作者：武漢埃瑞特機(jī)械制造有限公司 袁濤 2017年1月11日 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明作者出處

注：需要了解更多自沖鉚接機(jī)，請(qǐng)點(diǎn)擊后面紅色字體鏈接：自沖鉚接機(jī)

正文：

自沖鉚接機(jī)到底是種什么設(shè)備，有什么用處，好處或優(yōu)勢(shì)是什么？一位國(guó)內(nèi)知名車企廠家的技術(shù)人員在電話中這樣問道我。是啊，自沖鉚接機(jī)也是最近幾年才進(jìn)入國(guó)內(nèi)的一種先進(jìn)的鉚接技術(shù)，很多技術(shù)人員對(duì)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(gòu)或使用自沖鉚接機(jī)，閱讀一下這篇文章對(duì)你一定會(huì)有所幫助。

1、自沖鉚接機(jī)的工作原理 自沖鉚接機(jī)，英文名稱為Self Piercing Riveting Machine，國(guó)外簡(jiǎn)稱SPR設(shè)備，國(guó)內(nèi)叫法也比較多如自刺穿鉚接機(jī)，自沖鉚槍，自沖鉚，鎖鉚等等。自沖鉚接機(jī)是一種普通的高效連接工藝，說其普通是因?yàn)樗褂脡毫χ苯訉€T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(jī)器僅需要2秒即可自動(dòng)完成裝釘→壓入→鉚接的全過程。下圖顯示了自沖鉚接機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的不同狀態(tài)。

自沖鉚接機(jī)原理圖

我們來詳細(xì)介紹下自沖鉚接機(jī)的鉚接原理：
板件進(jìn)入自沖鉚接機(jī)后第一步是對(duì)板件進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)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(yù)壓狀態(tài)下自沖鉚接機(jī)將鉚釘頂出進(jìn)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(kuò)張為喇叭口，形成鑲嵌連接體。

2、自沖鉚接機(jī)的發(fā)展
自沖鉚接機(jī)技術(shù)發(fā)源于二十世紀(jì)八十年代前葉的澳洲，原本早期自沖鉚接的應(yīng)用主要集中于工業(yè)上使用涂層、鍍層的鋼板連接領(lǐng)域，例如：空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)管線，房屋結(jié)構(gòu)框架，梯子和筒式金屬谷倉(cāng)等，但是由于技術(shù)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(jì)末期處，隨著鋁合金的廣泛使用，此時(shí)有兩種產(chǎn)品的出現(xiàn)給自沖鉚接機(jī)的普及帶來了廣闊的機(jī)遇。
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(guó)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(shù)，全車使用多達(dá)3200顆自沖鉚釘。 隨后，自沖鉚接機(jī)逐步進(jìn)入汽車制造領(lǐng)域并得到認(rèn)可。 另外一種產(chǎn)品就是母線槽，隨著基礎(chǔ)設(shè)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(jī)工藝取代。

3、自沖鉚接機(jī)的優(yōu)勢(shì)
 我總結(jié)的自沖鉚接機(jī)或自沖鉚接技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)
無需預(yù)先打孔，無廢料，無鐵屑產(chǎn)生
自沖鉚鉚接允許帶有非金屬夾層的材料進(jìn)行鉚接；
自沖鉚鉚接點(diǎn)沒有熱應(yīng)力集中，不會(huì)破壞材料表面鍍層；
自沖鉚鉚接點(diǎn)的動(dòng)態(tài)疲勞強(qiáng)度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于點(diǎn)焊等傳統(tǒng)薄板連接工藝；
可以連接金屬和非金屬材料和多層材料組合；
防水性、氣密性好；
自沖鉚鉚接點(diǎn)是利用特定模具沖壓成型，鉚接質(zhì)量穩(wěn)定；
通過檢測(cè)鉚接點(diǎn)外形幾何尺寸可以簡(jiǎn)便地進(jìn)行鉚接質(zhì)量判定，還可以實(shí)現(xiàn)無損傷檢測(cè)；
自沖鉚鉚接設(shè)備可以集成多點(diǎn)鉚接于一個(gè)沖程內(nèi)完成，極大地提高工作效率；
自沖鉚鉚接設(shè)備能耗較低，沒有煙塵排放，沒有噪音污染
在設(shè)備的一個(gè)沖程內(nèi)完成鉚接！工序簡(jiǎn)單，節(jié)省人工成本；
不損傷連接點(diǎn)出工作的鍍層或涂層，無須后序噴漆、電鍍；
連接的靜態(tài)連接強(qiáng)度為點(diǎn)焊的70%,動(dòng)態(tài)疲勞連接強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于點(diǎn)焊。

4、自沖鉚接機(jī)的介紹
   自沖鉚接機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為撥片式和齒輪式兩種。
   其根本區(qū)別在于鉚釘?shù)倪M(jìn)料方式不同，撥片式自沖鉚接機(jī)的鉚釘是通過撥片、彈片共同作用送入的，其長(zhǎng)時(shí)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(jī)的鉚釘則是通過齒輪撥動(dòng)料帶上的孔帶動(dòng)鉚釘送入，其后期維護(hù)更換工作少，送釘穩(wěn)定可靠。目前兩種機(jī)型市場(chǎng)都有銷售，撥片式價(jià)格會(huì)較為便宜，只要廠家能保證后續(xù)彈性配件的供應(yīng)，可放心選購(gòu)。相比之下齒輪式自沖鉚接機(jī)雖然價(jià)格略高，但考慮使用方便穩(wěn)定，我個(gè)人還是推薦首選。

