)脫模器(qì)，在仿真模拟時(shí)，須注意識别其與零件(j≥iàn)之間(jiān)的(de)幹涉區(qū)，下(xià)圖為(wèi)C型鉚鉗的(de)基本結構：
C行(xíng)鉚接就(jiù)夠圖
鉚接點之間(jiān)的(de)間(jiān)距評審。鉚接點之間(jiān)間(jiān)距即圖九中的(de)尺寸a，為(wèi)盡量避免兩個(gè)鉚接點之間(jiān)相(xiàng)σ互影(yǐng)響，連接點之間(jiān)應保持一(yī)定的(de)間(jiān)距，且連接闆材組合厚度不(bù)同，連接點直徑不(bù)同，鉚接點的₽(de)間(jiān)距要(yào)求也(yě)不(bù)同，下(xià)表表3是(shì) TOX 公司對(duì)不(bù)同組合厚度和(hé)直徑"鉚接點的(de)位置要(yào)求。在進行(xíng)評審的(de)時(shí)候可(kě)以進行(xγíng)參考。
鉚接點與闆材邊緣距離(lí)評審。該尺寸是(shì)指鉚接點中心與闆材邊緣的(de)距離(lí)，考慮到(dào)鉚接鉗凸凹模與÷零件(jiàn)須充份接觸，鉚接點中心與闆材邊緣須保持一(yī)定的(de)距離(lí)，其圖示及要(yào)求見(jiàn)下(xià)圖及下(xià)表中的(de)尺寸b。
鉚接點與闆材彎邊距離(lí)評審。該尺寸是(shì)指鉚接點中心與闆材彎邊的(de)最小(xi∑ǎo)距離(lí)（對(duì)于折邊結構，必須注意折邊半徑對(duì)凸凹模的(de)影(yǐng)響），考慮到(dào)鉚接鉗凸凹模及脫模器(qì)與零件(jiàn)間(jiān)須避 免幹涉，鉚接點中心與最近(jìn)彎邊處須保持一(yī)定的(de)距離(lí)，其圖示及要(yào)求見(jiàn)圖九及表3中的(de)尺寸c。
複雜(zá)空(kōng)間(jiān)結構評審。即對(duì)于操作(zuò)空(kōng)間(jiān)較複雜(zá)的(de)結構的(de) 零件(jiàn)組合，需要(yào)考慮避免鉚鉗凸模側鉗體(tǐ)與零件(jiàn)的(de)幹涉，其圖示及要(yào)求見(jiàn)下(xià)圖及表中的(de)尺寸d。
不(bù)同組合厚度和(hé)直徑時(shí)鉚接點的(de)位置要(yào)求
普通(tōng)搭接和(hé)帶折邊搭接形式鉚點位置尺寸标示圖
D009後蓋內(nèi)闆鉚接模拟圖
3.8 鉚接工(gōng)藝參數(shù)的(de)制(zhì)定
确定完畢鉚接設備後，須制(zhì)定鉚接的(de)詳細工(gōng)藝參數(shù)，以保證得(de)到(dào)合格的(de)連接點。主要(λyào)的(de)鉚接參數(shù)須通(tōng)過進行(xíng)專門(mén)的(de)鉚接試驗來(lái)進行(xíng)确定。
試驗前準備。一(yī)是(shì)準備好(hǎo)硬件(jiàn)物(wù)資：試驗料片。料片須選擇與以後正式生(shēng)産用(yòng)ε闆材材質、同廠(chǎng)家(jiā)、同厚度的(de)，每種組合20對(duì)，切割成尺寸為(wèi)80*20規則料片；二是(←shì)準備好(hǎo)軟件(jiàn)資料：産品文(wén)件(jiàn)。文(wén)件(jiàn)中須<清晰的(de)體(tǐ)現(xiàn)對(duì)此鉚接點的(de)要(yào)求，如(rú)鉚接點直徑、高(gāo)度、強度等。
