1. 無鉚釘鉚接技術(shù)應(yīng)用及工作原理

　　1.1 無鉚釘鉚接技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用

　　無鉚釘鉚接技術(shù)自問世以來，已經(jīng)逐步在汽車、航空航天、船舶、空調(diào)、電視等各個行業(yè)得到了極其廣泛的應(yīng)用，并顯示出了強(qiáng)大的優(yōu)勢。

　　例如日本美能達(dá)的復(fù)印機(jī)機(jī)座；德國 Ziehl-Abegg 的風(fēng)機(jī)殼體；美國 Apple 計算機(jī)殼體；牙醫(yī)機(jī)器外轂、洗衣機(jī)課題、冰箱門；Bosch-Simens 微波爐導(dǎo)管、干燥機(jī)頂蓋等工件的連接。

　　該技術(shù)在汽車上的應(yīng)用主要分兩個領(lǐng)域：一是應(yīng)用在白車身的表面覆蓋件上，如鋁車身、車門、前后蓋和頂蓋等；二是應(yīng)用到部分汽車零部件上，如搖窗機(jī)、車頂窗、車燈導(dǎo)板等。

　　目前，在國內(nèi)外很多的知名汽車廠商生產(chǎn)的汽車中，都可以看到無鉚連接技術(shù)的應(yīng)用，如：國外的奔馳、寶馬系列車型；一汽大眾公司的奧迪A6、速騰等；上海大眾的 Touran 、polo等；上海通用的新君悅、新君威系列等；一汽轎車的新奔騰B70等；山東時風(fēng)、山東巨力、安徽飛彩等公司的農(nóng)用車車廂板等等。

大眾發(fā)動機(jī)罩內(nèi)板總成——上海大眾汽車有限公司

新奔騰B70行李箱內(nèi)板總成——汽轎車股份有限公司

　　1.2 無鉚釘鉚接技術(shù)的主要工作原理

　　無鉚釘鉚接技術(shù)是一種可塑性薄板的沖壓點(diǎn)連接技術(shù)，連接點(diǎn)具有不可拆卸性，其主要工作原理為：利用壓力設(shè)備和連接模具，通過一個短時的強(qiáng)高壓加工過程，使板件本身的材料相互間產(chǎn)生冷擠壓塑性變形，形成塑性變形點(diǎn)，從而使不同材質(zhì)不同厚度的兩層或多層板件在擠壓處形成一個互相鑲嵌的連接點(diǎn)，將板件點(diǎn)連接起來。

　　以凹模直壁整體式接頭為例，整個鉚接過程，可分為5個階段：

無鉚釘鉚接沖壓過程模擬圖

　　準(zhǔn)備階段（圖A）：連接前，凸模及凹模就位，兩者軸線同心，且軸心線應(yīng)與板材平面垂直，以防止損壞模具。

　　初始階段（圖B）：此階段由凸模開始接觸、壓入上板材，到下板材接觸到凹模側(cè)為止，期間上板材和下板材，逐漸發(fā)生了拉伸塑性變形，形成了連接接頭在上板材側(cè)的基本輪廓。

　　成形階段（圖C）：凸模繼續(xù)下行，板材金屬材料流動填充到凹模凹槽，直到在凹槽處接近死點(diǎn)為止。此過程中，凸模的倒錐形結(jié)構(gòu)以及及板材、凸模、凹模相互之間的壓力使金屬材料不能向上流動，最終使金屬材料流動到凹模凹槽處，形成上下板材相互咬合的狀態(tài)。從型式上來說，無鉚釘鉚接接頭基本形成。

　　強(qiáng)化階段（圖D）：無鉚釘鉚接接頭成型后，繼續(xù)保持一定的壓力，一方面防止板材回彈，使材料充分填充保證鉚接接頭的定形；另一方面，能夠通過冷加工擠壓，細(xì)化晶粒，提高接頭的機(jī)械性能和承載能力。至此，無鉚釘鉚接接頭從形式上和強(qiáng)度上來講，最終形成。

　　退模階段（圖E）：鉚接接頭形成后，凸模上行，完成退模。如果在生產(chǎn)過程中需要鉚接下一個鉚接點(diǎn)，必須完全退掉上、下模后，才能移動模具到下一鉚接點(diǎn)位，避免損壞模具。

　　2. 無鉚釘鉚接技術(shù)評價

　　無鉚釘鉚接技術(shù)在汽車制造的質(zhì)量、成本、節(jié)能、環(huán)保等方面和傳統(tǒng)的鉚釘鉚接及點(diǎn)焊等連接方法相比有著其顯著的獨(dú)特優(yōu)勢，同時也存在著若干不足。

