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。

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。

▲壓鉚螺母過程圖 

▲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）。

▲拉鉚螺母連接圖

▲拉鉚螺栓連接圖

▲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。

▲SPR連接過程圖

▲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)。

▲折邊類鉚接細(xì)節(jié)圖

▲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。

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。 

▲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)。

▲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。

▲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)。

▲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。

▲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)。

▲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。