鉚接試驗。準備好(hǎo)以上(shàng)材料後，即對(duì)料片進行(xíng)無鉚釘鉚接，通(tōng)過剪切、拉伸等力學試驗得λ(de)出鉚接過程各項參數(shù)，如(rú)底厚控制(zhì)參數(shù)、沖壓力、脫模力、模具組合等，記錄相(xiàng)關數(shù)據，并以産品文(wén)件(jiàn)要(yào)求為(wèi)目标在試驗過程中對(duì)參數(shù)不(bù)斷進行(xíng)分(fēn)析和(hé)修正，選擇最符合産品要(≥yào)求的(de)一(yī)字數(shù)據。
拉力試驗料片及剪力試驗料片搭接形式如(rú)下(xià)三圖所示，其中拉力試驗料片鉚接後須将試片折彎做(zuò)抗拉力測試準備。
拉力試驗料片搭接形式剪力試驗料片搭接形式
鉚接試驗完成後，即可(kě)著(zhe)手進行(xíng)鉚接各項工(gōng)藝參數(shù)的(®de)制(zhì)定。
底厚控制(zhì)參數(shù)。是(shì)控制(zhì)鉚接點質量的(de)最重要(yào)參數(shù)，且測量簡單，它的(de)基準值是(shì)通(tōng)過鉚接試驗來(♣lái)進行(xíng)确定的(de)，其偏差範圍為(wèi)基準值的(de)±15%。在工(gōng)件(jiàn)材質及厚度一(yī)定、模具一(yī)定的(de)條↑件(jiàn)下(xià)，控制(zhì)參數(shù)與連接時(shí)的(de)沖壓力有(yǒu)對(duì)應關系，沖壓力γ越高(gāo)，控制(zhì)參數(shù)值越小(xiǎo)；反之，沖壓力越低(dī)，控制(zhì)≥參數(shù)值則越大(dà)。
沖壓力。分(fēn)為(wèi)連接點成型時(shí)所需的(de)沖壓力和(hé)模具允許的(de)最大(dà)沖壓力，在進行(xíng)沖壓力（工(gōng)作(zuò)油<壓）設定時(shí)前者絕對(duì)不(bù)能(néng)超過後者，否則将對(duì)模具造成損壞。在生(shēng)産線進行(xíng)調"試時(shí)，連接時(shí)所需的(de)沖壓力應該根據鉚接試驗輸出的(de)值來(lái)進行(xíng)初步設定，然後通(t✔ōng)過調試過程中每次形成底厚的(de)厚度與鉚接試驗得(de)出底厚基準值的(de)差異來(lái)&進行(xíng)修正，最終形成符合現(xiàn)場(chǎng)實際的(de)沖壓力參數(shù)。模具最大(dà)的(de)沖壓力一(yī)般由鉚鉗廠(chǎng )商給出。
合模時(shí)凸凹模之間(jiān)的(de)間(jiān)隙。當凸凹模之間(jiān)在無工(gōng)件(jiàn)的(de)Ω情況下(xià)進行(xíng)空(kōng)運轉時(shí)，凸模和(hé)凸模容易直接接觸而發生(sh¥ēng)相(xiàng)互擠壓，産生(shēng)模具變形、斷裂等隐患；由此，須保證凸凹模在空(kōng)運轉合模後有(yǒu)一(yī)定的(de)間(♥jiān)隙值，該數(shù)值可(kě)通(tōng)過控制(zhì)系統進行(xíng)設定，設定區(qū)間(jiān)為(wèi)：大(dà)于÷零而小(xiǎo)于接頭的(de)底厚基準值。
4. 無鉚釘鉚接質量控制(zhì)
無鉚釘鉚接工(gōng)藝投産後，需要(yào)對(duì)鉚接點的(de)質量進行(xíng)檢測和(hé)監控，以保證連接✘接頭的(de)質量合格和(hé)穩定。
4.1 外(wài)觀質量的(de)檢測和(hé)控制(zhì)