　　2.1 與傳統(tǒng)的有鉚釘鉚接工藝相比的優(yōu)勢

　　工藝流程縮短：傳統(tǒng)的鉚釘鉚接工藝流程與無鉚釘鉚接工藝流程如下圖所示。

　　由上圖對比可知，無鉚釘鉚接工藝流程較傳統(tǒng)鉚接工藝流程最多可節(jié)省2個工步，能夠節(jié)省大量的固定投資、人工成本以及及生產(chǎn)場地。

　　原材料投資減少：傳統(tǒng)的有鉚釘鉚接工藝較無鉚釘鉚接工藝每個連接點(diǎn)需要多投入1個鉚釘，以新B70車型后蓋內(nèi)板總成為例，單車共21個連接點(diǎn)，采用了無鉚釘鉚接工藝，每車比采用傳統(tǒng)有鉚釘鉚接工藝節(jié)省了21個鉚釘，20萬輛車就可節(jié)省鉚釘420萬個，大大的降低了材料成本。

　　輕量化優(yōu)勢明顯：同一車身總成的連接點(diǎn)，若采用有鉚釘連接工藝，接頭形成后，車身總成額外增加了鉚釘重量，而采用無鉚釘鉚接工藝，因?yàn)椴辉鰷p材料，所以不額外增加車身總成的重量，輕量化優(yōu)勢明顯。

　　其它優(yōu)勢：無鉚釘鉚接工藝與傳統(tǒng)有鉚釘鉚接工藝相比，還存在著很多優(yōu)勢，比如前者連接點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度較高，而后者連接點(diǎn)疲勞強(qiáng)度則相對較低，容易因汽車行駛中的振動而松動；前者連接接頭外觀規(guī)則、無縫、美觀，而后者外觀相對較差。

　　2.2 與點(diǎn)焊連接工藝相比的優(yōu)勢

　　疲勞連接強(qiáng)度高：點(diǎn)焊接頭為熱加工方式形成，焊接區(qū)是在母材熔化后凝固形成的，內(nèi)外冷卻速度不同等因素會引起焊點(diǎn)處應(yīng)力集中較大，容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，同時也會使接頭局部晶粒粗大，產(chǎn)生孔洞等微小缺陷，如此種種，都是很硬脆，易破裂的結(jié)構(gòu)，大大的降低了連接接頭的疲勞強(qiáng)度，從而導(dǎo)致接頭壽命的下降。而無鉚釘鉚接通過冷加工機(jī)械擠壓、金屬流動成型的方式，連接點(diǎn)處過渡比較平順，母材沒有因熔化而影響材料的內(nèi)部成分，內(nèi)部晶粒比較細(xì)化，沒有大的應(yīng)力集中，所以無鉚釘鉚接接頭的疲勞強(qiáng)度較點(diǎn)焊接頭高。根據(jù) TOX 公司提供的技術(shù)資料，無鉚釘鉚接接頭的疲勞強(qiáng)度約為點(diǎn)焊接頭的2-3倍。

　　適于輕量化材料：在車身輕量化的大背景下，使用高強(qiáng)、輕質(zhì)材料降低車身自重是車身輕量化的主流方向，如鋁合金、鋁鎂合金等材料的大量應(yīng)用。對于這些輕金屬材料的連接，點(diǎn)焊工藝在設(shè)備耗能、耗損、接頭質(zhì)量等方面容易出現(xiàn)較大問題，而無鉚釘連接通過冷加工機(jī)械沖壓技術(shù)完全可以規(guī)避點(diǎn)焊技術(shù)的上述問題，實(shí)現(xiàn)這種輕金屬材料的有效連接。

　　此外，對于有更高的強(qiáng)度、剛度要求的輕質(zhì)車身，還可以采用無鉚釘鉚接與粘接聯(lián)合使用的形式來達(dá)到。如下圖 AUDI TT 的輕質(zhì)混合結(jié)構(gòu)車身的部分車身總成即采用了無鉚釘鉚接點(diǎn)/膠粘的組合的形式進(jìn)行制造。

AUDI TT 的輕質(zhì)混合結(jié)構(gòu)車身

　　適于夾層結(jié)構(gòu)連接：在汽車的制造中，由于工藝需要，有的金屬板材之間需要添加紡織物、塑料、薄膜、箔、紙等非金屬材料，采用點(diǎn)焊這種熱加工熔化再凝固的方式難以實(shí)現(xiàn)接頭的連接，但是采用無鉚釘鉚接這種機(jī)械冷加工方式可以高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)上述夾層結(jié)構(gòu)的連接接頭。

