汽車?yán)縻T合工藝研究

【摘? 要】拉索作為一種高效便捷的傳力裝置被應(yīng)用于汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中，該部件的強(qiáng)度以及工作穩(wěn)定性對于車輛安全性有著重要的作用，汽車?yán)縻T合技術(shù)作為一種機(jī)械連接技術(shù)有助于提升汽車安全性和輕量化生產(chǎn)，通過對拉索的簡要介紹，對比傳統(tǒng)拉索連接方法和鉚合技術(shù)，分析出鉚合技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，為拉索實(shí)際加工過程提供理論性參考建議。

【關(guān)鍵詞】汽車?yán)?鉚合技術(shù);對比分析

引言

拉索主要應(yīng)用于汽車和摩托車的傳動(dòng)系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對汽車和摩托車的換擋、制動(dòng)、機(jī)蓋、油箱蓋、行李箱、門鎖、天窗、座椅等部件的控制，對汽車的駕駛安全性具有較大的影響。汽車?yán)髯鳛轳{駛過程中使用較為頻繁的部件，其工作穩(wěn)定性直接影響著相關(guān)部件的工作效率進(jìn)而影響系統(tǒng)的工作效能，汽車?yán)鞯闹饕问接欣鲾嗔选⒔宇^破損、保護(hù)層老化等等。汽車?yán)鞒霈F(xiàn)故障不僅會(huì)影響系統(tǒng)工作效能，而且對于汽車制造企業(yè)也會(huì)造成名譽(yù)損失，有很多汽車企業(yè)就因?yàn)槠嚴(yán)髻|(zhì)量不過關(guān)從而召回故障車輛，這對于企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失更深層次降低了企業(yè)的核心競爭力。所以提升汽車?yán)鞯馁|(zhì)量有助于提升汽車的駕駛安全性并且對于企業(yè)有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.汽車?yán)骱喗?/p>

拉索（cable）由鋼絲繩、套管、套管帽、接頭、各種連接件等組成，其結(jié)構(gòu)簡單且可以大量布置在狹小空間內(nèi)，相較于剛性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，汽車?yán)髯鳛槠嚨膫髁C(jī)構(gòu)具有無可取代的優(yōu)勢，汽車?yán)靼凑兆饔貌考牟煌梢苑譃閾Q擋拉索、制動(dòng)拉索、機(jī)蓋拉索、油箱蓋拉索、行李箱拉索、天窗拉索、座椅拉索等，雖然作用部件不同但是工作原理大致相同，都是通過鋼絲繩的拉動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)對相關(guān)部件的控制。其中，制動(dòng)駐車?yán)魇菓?yīng)用最為廣泛的拉索機(jī)構(gòu)，換擋拉索以及離合拉索主要應(yīng)用于手動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)，而不可忽視的還有目前大部分車輛還在采用的座椅拉索。

座椅拉索直接影響座椅的操作性，進(jìn)而間接影響車輛的主動(dòng)安全性以及乘坐舒適性。此外，鋼絲繩的粗細(xì)還直接影響駕駛員或者乘客調(diào)節(jié)座椅的方便程度，目前座椅拉索機(jī)構(gòu)的鋼絲繩直徑一般為1.5mm左右。在拉索布置過程中一般會(huì)采用距離最短的布線原則，在布線過程中還應(yīng)盡量避免拉索彎折的現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.拉索鉚合工藝分析

2.1傳統(tǒng)連接方法

傳統(tǒng)連接方法主要有兩種：焊接和螺栓連接。對于焊接，主要是通過升溫和加壓，或者兩者并用的方式使兩個(gè)部件連接在一起，常用的焊接方法有點(diǎn)焊、氬弧焊、氧焊等等，這些方法的工作原理都是借助待焊部件和焊條之間產(chǎn)生高溫穩(wěn)定的焊弧，再將待連接部件表面融化結(jié)合到一起。對于焊接，主要存在的問題有：（1）焊接工藝參數(shù)復(fù)雜，容易產(chǎn)生毛刺、氣孔、裂紋、邊緣點(diǎn)焊、漏焊等問題;（2）不同材料的表面焊接困難;（3）焊接質(zhì)量的評判方法目前只有外觀目視和剝離破壞性檢驗(yàn)，加大了質(zhì)量控制的難度。而螺栓連接是通過螺紋和螺栓之間的相互咬合實(shí)現(xiàn)兩零部件的連接，汽車?yán)鬟B接件采用這種連接方式不僅降低了連接件的機(jī)械強(qiáng)度而且其連接可靠性較低。