鉚接點數(shù)量及位置。每個(gè)零件(jiàn)總成在鉚接完成後，須人(rén)工(gōng)目測檢查鉚接點的(de)數(shù)量是(shì)否符合産品的(de)要(yào)求；每個(gè)鉚接點的(dαe)方向是(shì)否符合産品要(yào)求。
鉚接點外(wài)觀目測。目測每個(gè)鉚接點外(wài)觀。要(yào)求整個(gè)接頭表面沒有(yǒu)肉眼可(kě)見≈(jiàn)的(de)裂紋、變形、磕碰和(hé)劃傷等缺陷，對(duì)毛細裂紋采用(yòng)修磨方式消除，非毛細裂紋需采取塞焊方式處φ理(lǐ)。目測每個(gè)連接點附近(jìn)零件(jiàn)圓角部位是(shì)否有(yǒu)壓痕，出現(xiàn)壓痕表明(míngα)鉚接點位置有(yǒu)偏差，使凸模或凹模（主要(yào)是(shì)凸模）外(wài)緣與零件(jiàn)圓角部位發生(shēng)幹涉（下(xià)圖明(míng)确），此時(sh∞í)必須立即停止生(shēng)産，評估對(duì)産品質量和(hé)設備的(de)影(yǐng)響程度，分(fēn)析原因并制(zhì)定解決措施，直至消$除問(wèn)題後才可(kě)恢複生(shēng)産。目視(shì)檢查連接點整體(tǐ)形狀，要(yào)求連接點變形面處于♣軸對(duì)稱狀态，不(bù)能(néng)出現(xiàn)厚薄不(bù)均現(xiàn)象，若有(yǒu)此類問(wèn)題發生(shēng)，≈須馬上(shàng)對(duì)凸、凹模狀态和(hé)兩者之間(jiān)的(de)同軸度等因素進行(xíng)排查，制(zhì)定解決措施。
鉚接點外(wài)觀尺寸。鉚點的(de)幾何尺寸取決于沖鉚過程參數(shù)（一(yī)般由生(shēng)産前多(duō)次實驗得(de)出），典型鉚點幾何尺寸如(rú)圖所示。當生Ω(shēng)産線安裝調試和(hé)量産時(shí)，應定期對(duì)合格鉚點拍(pāi)照(zhào)留存或封存樣件(jiàn)、切片，以備對(duì)比量産後，®須定期用(yòng)遊标卡尺、深度尺等工(gōng)具測量鉚接點的(de)外(wài)觀尺寸，如(rú)內(nèi)徑、外(wài)徑、深度等尺寸。
一(yī)般其公差範圍要(yào)求如(rú)下(xià)：
鉚點深度b。鉚點深度受壓力大(dà)小(xiǎo)控制(zhì)，一(yī)般應在理(lǐ)論值的(de)±10%範圍內(nèi)。
鉚點內(nèi)徑c。鉚點內(nèi)徑受上(shàng)模直徑影(yǐng)響，一(yī)般不(bù)應小(xiǎo)于理(lǐ)論值，且不(bù)超出"理(lǐ)論值的(de)5%。
鉚點外(wài)徑d。鉚點外(wài)徑受下(xià)模直徑影(yǐng)響，一(yī)般不(bù)應小(xiǎo)于理(lǐ)論值，且不(b™ù)超出理(lǐ)論值的(de)5%。
如(rú)以上(shàng)鉚接接頭尺寸突然超限或變化(huà)量較大(dà)，極有(yǒu)可(kě)能(néng)是(s¶hì)由凸凹模磨耗超限引起，應對(duì)凸凹模進行(xíng)及時(shí)更換。
4.2 鉚接點強度控制(zhì)和(hé)檢測
日(rì)常目視(shì)檢查。無鉚釘鉚接接頭形成後，會(huì)有(yǒu)三個(gè)小(xiǎo)凸點，如(rú)圖™a所示。在生(shēng)産過程中，三個(gè)小(xiǎo)凸點的(de)目視(shì)磨損狀态代表著(zhe)著(zhe)模具的(de)磨損狀态。當其中一(yī)個(gè)凸點變為(w©èi)模糊時(shí)，表明(míng)該模具已開(kāi)始磨損，建議(yì)進行(xíng)更換；&當兩個(gè)凸點變得(de)模糊時(shí)，表明(míng)該模具已嚴重磨損，必須進行(xíng)更換；當三個(gè)凸點都(dōu)變得(de)模糊時(shí)，↓表明(míng)該模具已無法使用(yòng)，連接點的(de)強度已經無法保證。
