车架铆接缺陷的原因

车架铆接缺陷的原因车架铆接缺陷的原因 2014/06/20 机电技术杂志2014年第二期1歪铆的产生原因歪铆是所有铆接缺陷中最常见的现象，其总的表现形式为铆钉头与镦头不在同一水平轴线上（见图2）。歪铆将导致铆钉头及镦头端面与铆件贴合不良而产生单边间隙，削弱了铆接强度，影响铆接质量。所以，不管是铆钉头还是镦头，其中心线偏移量不得超过1.5mm。1.1动、静铆模不对中当动、静铆模与铆模座之间的配合间隙过大（超过0.25mm）或动、静铆模因长期使用产生了弯曲变形（即工艺装备失效）时，将导致动、静铆模不对中，从而产生歪铆缺陷。公司铆接线一台卧式铆机（AX-40C），因使用年限较久导致铆座孔磨损较为严重，经测量，静铆模与铆座之间的最大间隙达1mm左右，动铆模与铆座之间的最大间隙达0.7mm左右，从而使动、静铆模中心线不重合（见图3），铆接时容易产生镦头偏移现象（见图4）。1.2铆钳与工件不垂直公司铆接线一台卧式铆机（AX-40C），用于左、右纵梁腹面附件的铆接。因铆钳是座卧于地上，纵梁通过弹性吊具悬挂于空中，由若干名操作者手扶纵梁保持平衡来进行铆接。这种铆接方法，因纵梁是弹性悬挂于空中，加上纵梁自身重量较大，故纵梁与铆钳的垂直度不易保证，容易产生歪铆现象。所以要求纵梁悬挂后重心控制要稳当，铆接时纵梁应尽量垂直于铆钳且不晃动。对于悬挂式铆机，铆接时车架通过夹紧装置固定于铆胎上，铆钳通过平衡器悬挂于作业上空，员工手持铆钳进行铆接。此时铆钳与工件的垂直度，主要取决于操作者把持铆钳的手势。操作者一定要目测铆钳与工件处于垂直状态才能进行铆接，否则容易造成铆钉歪斜。铆接作业时，若铆钳或铆模与工件发生轻微干涉，也将导致铆钳与工件不垂直。此时可通过把铆模尺寸改小来解决上述问题，切不可未采取改进措施便勉强铆接，导致歪铆缺陷。1.3铆钉孔倾斜铆钉孔倾斜主要发生在铆件壁厚较大且多层铆接时，因上、下层铆钉孔错位需要扩孔加工时，钻头或铣刀与工件不垂直而产生的。所以，要确保各铆件自身的孔位精度，尽量减少钉孔错位现象。遇到确实需要扩孔加工的，应保证刀具中心线与工件垂直。1.4铆钉孔直径过大铆钉歪斜与铆钉孔的孔径过大亦有关系。对公司车架纵梁上12mm孔径进行随机测量，纵梁套钻后尺寸基本控制在12.513mm之间，符合工艺要求。但在铆接部分横梁时，因其上、下翼面都要铆接，往往铆接下翼面时会发生铆孔错位，需要再次用手电钻对其进行套钻，这样一来，孔径将被再次扩大，如果手电钻不垂直铆件，那么孔径还将变得歪斜。孔径过大除了容易导致歪铆外，还将增加铆钉长度，否则不能形成良好的镦头。1.5铆接过程中铆模与铆钉头滑脱一般情况下，为了使车架总成铆接后显得更为美观，车架纵梁腹面上铆钉采用从外向里穿的方式（将预制好的铆钉头露在纵梁外侧）进行铆接。对于悬挂式液压铆接机，与铆钉头相接触的是动铆模。在铆接过程中，必须保证动铆模始终与铆钉头端正接触。如果操作者因体能极限或动作疏忽等原因导致动铆模与铆钉头滑脱，那么静铆模在铆接力的作用下将把铆钉往外推，瞬间使纵梁外侧的铆钉头发生偏移，从而影响了铆接质量和美观。