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從頭開始 解讀 自沖鉚接機 --自沖鉚接機的原理，自沖鉚接機的起源，自沖鉚接機的優(yōu)勢，自沖鉚接機的介紹，自沖鉚接機面臨的問題
) Q" ?6 ^* }2 N6 h! i4 G作者：武漢埃瑞特機械制造有限公司 袁濤 2017年1月11日 轉載請注明作者出處 注：需要了解更多自沖鉚接機，請點擊后面紅色字體鏈接：自沖鉚接機 正文： 自沖鉚接機到底是種什么設備，有什么用處，好處或優(yōu)勢是什么？一位國內(nèi)知名車企廠家的技術人員在電話中這樣問道我。是啊，自沖鉚接機也是最近幾年才進入國內(nèi)的一種先進的鉚接技術，很多技術人員對其知之甚少或是聞所未聞，這也在情理之中，那么如果你正好需要采購或使用自沖鉚接機，閱讀一下這篇文章對你一定會有所幫助。 
$ W6 k w% {' @+ }3 g1、自沖鉚接機的工作原理 自沖鉚接機，英文名稱為Self Piercing Riveting Machine，國外簡稱SPR設備，國內(nèi)叫法也比較多如自刺穿鉚接機，自沖鉚槍，自沖鉚，鎖鉚等等。自沖鉚接機是一種普通的高效連接工藝，說其普通是因為它使用壓力直接將鉚釘壓入金屬內(nèi)，原理一目了然，說其高效則是由于它無需鉆孔，無需人工裝配鉚釘，機器僅需要2秒即可自動完成裝釘→壓入→鉚接的全過程。下圖顯示了自沖鉚接機一個工作循環(huán)的不同狀態(tài)。自沖鉚接機原理圖 我們來詳細介紹下自沖鉚接機的鉚接原理：
$ O8 a! y% _" E5 T板件進入自沖鉚接機后第一步是對板件進行預壓，預壓的目的是防止板件在鉚接過程中出現(xiàn)不良變形如凹陷、扭曲等;第二部是在預壓狀態(tài)下自沖鉚接機將鉚釘頂出進入待鉚接位置;第三部是在壓力的作用下，自沖鉚釘刺穿第一層板件;第四步是鉚釘在下壓過程中受下模的作用，底部擴張為喇叭口，形成鑲嵌連接體。
8 l' I. H: T, M1 ~2 b2、自沖鉚接機的發(fā)展
6 {3 v! c- o1 U; A- N y自沖鉚接機技術發(fā)源于二十世紀八十年代前葉的澳洲，原本早期自沖鉚接的應用主要集中于工業(yè)上使用涂層、鍍層的鋼板連接領域，例如：空調(diào)系統(tǒng)通風管線，房屋結構框架，梯子和筒式金屬谷倉等，但是由于技術限制和成本較高，推廣非常困難使用的情況不多。到了20世紀末期處，隨著鋁合金的廣泛使用，此時有兩種產(chǎn)品的出現(xiàn)給自沖鉚接機的普及帶來了廣闊的機遇。
/ l0 b9 C6 O! T U* v* \, W1 O% w一種是汽車鋁合金零件，也包括鋁合金車身，典型代表有英國捷豹汽車公司在其2002年推出的XJ8型豪華全鋁車身轎車的裝焊工序中，首次全面使用了自沖鉚接技術，全車使用多達3200顆自沖鉚釘。 隨后，自沖鉚接機逐步進入汽車制造領域并得到認可。 另外一種產(chǎn)品就是母線槽，隨著基礎設施不斷的投入，母線槽作為電力輸送的一種裝置得到不斷的發(fā)展，鋁合金外殼的母線槽使用螺釘連接的工藝被自沖鉚接機工藝取代。
( [. Q) V; k# K" T, a8 b/ @9 w! E3、自沖鉚接機的優(yōu)勢
/ v: Y% p# U# D6 W0 o8 L2 E( [6 U我總結的自沖鉚接機或自沖鉚接技術的優(yōu)勢有如下幾點
9 S# {& C Q7 H/ ~# G) m: m$ B無需預先打孔，無廢料，無鐵屑產(chǎn)生) l. Q: |0 b7 z9 l
自沖鉚鉚接允許帶有非金屬夾層的材料進行鉚接；
7 K! x, K# P, U$ k! t `$ m自沖鉚鉚接點沒有熱應力集中，不會破壞材料表面鍍層；5 F5 g1 c7 k5 V- {7 W# ^8 R
