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鋁車身新型緊固連接, 一次給你講清楚

因鋁材對輕量化及燃油經(jīng)濟(jì)性的貢獻(xiàn),越來越多的車身都應(yīng)用了鋁材,對于鋁材應(yīng)用區(qū)域的緊固件種類較多,按材料可分為鋼制和鋁制,按連接形式可分為冷連接和熱連接。

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鉚接

鉚接主要有壓鉚、拉鉚、鎖鉚、折邊類鉚接四種類型。

壓鉚,又叫自扣緊,是一種與板材通過法向結(jié)構(gòu)或者徑向結(jié)構(gòu)互鎖的標(biāo)準(zhǔn)件連接形式。主要有齒狀互鎖壓鉚和折邊互鎖壓鉚兩種。

可廣泛應(yīng)用于鋁合金車身的沖壓件,擠出件和鑄造件各類零部件上,壓鉚主要分為壓鉚螺母和壓鉚螺栓。

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壓鉚螺母過程圖 

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壓鉚螺栓過程圖

拉鉚

拉鉚是通過標(biāo)準(zhǔn)件頭部拉壓變形膨脹,與端部法蘭面上下夾住板材開孔,形成一種穩(wěn)定可靠的標(biāo)準(zhǔn)件連接形式。

拉鉚,主要分為:拉鉚螺母和拉鉚螺栓及抽芯鉚釘(抽芯鉚釘主要實(shí)現(xiàn)多個(gè)零件的連接,拉鉚螺母和螺栓則以連接輔助為主)。

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拉鉚螺母連接圖

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拉鉚螺栓連接圖

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抽芯鉚釘細(xì)節(jié)圖

鎖鉚(SPR、TOX)

鎖鉚分為SPR和TOX,SPR是通過鉚釘實(shí)現(xiàn)零件直接的連接,TOX是通過零件與零件的互鎖,鎖鉚是鉚釘在上下模具的擠壓作用下,鉚釘腿端部在被嵌入板材的過程中向四周翻開形成鉚扣,從而將上板和下板牢固地連接在一起。

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SPR連接過程圖

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TOX連接過程圖

折邊類鉚接

標(biāo)準(zhǔn)件主要是通過標(biāo)準(zhǔn)件底部的翻邊結(jié)構(gòu)與開孔板材面在壓頭作用下,固有模具下擠壓翻邊折彎成型互相嵌套,形成互鎖結(jié)構(gòu),完成標(biāo)準(zhǔn)件與板材的連接。

工藝過程包三個(gè)階段:上件配合,施作用力,合模成型。此類壓鉚標(biāo)準(zhǔn)件,推出力較強(qiáng),連接可靠,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高,需要特定的下模配合成型。一般用于重要硬點(diǎn)或者重要安裝點(diǎn)。

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折邊類鉚接細(xì)節(jié)圖

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折邊類鉚接細(xì)節(jié)圖

對比分析

在結(jié)構(gòu)方面,壓鉚、拉鉚、折邊類鉚接需要零件具備對應(yīng)結(jié)構(gòu),例如開孔或鈑金凸起的局部特征。

鎖鉚則不用,在功能方面,壓鉚拉鉚折邊類鉚接則以連接輔助為主,是零件連接的一部分又或者為其他系統(tǒng)提供連接輔助(抽芯鉚釘可實(shí)現(xiàn)零件直接的連接,強(qiáng)度相對較弱)鎖鉚則是為實(shí)現(xiàn)零件之間的連接。

在強(qiáng)度方面:鎖鉚>折邊類鉚接>拉鉚>壓鉚。

在空間方面鎖鉚與折邊類鉚接需要雙側(cè)空間,拉鉚與壓鉚僅需單側(cè)空間。

FDS流鉆螺釘擰緊

FDS流鉆螺釘擰緊工藝,是一種通過設(shè)備中心擰緊軸將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)傳導(dǎo)至待連接板料摩擦生熱產(chǎn)生塑性形變后,自攻絲并螺接的冷成型工藝。