　　外觀質(zhì)量優(yōu)勢：點(diǎn)焊接頭成型后，表面均有深色壓痕，并且很多伴有飛濺和夾渣的產(chǎn)生，尤其是對于表面鍍層金屬來說，連接點(diǎn)的表面圖層已經(jīng)完全被破壞掉，外觀不美觀，個別的還需要人工進(jìn)行修復(fù)處理。而無鉚釘鉚接接頭成型后，均呈現(xiàn)規(guī)則的凸點(diǎn)狀態(tài)或平點(diǎn)狀態(tài)，對于表面鍍層、涂漆的金屬，連接點(diǎn)成型后金屬表面的鍍層、油漆等并不損傷或損傷較微小。所以無鉚釘鉚接接頭的外觀質(zhì)量要較點(diǎn)焊接頭美觀很多。此外，傳統(tǒng)的車身制造流程是先焊裝后涂裝，無鉚釘鉚接技術(shù)不傷涂漆鍍層這一特點(diǎn)也使這一流程進(jìn)行逆向改變變成了可能。

　    車身尺寸精度控制優(yōu)勢：點(diǎn)焊接頭成型時，受焊接熱量及電極壓力等影響，焊點(diǎn)附近板材出現(xiàn)不同程度的變形；無鉚釘鉚接技術(shù)為冷加工，板材不產(chǎn)生熱變形，同時其凸凹模與板材有一定的接觸面積，保證了連接點(diǎn)附近板材不發(fā)生機(jī)械變形。這一優(yōu)勢非常有利于車身的尺寸精度控制。

　　安全環(huán)保優(yōu)勢：點(diǎn)焊接頭在成型過程中，會伴隨產(chǎn)生火花、飛濺、CO2煙塵和電磁輻射等，長期接觸，會嚴(yán)重污染環(huán)境和人身安全，尤其是操作者在炎炎夏日時，在工作過程中也不得不穿戴各種厚重勞保用品，以減輕或避免點(diǎn)焊過程中帶來的不利影響。而無鉚釘鉚接接頭在成型過程中，則能完全避免這些污染，整個連接過程不發(fā)光、無飛濺、不產(chǎn)生CO2煙塵和電磁輻射等。所以無釘鉚接技術(shù)在安全環(huán)保方面要大大優(yōu)于點(diǎn)焊連接技術(shù)，更利于汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，前景廣闊。

　　長期使用的成本優(yōu)勢：無鉚釘鉚接除設(shè)備固定投資和凸模、凹模耗材成本高于點(diǎn)焊外，其能源消耗均大大低于點(diǎn)焊，前者的動力源主要是氣，而后者的動力源則主要是水、氣、電。在使用一定的時間后，無鉚釘鉚接工藝的總成本將開始低于點(diǎn)焊工藝成本。以某公司某車型行李箱蓋內(nèi)板總成為例，經(jīng)計算，無鉚釘工藝投入使用近2年后，其總成本開始低于點(diǎn)焊工藝成本，成本優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)。

　　2.3 無鉚釘鉚接技術(shù)的不足之處

　　與傳統(tǒng)鉚釘鉚接和點(diǎn)焊技術(shù)相比，無鉚釘鉚接技術(shù)在有上述眾多優(yōu)勢的同時，也存在著很多不足之處：

　　與傳統(tǒng)有鉚釘鉚接技術(shù)相比：一是無鉚釘鉚接技術(shù)對實(shí)施時所需要的工藝條件要求相對較高，不能像前者那樣較容易的實(shí)現(xiàn)塑性非常差的兩塊或多塊非金屬板料的連接；二是無鉚釘鉚接對連接板材的組合厚度有區(qū)間限制，過薄或過厚，很難或不能形成鉚接接頭；所以，理論上來說無鉚釘鉚接工藝的連接成功率要比普通鉚接低。

　　與點(diǎn)焊技術(shù)相比：無鉚釘鉚接技術(shù)的缺點(diǎn)有：一是其靜態(tài)強(qiáng)度沒有點(diǎn)焊高，根據(jù) TOX 公司研究，靜態(tài)強(qiáng)度約為點(diǎn)焊的70%，所以在承受拉力較強(qiáng)的車體部位，如地板總成等部件上的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)也在繼續(xù)進(jìn)行研究和探索；二是對于高硬度或經(jīng)過熱處理硬化的鋼材，由于較難形成良好的塑性流動和連接，很難直接進(jìn)行鉚接。

