同时根据使用方式又分为散装自冲铆钉和料带自冲铆钉两种,料带式一般用于悬挂式手持自冲铆接机,由于送钉机构小巧,可以轻便的实现自动装钉和自动铆接,而散装铆钉一般用于电动便携自冲铆接枪和大型的自动化SPR自冲铆接机。
近年来在汽车制造工业中“轻量化”已成为发展的趋势,车身变轻对于整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、碰撞安全性等方面都有很大的益处。实现轻量化的关键在于“多材料结构”的设计,即在车身不同的位置使用不同的材料。铝合金凭借其低密度、高强度、耐蚀性等性能,得到了汽车制造商的青睐,并在车身设计制造中得到了广泛的应用。
铝合金能否快速应用于汽车行业很大程度上取决于铝连接工艺的发展,特别是关于铝钢异种材料的连接工艺。SPR自冲铆接工艺克服了传统铆接工艺外观差、效率低、工艺复杂等缺点,实现冲、铆一次完成,连接过程不破坏板材的镀层,为汽车车身的连接开辟了新途径。
目前,SPR技术已成为欧美车型制造中的关键连接技术之一,并且成熟应用于宝马、奥迪、沃尔沃和美洲虎等汽车的铝钢混合车身连接中,其中美洲虎铝制车身连接中SPR铆钉的使用已达3000多个。
据铆钉的形状,SPR自冲铆接工艺可以分为:无铆钉自冲铆接、实心铆钉自冲铆接、半空心铆钉自冲铆接。在汽车车身连接中,既要考虑连接静强度和疲劳强度又要考虑车身轻量化,因此大多数汽车生产企业选择将半空心铆钉自冲铆接工艺应用于轻量化汽车车身薄板的装配。在此主要介绍半空心铆钉自冲铆接工艺。
1)铆钉腿部直径和长度均受铆接板料总厚度影响,一般铆钉腿部直径应比被铆接板料的总厚度大1~2mm,铆钉总长度应比被铆接板料的总厚度大2~2.5mm。铆钉腿部越长,嵌入下层板就越深,接头的底切量增大,导致接头剪切强度增大,但腿部过长会刺穿下层板,导致铆接失效。
相关文献通过研究铆钉材料硬度和腿部尺寸两个参数,指出铆钉腿部变尖时,接头底切量增大,底部厚度增大,剪切强度增大,但接头剥离强度变化不大。铆钉材料硬度增加时,底部厚度减小,接头底切量变化不大,但铆钉腿部张开角度变小,导致剪切、剥离试验时铆钉容易从下层板中剥离,发生自锁失效。
(2)凹模对铆接效果的影响主要通过改变凹模直径和凹模凸台高度来实现。直径的变化影响凹模型腔的体积,凸台高度的变化则影响铆钉腿部张开的角度。