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FDS與SPR是鋁車身冷連接絕對主力,SPR主要應(yīng)用在車身各個(gè)部位,F(xiàn)DS主要應(yīng)用在僅擁有單側(cè)空間的縱梁、門檻梁、后縱梁等區(qū)域,其尖銳處也會藏在車身結(jié)構(gòu)內(nèi)部,不影響其外觀性。 

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FDS細(xì)節(jié)圖

鋁焊接螺柱

鋁螺柱焊是將鋁合金螺柱端部與鋁板件表 面接觸,通電引弧,待接觸面熔化后,給螺柱一定壓力完成焊接的方法。

鋁螺柱焊工藝過程,主要包括:上件,預(yù)緊,熔合,退出四個(gè)階段。鋁螺柱焊具有低成本,快捷靈活的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是連接強(qiáng)度弱,同類型同規(guī)格鋁螺柱焊連接強(qiáng)度比鋼螺柱焊弱,一般用于沖壓鋁板上固定線束,管路等卡接結(jié)構(gòu)。

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螺柱焊應(yīng)用細(xì)節(jié)圖

螺紋套 

螺紋套通過外螺紋與鋁合金鑄件嚙合,并通過自身的內(nèi)螺紋為外部連接件提供可嚙合螺紋的一種標(biāo)準(zhǔn)件形式。螺紋套實(shí)現(xiàn)了低強(qiáng)度的金屬材料進(jìn)行高強(qiáng)度連接這一目標(biāo),40 多年的使用實(shí)踐已經(jīng)驗(yàn)證了它的可行性。

螺紋套由優(yōu)質(zhì)的不銹鋼材料制成,安裝嵌入車身鑄鋁部件后形成可靠內(nèi)螺紋,在切口處(預(yù)設(shè)斷開點(diǎn))可斷開安裝尾柄。

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螺紋套外觀圖

螺紋套有普通型和自鎖型。普通型的螺紋套是由具有精確成型的菱形截面的線圈卷繞而成,從而形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)螺紋,兩邊可用。

自鎖型具有和普通型螺紋套相同的技術(shù)優(yōu)點(diǎn);此外,其內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)螺紋鎖定區(qū)域,通過一匝或多匝多邊形線圈固定住安裝螺絲的螺紋,來實(shí)現(xiàn)螺絲的鎖定。

螺紋套廣泛應(yīng)用于鑄鋁件,為副車架等底盤硬點(diǎn) ,動(dòng)力電池,車身本體等重要零部件提供安裝點(diǎn)。

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螺紋套應(yīng)用細(xì)節(jié)圖

內(nèi)螺紋套筒 

內(nèi)螺紋套筒一般采用 7 系特制鋁,內(nèi)制螺紋,具有較高連接強(qiáng)度,基于兩倍螺紋長度,保載可滿足 PC10 級的受力要求。

套筒采用冷連接的方式連接型材兩個(gè)端面,使型材兩個(gè)端面共同承擔(dān)負(fù)載。

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內(nèi)螺紋套筒視圖

內(nèi)螺紋套筒有著連接可靠,受高力矩要求,裝配簡單的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是成本較高,且對型材梁截面尺寸需配合應(yīng)用。

鋁合金套筒螺母,主要應(yīng)用于鋁型材車身部件上的重要安裝點(diǎn),如副車架,懸架,電機(jī)總成,動(dòng)力電池等重要硬點(diǎn),安全帶安裝點(diǎn)。

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前縱梁區(qū)域應(yīng)用圖

總結(jié)

相對于鋼制車身,全鋁車身的緊固件種類更多,今天,法士威主要介紹了拉鉚類,壓鉚類緊固件、折邊類緊固件、鎖鉚類緊固件、FDS、螺柱焊、螺紋套、內(nèi)螺紋套筒等,

在車身設(shè)計(jì)過程中,主要通過性能、功能、成本、結(jié)構(gòu)等合理選擇緊固件,通過眾多的緊固件實(shí)現(xiàn)車身連接,賦予其真正的靈魂。



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