　　3. 無鉚釘鉚接工藝設(shè)計

　　無鉚釘鉚接技術(shù)在應(yīng)用時須制定詳細(xì)的工藝，其工藝的生產(chǎn)準(zhǔn)備與傳統(tǒng)點(diǎn)焊工藝有較大差別，工藝制定前后均需要注意很多事項(xiàng)，滿足很多條件，稍有偏差，都將影響工藝的合理性和可操作性，甚至帶來較大的時間和經(jīng)濟(jì)損失。

　　3.1 準(zhǔn)備工作

　　準(zhǔn)備好產(chǎn)品部門輸出的3D產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以開展無鉚釘鉚接過程的模擬仿真，進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的同步工藝評審工作和鉚接設(shè)備的選型及數(shù)量確定工作。

　　準(zhǔn)備好產(chǎn)品部門輸出的2D產(chǎn)品數(shù)據(jù)，以明確連接點(diǎn)的的數(shù)量、外形、強(qiáng)度等要求，確定連接點(diǎn)合格的衡量標(biāo)準(zhǔn)，用于確定鉚接參數(shù)的鉚接試驗(yàn)。

　　準(zhǔn)備好規(guī)劃部門對車型年產(chǎn)量及生命周期的規(guī)劃，以確定鉚接工藝的生產(chǎn)節(jié)拍，用于鉚接設(shè)備的數(shù)量確定工作。

　　準(zhǔn)備好工藝部門輸出的工藝位置、面積規(guī)劃，綜合生產(chǎn)節(jié)拍和鉚接設(shè)備數(shù)量和選型等信息，進(jìn)行鉚接工藝詳細(xì)的平面布置工作。

　　準(zhǔn)備好與產(chǎn)品同材質(zhì)、同厚度、同生產(chǎn)廠的金屬料片，以進(jìn)行拉伸和剪切試驗(yàn)，確定合格鉚接接頭成型所需要的詳細(xì)工藝參數(shù)；只有具備以上條件，經(jīng)過綜合的考慮和分析，方能完成鉚接工藝方案的制定。

　　3.2 進(jìn)行與與產(chǎn)品設(shè)計同步的工藝評審

　　在接到產(chǎn)品部門試制前的產(chǎn)品文件后，應(yīng)從板材材質(zhì)、板材層數(shù)、板材厚度、組合順序、鉚點(diǎn)尺寸、鉚點(diǎn)位置等幾個方面對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行評審，要結(jié)合本公司的工藝面積、成本控制等實(shí)際情況對不利于或不符合無鉚釘鉚接工藝條件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提出工藝部門的評審意見，使之適用于鉚接工藝。更改效果，可在產(chǎn)品試制時進(jìn)行驗(yàn)證。

　　工藝評審這一環(huán)節(jié)非常重要，其評審的內(nèi)容和質(zhì)量，直接決定了鉚接工藝能否實(shí)現(xiàn)、實(shí)現(xiàn)的難易程度以及它的投資成本等等。

　　板材材質(zhì)評審：在鉚接過程中，材料在被連接部位發(fā)生劇烈的變形以及塑性流動，塑性差的材料在連接過程中比較容易被拉斷。因此，無鉚釘鉚接要求所連接板材材料需具有一定的延伸率。同時，如果是幾塊延伸率相差過大的材料組合后進(jìn)行鉚接，接頭質(zhì)量也會不理想，對此，也需向產(chǎn)品部門提出相應(yīng)的評審意見。

　　板材層數(shù)評審：無鉚釘鉚接技術(shù)能夠適用2層、3層、中間夾層三種型式的板材組合，其中較普遍應(yīng)用的是2層板材的鉚接。3層板材的鉚接，無論是從成本控制還是質(zhì)量控制來說，難度都較大。

　　所以，如無特殊情況，在評審中一定要建議產(chǎn)品部門盡量避免3層板鉚接結(jié)構(gòu)的設(shè)計，盡量采用2層板鉚接的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，若產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，可以采用2層板之間涂抹粘接膠的結(jié)構(gòu)。

　　3.3 板材厚度評審

　　無鉚釘鉚接對板厚的要求為：通常最小單板厚度約為0. 3 mm，最大組合板厚為8 mm，個別的鋁、銅等有色金屬組合厚度可以達(dá)到11mm。但是在遇到特殊情況時，比如如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確實(shí)需求超限的板厚，最終也可通過實(shí)驗(yàn)來最終確定板厚是否可以滿足要求。