自沖鉚鉚接點的動態(tài)疲勞強度高，遠遠優(yōu)于點焊等傳統(tǒng)薄板連接工藝；4 b9 }' L, H$ P5 e3 u. { l
可以連接金屬和非金屬材料和多層材料組合；4 [) \7 `. B6 m1 {# e
防水性、氣密性好；- h; m0 }% c9 c2 z" T
自沖鉚鉚接點是利用特定模具沖壓成型，鉚接質(zhì)量穩(wěn)定；/ `$ i7 Q1 T* a* H
通過檢測鉚接點外形幾何尺寸可以簡便地進行鉚接質(zhì)量判定，還可以實現(xiàn)無損傷檢測；* m0 c2 L: }% R I9 ^
自沖鉚鉚接設備可以集成多點鉚接于一個沖程內(nèi)完成，極大地提高工作效率；
3 w; L2 I' A) p( d: f& J: ~自沖鉚鉚接設備能耗較低，沒有煙塵排放，沒有噪音污染
2 Q4 @& ]# w2 e0 t在設備的一個沖程內(nèi)完成鉚接！工序簡單，節(jié)省人工成本；1 S) A( W7 K& \+ A; s& _
不損傷連接點出工作的鍍層或涂層，無須后序噴漆、電鍍；) h$ ^$ K9 l. P, {$ V
連接的靜態(tài)連接強度為點焊的70%,動態(tài)疲勞連接強度遠遠高于點焊。
& x4 u% ~8 ^) P. B; ?4 @! T4、自沖鉚接機的介紹# v$ C) G! D6 Y
自沖鉚接機根據(jù)結構特點可分為撥片式和齒輪式兩種。3 o8 | ~6 L1 K% r# I# f: ]; s, o) w
其根本區(qū)別在于鉚釘?shù)倪M料方式不同，撥片式自沖鉚接機的鉚釘是通過撥片、彈片共同作用送入的，其長時間使用后彈性原件需要更換避免彈性失效。齒輪式自沖鉚接機的鉚釘則是通過齒輪撥動料帶上的孔帶動鉚釘送入，其后期維護更換工作少，送釘穩(wěn)定可靠。目前兩種機型市場都有銷售，撥片式價格會較為便宜，只要廠家能保證后續(xù)彈性配件的供應，可放心選購。相比之下齒輪式自沖鉚接機雖然價格略高，但考慮使用方便穩(wěn)定，我個人還是推薦首選。 撥片式自沖鉚接機
( @) i) \# @; A# g, |2 h1 U齒輪式自沖鉚接機 齒輪式自沖鉚接機槍頭特寫 3 D A# o5 k ?$ v7 w! f7 g! a9 ?
自沖鉚接機根據(jù)使用方式又可以分為手持式和臺式兩種類型。
0 D! n) B: S0 | }5 y5 J; l手持式自沖鉚接機配合彈簧平衡器使用，一般使用在零件比較大，無法方便的搬動的場合，這時使用手持式自沖鉚接機可以方便的移動到需要鉚接的位置。同時手持式自沖鉚接機通過連接板與機器人連接，可以實現(xiàn)自動化的自沖鉚接機加工。 手持式自沖鉚接機使用狀態(tài) 手持自沖鉚接機器人使用狀態(tài)
: t0 [$ r" f4 V7 H5 |" H" l臺式自沖鉚接機則是固定結構，一般是將需要連接的零件拿到設備上進行連接�；蛘邔⑵鋺糜跀�(shù)控系統(tǒng)上。注意臺式自沖鉚接機絕大多數(shù)使用的是散裝鉚釘。
自沖鉚接機根據(jù)壓力來源又分為伺服壓缸型自沖鉚接機和普通壓缸型自沖鉚接機兩種。伺服壓缸可以精確控制鉚接力量，適合自動化控制。 7 Z/ \3 r1 O/ T2 [" Q) {5 k
* Z& b$ J- h# S9 A: X/ T, t5、自沖鉚釘?shù)慕榻B 自沖鉚接機使用的鉚釘是專用鉚釘，稱為自沖鉚釘，分為料帶自沖鉚釘和散裝自沖鉚釘。 自沖鉚釘又分為普通自沖鉚釘和加硬型自沖鉚釘，分別鉚接較軟的鋁板和較硬的鋼板。 自沖鉚釘?shù)囊?guī)格多種多樣，可以是沉頭、平頭，也可以是圓頭，鉚釘直徑主要有3毫米和5毫米規(guī)格兩種，但是長度種類豐富，在選用時，鉚釘?shù)拈L度一般是連接板厚加2毫米即可。 沉頭自沖鉚釘鉚接效果 半圓自沖鉚釘鉚接效果 料帶式自沖鉚釘