2.2拉索沖壓鉚合工藝

拉索鉚合工藝（cable riveting process）可以歸為塑性連接技術(shù)，借助外力將套管帽或連接件與套管相互擠壓并縮小內(nèi)徑，使套管帽或連接件出現(xiàn)塑性變形進(jìn)而實(shí)現(xiàn)零部件緊密連接的目的，常見的拉索鉚合方法有沖壓鉚接、旋轉(zhuǎn)鉚接、自沖鉚接、碾壓鉚接等等，目前國內(nèi)常用于拉索鉚合的方法為沖壓鉚接。

沖壓鉚接是通過專用的模具匹配對應(yīng)的零件，在專用的壓力裝置上進(jìn)行沖壓，將零件擠壓成圖紙要求的尺寸，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)合的機(jī)械連接。

在沖壓鉚接過程中，所需的壓力根據(jù)零件與模具的尺寸確定。沖壓鉚接過程需要工裝限位，即通過借助模具才能完成鉚接過程，由于零件的不同所需模具結(jié)構(gòu)不同，因而模具無法通用。但是沖壓鉚接過程受力迅速，鉚接效率高，且在連接底部既無棱邊也無毛刺，表面光滑，故鉚接點(diǎn)可承受很高的動(dòng)載荷。

在小規(guī)格套管方面推廣沖壓鉚接技術(shù)還需要進(jìn)行大量研究。模具的選型和沖壓力的選配是其應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。在明確鉚合連接點(diǎn)的強(qiáng)度和最小拉脫力的條件下，制定沖壓鉚接工藝首要工作是選取模具形狀和沖壓力。目前模具和沖壓力的選擇是通過進(jìn)行大量的沖壓鉚接及拉脫力試驗(yàn)得到的，耗費(fèi)大量人力物力和生產(chǎn)成本，因此在模具選型及沖壓力選配前如何通過有效仿真對沖壓鉚接進(jìn)行研究，從而獲得合理沖壓鉚接模具形狀及沖壓力參數(shù)是目前研究的重點(diǎn)。

除此之外，還應(yīng)對被鉚合零件的強(qiáng)度和模具硬度等因素進(jìn)行考慮。影響鉚接點(diǎn)強(qiáng)度的因素是多方面的，如被鉚合零件的材料性質(zhì)、表面狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)、模具材料性質(zhì)、模具表面狀態(tài)、模具磨損程度、模具定位精度、沖壓力、沖壓速度等。在眾多參數(shù)中，影響沖壓鉚接點(diǎn)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素還未完全確定，導(dǎo)致目前很難對沖壓強(qiáng)度波動(dòng)進(jìn)行合理分析，即難以判斷產(chǎn)生強(qiáng)度波動(dòng)的原因是零件材料問題、模具問題還是工藝問題，因此研究影響沖壓鉚接點(diǎn)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素對設(shè)計(jì)分析并解決沖壓鉚接點(diǎn)強(qiáng)度問題十分必要。

并且，還應(yīng)對沖壓鉚接的質(zhì)量監(jiān)控進(jìn)行研究。目前判斷沖壓鉚接點(diǎn)強(qiáng)度是否滿足要求的方法是通過測量鉚接后接頭的拉脫力來進(jìn)行的，即采用破壞性試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。而在拉索生產(chǎn)過程中，由于模具磨損等原因，可能產(chǎn)生在兩次定期檢測之間鉚接點(diǎn)強(qiáng)度大大降低的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響拉索質(zhì)量。因此，如何在生產(chǎn)過程中有效監(jiān)控沖壓鉚接點(diǎn)質(zhì)量的亟待解決的問題。

2.3拉索鉚合工藝比較

相較于傳統(tǒng)的拉索連接方法，鉚合工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）鉚合完成后零件精度高，表面質(zhì)量高，不需要重新加工零件;（2）鉚合連接強(qiáng)度高，工件的連接強(qiáng)度完全取決于鉚合件的機(jī)械強(qiáng)度，與工件本身無關(guān);（3）加工效率高且成本低，對操作人員的技術(shù)水平和熟練程度要求不高，鉚合工藝可以適用于流水線生產(chǎn)并且借助大批量生產(chǎn)間接降低加工成本。

鉚合工藝相較于傳統(tǒng)連接方法還具有以下缺點(diǎn)：（1）在沖壓鉚接過程中易將零件中部鐓粗，松緊度不易保證;（2）操作鉚接機(jī)有安全隱患，需要做好安全防護(hù);（3）機(jī)械式鉚合機(jī)工作時(shí)的噪音比較大;（4）裂紋和毛刺，在加工過程中各處施加的鉚接沖壓力不同極易導(dǎo)致接頭出現(xiàn)裂紋，影響拉索的工作穩(wěn)定性。

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作者簡介：謝銳，男，漢族，四川南充人，大專，助理工程師，主要負(fù)責(zé)新產(chǎn)品過程開發(fā)。