　　3.4 板材組合的上下順序評審

　　對于不同厚度的板材，優(yōu)先選擇厚板在上，薄板在下的組合形式，即厚板在鉚接設(shè)備的凸模側(cè)，薄板在鉚接設(shè)備的凹模側(cè)，成型后，凸點(diǎn)由厚板向薄板方向凸出。如無特殊情況，不要把薄板放在凸模側(cè)，因?yàn)橥鼓?cè)板材要拉伸的距離更長，這樣薄板有破裂的風(fēng)險。

　　以 D009 后蓋內(nèi)板總成為例，加強(qiáng)板厚度為1mm，內(nèi)板厚度為0.65mm，凸模在加強(qiáng)板側(cè)，凸點(diǎn)方向由加強(qiáng)板向內(nèi)板凸出，如下圖六所示：

D009后蓋內(nèi)板總成鉚接板材組合順序圖

　　同時，厚板放在凸模側(cè)和薄板放在凸模側(cè)形成的連接接頭相比較，由于材料拉伸影響，使前者形成的頸部厚度較后者厚，最終前者形成的接頭在剪切強(qiáng)度方面遠(yuǎn)強(qiáng)于后者。

　　以下表為某車型行李箱蓋內(nèi)板總成板材不同組合順序連接接頭抗剪強(qiáng)度對比：

　　3.5 板材厚度組合種類評審

　　當(dāng)一個車身部件的總成中，出現(xiàn)多個單件分別與母體單件連接時，多個單件的板材厚度須盡量相同，減少厚度組合種類。

　　以 D009 后蓋內(nèi)板總成為例，鉸鏈加強(qiáng)板和鎖加強(qiáng)板都與內(nèi)板進(jìn)行連接，鎖加強(qiáng)板和鉸鏈加強(qiáng)板的板材厚度相同，均為1mm，主要是因?yàn)槿绻麅烧吆穸炔灰恢?，將會產(chǎn)生兩種不同的組合，使鉚接時模具和板材之間的側(cè)向過盈量不同，過盈量如果適當(dāng)，在沖壓連接的過程中就能夠產(chǎn)生充足的塑性流動而相互鑲嵌，達(dá)到強(qiáng)度要求；反之過盈量如果不適當(dāng)，則會降低接頭強(qiáng)度。

　　所以，如果兩種板材組合厚度相差較大，而只根據(jù)其中一種組合選用鉚接模具時，會大大降低另一種組合的鉚接接頭的強(qiáng)度，嚴(yán)重者，還會損壞模具，帶來不必要的損失。

　　而如果每種組合都選用適合自己的模具，則會增加模具、鉚接鉗、機(jī)器人等物資的采購數(shù)量，而使成本和節(jié)拍、生產(chǎn)面積等發(fā)生損失。所以，在進(jìn)行此項(xiàng)評審工作時，務(wù)必最小化板材的厚度組合種類，以最小化鉚接設(shè)備的數(shù)量。

　　3.6 鉚接點(diǎn)直徑、底厚、高度、數(shù)量評審

　　鉚接點(diǎn)直徑。一般是指凹模側(cè)板材的凸點(diǎn)外徑，如圖七中的尺寸“a”。連接點(diǎn)直徑越大，其抗剪和抗拉強(qiáng)度越高，目前較常用的直徑是Ф3、Ф4、Ф5、Ф6、Ф8、Ф10、Ф12幾個尺。在選擇連接點(diǎn)直徑的時候，一方面應(yīng)以滿足產(chǎn)品強(qiáng)度要求為原則，另一方面還須注意直徑大小在位置和空間上是否能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　鉚接點(diǎn)底厚。是指鉚接點(diǎn)底部板材的上表面到鉚接點(diǎn)底部板材下表面之間的距離，如圖中的尺寸“b”。其基準(zhǔn)值是通過鉚接試驗(yàn)來進(jìn)行確定的，在基準(zhǔn)值允許的公差范圍內(nèi)，“b”越小，抗拉強(qiáng)度越低，反之則強(qiáng)度越高?？刂频缀窦茨芸刂茝?qiáng)度。

　　鉚接點(diǎn)高度。是指鉚接點(diǎn)最底部的下板材外表面與處在與凹模端面接觸的下板料下表面之間的垂直距離，如圖七中的尺寸“c”凸臺高度越高，材料被拉伸的量越大，頸部厚度和底厚越薄，相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度越小。但是凸臺高度太小也會使上、下板料的鑲嵌困難或者鑲嵌不充分，故凸臺高度也要有一個基準(zhǔn)范圍，該基準(zhǔn)值也需要通過鉚接試驗(yàn)來進(jìn)行確認(rèn)。