撥片式自沖鉚接機(jī)

齒輪式自沖鉚接機(jī)

齒輪式自沖鉚接機(jī)槍頭特寫

自沖鉚接機(jī)根據(jù)使用方式又可以分為手持式和臺(tái)式兩種類型。
手持式自沖鉚接機(jī)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(dòng)的場(chǎng)合，這時(shí)使用手持式自沖鉚接機(jī)可以方便的移動(dòng)到需要鉚接的位置。同時(shí)手持式自沖鉚接機(jī)通過連接板與機(jī)器人連接，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的自沖鉚接機(jī)加工。

手持式自沖鉚接機(jī)使用狀態(tài)

手持自沖鉚接機(jī)器人使用狀態(tài)

臺(tái)式自沖鉚接機(jī)則是固定結(jié)構(gòu)，一般是將需要連接的零件拿到設(shè)備上進(jìn)行連接。或者將其應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)上。注意臺(tái)式自沖鉚接機(jī)絕大多數(shù)使用的是散裝鉚釘。

自沖鉚接機(jī)根據(jù)壓力來源又分為伺服壓缸型自沖鉚接機(jī)和普通壓缸型自沖鉚接機(jī)兩種。伺服壓缸可以精確控制鉚接力量，適合自動(dòng)化控制。

  
5、自沖鉚釘?shù)慕榻B

自沖鉚接機(jī)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(zhǎng)度種類豐富，在選用時(shí)，鉚釘?shù)拈L(zhǎng)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
料帶式自沖鉚釘是為了配合手持式自沖鉚接機(jī)上料而專門設(shè)計(jì)的，料帶上安裝有鉚釘，通過料帶的移動(dòng)，鉚釘逐顆送到自沖鉚接機(jī)槍室，從而完成鉚接自動(dòng)化的過程。

撒裝自沖鉚釘

散裝自沖鉚釘是為了臺(tái)式自沖鉚接機(jī)而設(shè)計(jì)的，臺(tái)式自沖鉚接機(jī)安裝有自動(dòng)選釘盤，自動(dòng)送料滑道，用戶只需把散裝鉚釘導(dǎo)入自動(dòng)選釘盤的鉚釘儲(chǔ)藏室即可，鉚釘會(huì)全自動(dòng)地送入鉚接位置。

5、自沖鉚接機(jī)的應(yīng)用
自沖鉚接可以廣泛地適用于制造業(yè)諸多方面：
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(jī)性的材料，極好地適應(yīng)防腐保護(hù)的要求；可以大批量生產(chǎn)，且鉚接過程可進(jìn)行監(jiān)控；可由傳送帶、鉚釘盒或可裝200-10000鉚釘?shù)墓茏庸⿷?yīng)，也可以從經(jīng)過篩選的100%合格的密封包裝隨用隨��；鉚接過程可手工操作或半自動(dòng)操作，或設(shè)計(jì)為裝配線全自動(dòng)化或機(jī)器人操作。
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(zhǎng)度分成很多不同類型，全面滿足用戶的工藝要求和應(yīng)用需要。

典型應(yīng)用實(shí)例
板材類型：鋁板，鋼板，塑料板或復(fù)合材料
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
低延伸率材質(zhì) 中碳鋼，有色合金或塑料板
高延伸率材質(zhì) HSLA鋼或DP & TRIP鋼
目前市場(chǎng)上常見的自沖鉚接品牌有IRIVET（埃瑞特），Henrob（亨羅布）等等。

6、自沖鉚接機(jī)面臨的問題
隨著應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，自沖鉚接機(jī)已經(jīng)進(jìn)入使用的新階段，目前如想進(jìn)一步推進(jìn)自沖鉚接機(jī)的廣泛應(yīng)用，需要解決如下幾個(gè)問題。
第一，降低成本，自沖鉚接機(jī)和自沖鉚釘目前售價(jià)都比較高，如進(jìn)口自沖鉚接機(jī)售價(jià)在10萬元人民幣左右，國(guó)產(chǎn)比較好的如武漢埃瑞特（IRIVET）價(jià)格是進(jìn)口的一半左右，也要5萬元上下。再比方自沖鉚接機(jī)用的鉚釘，進(jìn)口一顆在0.3-0.6元左右，國(guó)產(chǎn)的在0.2-0.3元左右。由于自沖鉚接機(jī)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(jìn)一步降低制造成本。
第二，自沖鉚接機(jī)對(duì)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(jī)目前連接鋼板極限厚度是6毫米，鋁板極限厚度是10毫米。
第三，自沖鉚接機(jī)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(jī)的沖針外徑就限制為8毫米，如果壓力過大會(huì)導(dǎo)致沖針的彎曲或斷裂，因此目前進(jìn)口或武漢埃瑞特的自沖鉚接機(jī)最大壓力限制為8噸，無法再繼續(xù)擴(kuò)大。這必然限制了自沖鉚接機(jī)的適用范圍和領(lǐng)域。