2铆钉头破坏性压痕的产生原因铆钉头破坏性压痕的表现形式有两种，一种是俗称“双眼皮”的破坏性压痕（见图5），另一种是呈“同心圆”的破坏性压痕（见图6）。铆钉头破坏性压痕虽然不是致命的质量缺陷，但严重影响美观，应严格控制，避免发生。2.1“双眼皮”破坏性压痕铆接过程中，铆模与铆钉头没有配合好，发生了相对滑移，在铆接力的作用下，使铆模在铆钉头上留下了“双眼皮”破坏性压痕。部分铆钉孔因设计时没有足够的铆接空间，铆模与零件发生干涉，无法完全套入，而操作者强行铆接造成“双眼皮”破坏性压痕。在这种情况下，工艺员应及时与设计人员沟通，看看是否能够重新调整铆接位置或采用其他联接方式，也可通过设计、更换更合适的铆模来解决此问题。2.2“同心圆”破坏性压痕如果与铆钉头相接触的铆窝直径小于铆钉头半圆直径，那么铆接时铆钉头表面周圈将产生破坏性“同心圆”压痕，所以员工在铆接时一定要注意选取合适的铆模，同一台设备铆接不同规格的铆钉时，更应注意铆模的正确选用。3铆接间隙的产生原因铆接间隙是铆接缺陷中最致命的缺陷之一。表现形式有两种，一种是单边间隙（见图7），另一种是周圈间隙（见图8）。铆接间隙过大，将严重削弱铆接的强度，影响车架产品的质量，所以应严格控制。3.1单边间隙单边间隙主要是由于铆钉歪斜而产生的，属于歪铆缺陷的派生产物。为了保证铆接强度，要求铆钉头与铆接零部件要贴合紧密，不允许有明显翘起现象，沿铆钉头周围120范围内间隙不大于0.1mm，其余部位间隙不大于0.2mm。3.2周圈间隙当铆窝深度H大于铆钉头高度h（见图8）或孔径过小及钉杆有毛刺时，将在铆钉头一端产生周圈间隙，导致铆接失效。4镦头带柱状或镦头无半圆球头的产生原因当铆钉长度偏短时，镦头端就没有足够的材料来填充铆窝，轻者造成镦头端半圆球头形状不完整，即带有一小段圆柱体（见图9），重者造成铆接端无半圆球头形状（见图10），铆接失效。是什么原因导致铆钉长度选择上偏短了呢？公司车架部一线员工在铆钉长度的选择上是根据经验值来选取，即5镦头周围有帽缘的产生原因其表现形式见图11，产生原因主要是铆钉长度过长。要求设计员严格按理论计算公式来计算长度，避免铆钉长度选择上的误差。6构件被铆钉胀开其表现形式见图12，产生原因为构件相互贴合不严。构件因变形或回弹等原因使被铆接的各件之间不能够严实贴合。为保证车架总成具有足够的强度和使用寿命，要求铆接后被铆接件应贴合紧密，3倍铆钉直径范围内间隙0.2mm。当内、外梁合梁间隙或各铆接件之间的装配间隙大于1mm时，应消除间隙后再铆；铆钉头与被铆接件之间若有间隙，点动铆钳，消除间隙后再铆，以避免构件被铆钉胀开。7镦头呈平台的产生原因其表现形式见图13，产生原因为铆窝形状不是标准的半圆球头形状，而是带有平台的半圆球台形状（见图14）。铆模制作不合格或铆模磨损过度导致，这样的铆模不得使用。8纠正预防措施通过对车架总成常见铆接缺陷的原因分析，明白了何种缺陷因素会导致何种缺陷的发生。如何克服这些缺陷因素，就成了工艺人员急需解决的重要任务。表2列出上述铆接缺陷因素的一些纠正预防措施，以期达到提升铆接质量的目的。作者：范永福单位：中国重汽集团福建海西汽车有限公司 上一个文章： 车辆动力总成传递的建议下一个文章： 整车性能技术综述