鉚接點(diǎn)直徑、高度、低厚示意圖

　　鉚接點(diǎn)數(shù)量。是指一個總成上鉚接點(diǎn)的數(shù)量，板材之間進(jìn)行連接時，需要盡量避免使用單點(diǎn)連接，在有較大扭矩作用在板材的連接單點(diǎn)時，接頭處會有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)動趨勢，從而容易使連接接頭處發(fā)生失效。

　　3.7 鉚接點(diǎn)位置評審

　　無鉚釘鉚鉗與點(diǎn)焊焊鉗在總體結(jié)構(gòu)上有相似之處，如都有C型、X型之分，都有喉身、喉寬等參數(shù)；但細(xì)微結(jié)構(gòu)處又有明顯區(qū)別，如焊鉗固定側(cè)和移動側(cè)與零件接觸端都是電極帽，而鉚鉗的對應(yīng)位置則是凸模和凹模；鉚鉗凸模側(cè)配置了脫模器，在仿真模擬時，須注意識別其與零件之間的干涉區(qū)，下圖為C型鉚鉗的基本結(jié)構(gòu)：

C行鉚接就夠圖

　　鉚接點(diǎn)之間的間距評審。鉚接點(diǎn)之間間距即圖九中的尺寸a，為盡量避免兩個鉚接點(diǎn)之間相互影響，連接點(diǎn)之間應(yīng)保持一定的間距，且連接板材組合厚度不同，連接點(diǎn)直徑不同，鉚接點(diǎn)的間距要求也不同，下表表3是 TOX 公司對不同組合厚度和直徑鉚接點(diǎn)的位置要求。在進(jìn)行評審的時候可以進(jìn)行參考。

　　鉚接點(diǎn)與板材邊緣距離評審。該尺寸是指鉚接點(diǎn)中心與板材邊緣的距離，考慮到鉚接鉗凸凹模與零件須充份接觸，鉚接點(diǎn)中心與板材邊緣須保持一定的距離，其圖示及要求見下圖及下表中的尺寸b。

　　鉚接點(diǎn)與板材彎邊距離評審。該尺寸是指鉚接點(diǎn)中心與板材彎邊的最小距離（對于折邊結(jié)構(gòu)，必須注意折邊半徑對凸凹模的影響），考慮到鉚接鉗凸凹模及脫模器與零件間須避免干涉，鉚接點(diǎn)中心與最近彎邊處須保持一定的距離，其圖示及要求見圖九及表3中的尺寸c。

　　復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)評審。即對于操作空間較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的零件組合，需要考慮避免鉚鉗凸模側(cè)鉗體與零件的干涉，其圖示及要求見下圖及表中的尺寸d。

不同組合厚度和直徑時鉚接點(diǎn)的位置要求

普通搭接和帶折邊搭接形式鉚點(diǎn)位置尺寸標(biāo)示圖

D009后蓋內(nèi)板鉚接模擬圖

　　3.8 鉚接工藝參數(shù)的制定

　　確定完畢鉚接設(shè)備后，須制定鉚接的詳細(xì)工藝參數(shù)，以保證得到合格的連接點(diǎn)。主要的鉚接參數(shù)須通過進(jìn)行專門的鉚接試驗(yàn)來進(jìn)行確定。

　　試驗(yàn)前準(zhǔn)備。一是準(zhǔn)備好硬件物資：試驗(yàn)料片。料片須選擇與以后正式生產(chǎn)用板材材質(zhì)、同廠家、同厚度的，每種組合20對，切割成尺寸為80*20規(guī)則料片；二是準(zhǔn)備好軟件資料：產(chǎn)品文件。文件中須清晰的體現(xiàn)對此鉚接點(diǎn)的要求，如鉚接點(diǎn)直徑、高度、強(qiáng)度等。

　　鉚接試驗(yàn)。準(zhǔn)備好以上材料后，即對料片進(jìn)行無鉚釘鉚接，通過剪切、拉伸等力學(xué)試驗(yàn)得出鉚接過程各項(xiàng)參數(shù)，如底厚控制參數(shù)、沖壓力、脫模力、模具組合等，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并以產(chǎn)品文件要求為目標(biāo)在試驗(yàn)過程中對參數(shù)不斷進(jìn)行分析和修正，選擇最符合產(chǎn)品要求的一字?jǐn)?shù)據(jù)。

