作者：武汉埃瑞特机械制造有限公司 袁涛
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随着汽车制造业竞争的日益剧烈，对汽车的轻量化提出了越来越高的要求。
汽车轻量化的重要潜力是在车身的制造中大量使用轻金属和非金属，例如铝、铝合金、镁合金以及强化塑料等板料之间的应用，故采用铆接技术连接车身的内外覆盖件而替代点焊，特别是自冲铆接（SPR-Self Piercing Riveting）工艺，越来越受到重视和青睐。
半空心铆钉自冲铆接工艺
半空心铆钉的自冲铆接工艺如图所示，压边圈首先向下运动对铆接材料进行预压紧，防止铆接材料在铆钉的作用力下向凹模内流动，而后冲头向下运动推动铆钉刺穿上层材料。在凹模与冲头的共同作用下铆钉尾部在下层金属中张开形成喇叭口形状以便锁止铆接材料，达到连接目的。半空心铆接工艺铆接相同金属材料时，较厚的放在下层；铆接两层不同金属材料时，将塑性好的材料放在下层；铆接金属与非金属材料时，将金属材料放在下层。
在汽车车身制造中，考虑到具体的生产环境、自冲铆接工艺的特点、连接强度以及所应用材料的机械性能等要求，又由于实心铆钉的铆接工艺有很多自身的局限性，所以在汽车轻量化生产中主要应用半空心铆钉的自冲铆接工艺。
半空心铆钉自冲铆接机原理图
实心铆钉自冲铆接工艺
腰鼓形实心铆钉自冲铆接工艺，冲头推动实心铆钉一起向下运动，铆钉下部的刃口将铆接材料冲掉并从凹模内落下，铆钉到达凹模后停止运动；随着冲头的继续下行，冲头下端面的凸台对被铆接材料加压，迫使其发生塑性变形而向内做径向流动，使其紧紧包住腰鼓形铆钉，从而形成稳定的锁止状态。这种铆接工艺只能用于塑性金属与金属间的连接。
另一种实心铆钉自冲铆接工艺，其铆钉形状并非腰鼓形，但铆钉上有一环形凹槽。当冲头下行至下死点后挤压铆接材料，下层的被铆接材料受挤压产生径向流动将凹槽的凹槽充满，而铆钉的上端面则产生"镦头"，而将两层材料铆接在一起。
自冲铆接设备类型
IRIVET手持式、台式自动式、电动伺服式
手持式铆接设备
该铆接设备采用模块化设计，部件互换简捷方便，比如不同尺寸的C型框架，用于3mm或5mm直径铆钉的铆头，以及用于自冲铆接螺栓的特制铆头。还可配备铆钉拆除配件，用于汽车的修理工作。
手动控制铆接设备基本配置一般包括泵站、C型框架、液压执行机构和铆模。泵站通过液压油将压力传输至铆枪，进而推动安装在C型框架上的液压执行机构。可通过手动开关或脚动开关来控制铆接动作。
单动式液压执行机构：该驱动模式经济划算，一般用于铆接工作量不是很大的情况。使用单相220伏交流电源，这个系统可在车间里方便的移动。外型紧凑，重量较轻，操纵方便灵活。
双动式液压执行机构：铆接工序完成周期短，液压管长度可以达到25米。该系统可在繁重的工作条件之下连续工作，生产率较高。其结构简单而且坚固，将保养和维修的工作量降到了最低，节省现场人力。
双动预紧式液压执行机构：该系统在开始铆接之前，先对被铆接板材实施较高的压力。这一系统最初是为铆接后需要较高板材平整度的汽车工业研发的。多年来该系统的可靠性在实际应用中已经被证实。
一般情况下，悬吊系统与弹簧或气动平衡系统联合使用.
台式自动控制铆接设备
液压驱动铆接设备：与既有自动生产工作站整合，一个工作站可有一套或多套 铆接设备可与机器人或数控的控制系统整合联动；按照客户需求订制控制硬件；一套液压驱动装置可以驱动一套或多套铆接设备；铆头回程设定功能，降低工序完成周期；可配备公司产品：监测系统，或人机界面屏幕；既可使用铆钉带供钉，也可使用吹送供钉。
电动伺服铆接设备
基于模块化设计思路，电动伺服铆接设备的大量零部件可与液压台式铆接设备互换，包括铆头、C型框架和供钉系统等。这种"混合＋匹配"的特性不仅使零部件的使用更加合理，更为开发新机型时从原型机到实际产品的开发过程带来了巨大的经济性。
自冲铆接的应用
自冲铆接可以广泛地适用于制造业诸多方面：
用于连接碳钢和不锈钢、铝、铜和磷青铜等材料；可以铆接涂上一层具有金属性或有机性的材料，极好地适应防腐保护的要求；可以大批量生产，且铆接过程可进行监控；可由传送带、铆钉盒或可装200-10000铆钉的管子供应，也可以从经过筛选的100%合格的密封包装随用随取；铆接过程可手工操作或半自动操作，或设计为装配线全自动化或机器人操作。
埃瑞特(IRIVET)公司生产的自冲铆钉，按照其几何形状和尺寸的不同，共分为五大系列。每一系列又根据其不同的材质、铆钉头形式、钉杆直径和长度分成很多不同类型，全面满足用户的工艺要求和应用需要。
自冲铆接类型选择为一个给定的铆接工艺要求选择最佳的铆钉，需要考虑大量的工艺参数和过程细节。选好铆钉之后还要配以适合于客户实际应用情况的铆接设备。选择铆钉时一般需要考虑下述要点：
典型应用特征实例
板材类型：铝板，钢板，塑料板或复合材料
较低硬度材质：冷卷钢板或铝板中等硬度材质、热卷钢板，挤压板材或铸造板材
低延伸率材质 中碳钢，有色合金或塑料板
高延伸率材质 HSLA钢或DP & TRIP钢
目前市场上常见的自冲铆接品牌有IRIVET（埃瑞特），Henrob（亨罗布）等等。 | 