i5 w# Y4 {4 y' K$ m6 F' g. V料帶式自沖鉚釘是為了配合手持式自沖鉚接機上料而專門設計的，料帶上安裝有鉚釘，通過料帶的移動，鉚釘逐顆送到自沖鉚接機槍室，從而完成鉚接自動化的過程。 撒裝自沖鉚釘 散裝自沖鉚釘是為了臺式自沖鉚接機而設計的，臺式自沖鉚接機安裝有自動選釘盤，自動送料滑道，用戶只需把散裝鉚釘導入自動選釘盤的鉚釘儲藏室即可，鉚釘會全自動地送入鉚接位置。 5、自沖鉚接機的應用. X2 s+ L8 g1 A4 `5 t- H
自沖鉚接可以廣泛地適用于制造業(yè)諸多方面：
3 L) w+ u! _2 S1 H用于連接碳鋼和不銹鋼、鋁、銅和磷青銅等材料；可以鉚接涂上一層具有金屬性或有機性的材料，極好地適應防腐保護的要求；可以大批量生產(chǎn)，且鉚接過程可進行監(jiān)控；可由傳送帶、鉚釘盒或可裝200-10000鉚釘?shù)墓茏庸⿷�，也可以從�?jīng)過篩選的100%合格的密封包裝隨用隨�。汇T接過程可手工操作或半自動操作，或設計為裝配線全自動化或機器人操作。- ?+ D* [/ B' y" D9 X4 r
埃瑞特(IRIVET)公司提供的自沖鉚釘，按照其幾何形狀和尺寸的不同，共分為五大系列。每一系列又根據(jù)其不同的材質(zhì)、鉚釘頭形式、釘桿直徑和長度分成很多不同類型，全面滿足用戶的工藝要求和應用需要。
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典型應用實例, S1 T" b7 }2 V
板材類型：鋁板，鋼板，塑料板或復合材料
% u; ]) W& Y$ D* k6 U1 n) c2 N% W0 n較低硬度材質(zhì)：冷卷鋼板或鋁板中等硬度材質(zhì)、熱卷鋼板，擠壓板材或鑄造板材
& c4 W3 b+ K( q1 \& t: y! `低延伸率材質(zhì) 中碳鋼，有色合金或塑料板
1 H, l) P8 }! b* B" k% K. ?* u高延伸率材質(zhì) HSLA鋼或DP & TRIP鋼
* |/ `5 {1 ]; o5 ]" l9 F& _6 T) q5 S目前市場上常見的自沖鉚接品牌有IRIVET（埃瑞特），Henrob（亨羅布）等等。  ) P- |0 x* Y- L# k; e/ ` J
6、自沖鉚接機面臨的問題 $ M5 z8 y% q9 m
隨著應用的不斷擴大，自沖鉚接機已經(jīng)進入使用的新階段，目前如想進一步推進自沖鉚接機的廣泛應用，需要解決如下幾個問題。
# X4 @ l. Y! z5 u第一，降低成本，自沖鉚接機和自沖鉚釘目前售價都比較高，如進口自沖鉚接機售價在10萬元人民幣左右，國產(chǎn)比較好的如武漢埃瑞特（IRIVET）價格是進口的一半左右，也要5萬元上下。再比方自沖鉚接機用的鉚釘，進口一顆在0.3-0.6元左右，國產(chǎn)的在0.2-0.3元左右。由于自沖鉚接機的零件加工難度大，精度要求高，沒有大批量的生產(chǎn)無法進一步降低制造成本。
" t* _# ]$ ?. T8 Y第二，自沖鉚接機對稍厚、稍硬的金屬無能為力，受制于鉚釘硬度的原因，過厚過硬的金屬，鉚釘無法刺穿，從而無法完成連接。自沖鉚接機目前連接鋼板極限厚度是6毫米，鋁板極限厚度是10毫米。
m- h4 o! A" p8 [1 b3 W. A" N第三，自沖鉚接機噸位有限，無法任意加大壓力，由于鉚釘?shù)闹睆蕉急容^小，一般最大外徑在8毫米，因此自沖鉚接機的沖針外徑就限制為8毫米，如果壓力過大會導致沖針的彎曲或斷裂，因此目前進口或武漢埃瑞特的自沖鉚接機最大壓力限制為8噸，無法再繼續(xù)擴大。這必然限制了自沖鉚接機的適用范圍和領域。
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發(fā)表于 2017-2-19 10:03:30
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