　　拉力試驗(yàn)料片及剪力試驗(yàn)料片搭接形式如下三圖所示，其中拉力試驗(yàn)料片鉚接后須將試片折彎做抗拉力測試準(zhǔn)備。

拉力試驗(yàn)料片搭接形式剪力試驗(yàn)料片搭接形式

　　鉚接試驗(yàn)完成后，即可著手進(jìn)行鉚接各項(xiàng)工藝參數(shù)的制定。

　　底厚控制參數(shù)。是控制鉚接點(diǎn)質(zhì)量的最重要參數(shù)，且測量簡單，它的基準(zhǔn)值是通過鉚接試驗(yàn)來進(jìn)行確定的，其偏差范圍為基準(zhǔn)值的±15%。在工件材質(zhì)及厚度一定、模具一定的條件下，控制參數(shù)與連接時的沖壓力有對應(yīng)關(guān)系，沖壓力越高，控制參數(shù)值越?。环粗?，沖壓力越低，控制參數(shù)值則越大。

　　沖壓力。分為連接點(diǎn)成型時所需的沖壓力和模具允許的最大沖壓力，在進(jìn)行沖壓力（工作油壓）設(shè)定時前者絕對不能超過后者，否則將對模具造成損壞。在生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)試時，連接時所需的沖壓力應(yīng)該根據(jù)鉚接試驗(yàn)輸出的值來進(jìn)行初步設(shè)定，然后通過調(diào)試過程中每次形成底厚的厚度與鉚接試驗(yàn)得出底厚基準(zhǔn)值的差異來進(jìn)行修正，最終形成符合現(xiàn)場實(shí)際的沖壓力參數(shù)。模具最大的沖壓力一般由鉚鉗廠商給出。

　　合模時凸凹模之間的間隙。當(dāng)凸凹模之間在無工件的情況下進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)時，凸模和凸模容易直接接觸而發(fā)生相互擠壓，產(chǎn)生模具變形、斷裂等隱患；由此，須保證凸凹模在空運(yùn)轉(zhuǎn)合模后有一定的間隙值，該數(shù)值可通過控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定區(qū)間為：大于零而小于接頭的底厚基準(zhǔn)值。

　　4. 無鉚釘鉚接質(zhì)量控制

　　無鉚釘鉚接工藝投產(chǎn)后，需要對鉚接點(diǎn)的質(zhì)量進(jìn)行檢測和監(jiān)控，以保證連接接頭的質(zhì)量合格和穩(wěn)定。

　　4.1 外觀質(zhì)量的檢測和控制

　　鉚接點(diǎn)數(shù)量及位置。每個零件總成在鉚接完成后，須人工目測檢查鉚接點(diǎn)的數(shù)量是否符合產(chǎn)品的要求；每個鉚接點(diǎn)的方向是否符合產(chǎn)品要求。

　　鉚接點(diǎn)外觀目測。目測每個鉚接點(diǎn)外觀。要求整個接頭表面沒有肉眼可見的裂紋、變形、磕碰和劃傷等缺陷，對毛細(xì)裂紋采用修磨方式消除，非毛細(xì)裂紋需采取塞焊方式處理。目測每個連接點(diǎn)附近零件圓角部位是否有壓痕，出現(xiàn)壓痕表明鉚接點(diǎn)位置有偏差，使凸?；虬寄＃ㄖ饕峭鼓＃┩饩壟c零件圓角部位發(fā)生干涉（下圖明確），此時必須立即停止生產(chǎn)，評估對產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的影響程度，分析原因并制定解決措施，直至消除問題后才可恢復(fù)生產(chǎn)。目視檢查連接點(diǎn)整體形狀，要求連接點(diǎn)變形面處于軸對稱狀態(tài)，不能出現(xiàn)厚薄不均現(xiàn)象，若有此類問題發(fā)生，須馬上對凸、凹模狀態(tài)和兩者之間的同軸度等因素進(jìn)行排查，制定解決措施。

　　鉚接點(diǎn)外觀尺寸。鉚點(diǎn)的幾何尺寸取決于沖鉚過程參數(shù)（一般由生產(chǎn)前多次實(shí)驗(yàn)得出），典型鉚點(diǎn)幾何尺寸如圖所示。當(dāng)生產(chǎn)線安裝調(diào)試和量產(chǎn)時，應(yīng)定期對合格鉚點(diǎn)拍照留存或封存樣件、切片，以備對比量產(chǎn)后，須定期用游標(biāo)卡尺、深度尺等工具測量鉚接點(diǎn)的外觀尺寸，如內(nèi)徑、外徑、深度等尺寸。