底厚測量。底厚測量是(shì)無鉚釘鉚接所具有(yǒu)的(de)、獨特的(de)質量無損檢測方法。日(rì)常生(shēng)産中，定♣期通(tōng)過專用(yòng)的(de)底厚測量表，對(duì)連接接頭的(de)底部厚度a（圖b所示）進行(✔xíng)測量，該底厚值一(yī)般應在底厚基準值的(de)正負15%以內(nèi)，如(rú)滿足，則代表鉚接點的(de)強度能(néng)夠符Ω合産品的(de)要(yào)求。底厚測量測量示意如(rú)圖所示：
剖切檢驗。定期對(duì)連接點進行(xíng)斷面剖切檢驗。取鉚接接頭，從(cóng)中部整齊剖切，留半側用(yòng)顯微(wēi)鏡、測量軟件(jiàn)等工(gōngσ)具檢測接頭斷面底厚、咬邊、頸厚等尺寸（如(rú)圖1.2）及夾雜(zá)狀态（圖3）。
鉚點底厚。底厚值一(yī)般應在底厚基準值的(de)正負15%以內(nèi)。
咬邊尺寸。要(yào)求咬邊尺寸f>0。
頸厚尺寸。要(yào)求頸厚尺寸Tn≥0.1T1。
夾雜(zá)是(shì)外(wài)來(lái)固體(tǐ)雜(zá)質進入鉚點中，檢驗要(yào)求參考如(rú)下(xià)：
在兩層闆間(jiān)夾雜(zá)的(de)最大(dà)尺寸An≤0.2Ay ；（Ay：剖切面對(duì)應夾雜(zá)位置最✘小(xiǎo)外(wài)部寬度尺寸）；
剖切面上(shàng)，每個(gè)鉚點夾雜(zá)數(shù)量（尺寸大(dà)于0.1Ay）不(bù)超過2個(gè)；
測量後對(duì)結果結果進行(xíng)分(fēn)析，對(duì)不(bù)合格測量結果須從(cóng)沖壓力、凸凹模磨損、闆材厚度等方面逐一(yī)排查，制(zhì)定相(xi∑àng)應的(de)整改措施。
圖1 剖切斷面
圖2 剖面測量圖
圖3 剖切後夾雜(zá)示意圖
階段性破壞試驗
對(duì)大(dà)批量生(shēng)産，應進行(xíng)階段性破壞試驗，一(yī)般破壞周期為(wèi)半年(nián)左右。在車(chē)身(shēn¥)總成上(shàng)完成無鉚釘鉚接後，按一(yī)定規格規格裁剪下(xià)來(lái)形成檢驗樣件(jiàn)；或者将相(xiàng)同材質及厚度的(de)ε闆材裁剪好(hǎo)後，按規定方式疊加放(fàng)置在模具上(shàng)，進行(xíng)無鉚釘連接，形成檢驗樣件(jiàn)。然後對(duì)進行(xíng)破壞性試驗，實測連接強度φ，評價接頭質量狀态。破壞試驗方法與選擇參數(shù)時(shí)的(de)試驗相(xiàng)同。
5. 結束語
綜上(shàng)所述，無鉚釘鉚接是(shì)一(yī)種冷(lěng)加工(gōng)式的(de)點連接技(jì)術(shù)，已經在汽車(chē)行(xíng)業(yè)得(de)到(dào)了(le)廣泛的(de)應用(yòng)，未來(lái)汽車(chē)行(xíng)業(yè)×闆材将繼續向著(zhe)複合化(huà)、輕量化(huà)的(de)方向發展，而無鉚釘鉚接技(jì)術(shù)的(d±e)特點使其能(néng)更好(hǎo)地(dì)适應這(zhè)種發展。