　　一般其公差范圍要求如下：

　　鉚點(diǎn)深度b。鉚點(diǎn)深度受壓力大小控制，一般應(yīng)在理論值的±10%范圍內(nèi)。

　　鉚點(diǎn)內(nèi)徑c。鉚點(diǎn)內(nèi)徑受上模直徑影響，一般不應(yīng)小于理論值，且不超出理論值的5%。

　　鉚點(diǎn)外徑d。鉚點(diǎn)外徑受下模直徑影響，一般不應(yīng)小于理論值，且不超出理論值的5%。

　　如以上鉚接接頭尺寸突然超限或變化量較大，極有可能是由凸凹模磨耗超限引起，應(yīng)對凸凹模進(jìn)行及時更換。

　　4.2 鉚接點(diǎn)強(qiáng)度控制和檢測

　　日常目視檢查。無鉚釘鉚接接頭形成后，會有三個小凸點(diǎn)，如圖a所示。在生產(chǎn)過程中，三個小凸點(diǎn)的目視磨損狀態(tài)代表著著模具的磨損狀態(tài)。當(dāng)其中一個凸點(diǎn)變?yōu)槟：龝r，表明該模具已開始磨損，建議進(jìn)行更換；當(dāng)兩個凸點(diǎn)變得模糊時，表明該模具已嚴(yán)重磨損，必須進(jìn)行更換；當(dāng)三個凸點(diǎn)都變得模糊時，表明該模具已無法使用，連接點(diǎn)的強(qiáng)度已經(jīng)無法保證。

　　底厚測量。底厚測量是無鉚釘鉚接所具有的、獨(dú)特的質(zhì)量無損檢測方法。日常生產(chǎn)中，定期通過專用的底厚測量表，對連接接頭的底部厚度a（圖b所示）進(jìn)行測量，該底厚值一般應(yīng)在底厚基準(zhǔn)值的正負(fù)15%以內(nèi)，如滿足，則代表鉚接點(diǎn)的強(qiáng)度能夠符合產(chǎn)品的要求。底厚測量測量示意如圖所示：

　　剖切檢驗(yàn)。定期對連接點(diǎn)進(jìn)行斷面剖切檢驗(yàn)。取鉚接接頭，從中部整齊剖切，留半側(cè)用顯微鏡、測量軟件等工具檢測接頭斷面底厚、咬邊、頸厚等尺寸（如圖1.2）及夾雜狀態(tài)（圖3）。

　　鉚點(diǎn)底厚。底厚值一般應(yīng)在底厚基準(zhǔn)值的正負(fù)15%以內(nèi)。

　　咬邊尺寸。要求咬邊尺寸f>0。

　　頸厚尺寸。要求頸厚尺寸Tn≥0.1T1。

　　夾雜是外來固體雜質(zhì)進(jìn)入鉚點(diǎn)中，檢驗(yàn)要求參考如下：

　　在兩層板間夾雜的最大尺寸An≤0.2Ay ；（Ay：剖切面對應(yīng)夾雜位置最小外部寬度尺寸）；

　　剖切面上，每個鉚點(diǎn)夾雜數(shù)量（尺寸大于0.1Ay）不超過2個；

　　測量后對結(jié)果結(jié)果進(jìn)行分析，對不合格測量結(jié)果須從沖壓力、凸凹模磨損、板材厚度等方面逐一排查，制定相應(yīng)的整改措施。

圖1 剖切斷面

圖2 剖面測量圖

圖3 剖切后夾雜示意圖

　　階段性破壞試驗(yàn)

　　對大批量生產(chǎn)，應(yīng)進(jìn)行階段性破壞試驗(yàn)，一般破壞周期為半年左右。在車身總成上完成無鉚釘鉚接后，按一定規(guī)格規(guī)格裁剪下來形成檢驗(yàn)樣件；或者將相同材質(zhì)及厚度的板材裁剪好后，按規(guī)定方式疊加放置在模具上，進(jìn)行無鉚釘連接，形成檢驗(yàn)樣件。然后對進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，實(shí)測連接強(qiáng)度，評價接頭質(zhì)量狀態(tài)。破壞試驗(yàn)方法與選擇參數(shù)時的試驗(yàn)相同。

　　5. 結(jié)束語

　　綜上所述，無鉚釘鉚接是一種冷加工式的點(diǎn)連接技術(shù)，已經(jīng)在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，未來汽車行業(yè)板材將繼續(xù)向著復(fù)合化、輕量化的方向發(fā)展，而無鉚釘鉚接技術(shù)的特點(diǎn)使其能更好地適應(yīng)這種發(fā)展。