TO鈑金件沖壓連接技術(shù)

1、TOX鈑金件沖壓連接技術(shù)1. 概述現(xiàn)代汽車工業(yè)的劇烈競(jìng)爭(zhēng)和快速開展，對(duì)汽車中板件連接技術(shù)和工業(yè)提出了 越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的點(diǎn)焊，鉚接作為工業(yè)界常用的不可拆卸式金屬板件 點(diǎn)連接方法。均存在著經(jīng)濟(jì)及技術(shù)上的缺乏和使用上的局限性。由德國(guó)托克 斯沖壓技術(shù)開發(fā)的TOX系列板件沖壓連接技術(shù)，成功的解決了這些 問題，并在國(guó)際汽車制造中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。2原理TOX 板件沖壓連接技術(shù)又稱無(wú)鉚釘鉚接，是在 TOX氣液增力缸式?jīng)_壓 連接設(shè)備上，采用TOX專用連接模具對(duì)被連接板件進(jìn)行冷擠壓，通過板件自 身材料的塑性變形，形成TOX連接圓點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)。TOX連接模具及連接點(diǎn)的形 成過程如圖1所示。從連接圓點(diǎn)的截面

2、圖上可以看出，在 TOX氣液增力 缸產(chǎn)生的特殊沖壓力作用下， 凸模一側(cè)的板件材料被擠壓到凹模側(cè)的板件內(nèi)， 在進(jìn)一步的擠壓過程中，板件材料塑性“流動(dòng)。形成燕尾狀鑲嵌，如此即 可形成一個(gè)既無(wú)棱邊亦無(wú)毛刺的 TOX連接圓點(diǎn)。TOX連接圓點(diǎn)的形成不會(huì)影 響此處板件的抗腐蝕性，因?yàn)樵?TOX連接圓點(diǎn)的形成過程中，板件的鍍層或 漆層也隨之一起塑性變形“流動(dòng)而無(wú)撕裂損傷。在所形成的有凸起的TOX連接圓點(diǎn)根底上，再用TOX平點(diǎn)連接模具， 再次擠壓，即可形成TOX平點(diǎn)連接參見圖2。兩種連接點(diǎn)的連接強(qiáng)度幾 乎相同。圖1 圖23. TOX點(diǎn)連接強(qiáng)度分析圖3為TOX連接圓點(diǎn)的金相照片衛(wèi)-cllrWC' 2 1

3、3' i' 1 I Nk 1入占亡丘毗卜沖七-JcndCDL；和比9 *11 枕* 說(shuō) rgpur*FinBfe:h£l 103A呻尹葉SMIfl HVeimdM： l伽怦11通過圖3 TOX連接圓點(diǎn)金相照片可以看出，板件材料在擠壓形成的TOX連接圓點(diǎn)處，其內(nèi)部晶粒結(jié)構(gòu)被細(xì)化及有序化排列見圖 3，材料硬度得到提高，而且在最薄弱的局部，其硬度值提高最大。這說(shuō)明在TOX連接點(diǎn)處板件材料的機(jī)械性能不僅沒有受到損害反而有了很大提高。此外由圖3可看出，在TOX連接圓點(diǎn)處，材料均是塑性范圍內(nèi)變形，其內(nèi)部晶粒本身及晶粒之間根本無(wú)撕裂損傷，由此保證了 TOX連接圓 點(diǎn)處無(wú)應(yīng)力集中。所

4、以TOX點(diǎn)不僅通過其板件材料的互相鑲嵌而具有足夠的靜態(tài)抗剪抗拉連接強(qiáng)度，而且還具有極佳的動(dòng)態(tài)疲勞連接強(qiáng)度。相同條件下，TOX1接圓點(diǎn)的動(dòng)態(tài)疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于點(diǎn)焊，這已被汽車等工業(yè)領(lǐng)域的大量應(yīng)用實(shí)踐所證實(shí)。4. TOX連接技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性曹豈直8一 Aid1 iTOpwraHingi*jL：rv:ru圖5為TOX連接與點(diǎn)焊連接在設(shè)備投資、工裝模具費(fèi)用、加工運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用 等方面的比擬?？梢钥闯鯰OX連接技術(shù)與點(diǎn)焊技術(shù)相比，在經(jīng)濟(jì)性方面也具 有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。大量生產(chǎn)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，TOX4接費(fèi)用大約是點(diǎn)焊連接費(fèi) 用的 40% 70%。圖5TOX沖壓連接的出現(xiàn)還改變了傳統(tǒng)的板件加工工藝流程，減少了加工工序和物料轉(zhuǎn)

5、移，大大 地降低了生產(chǎn)本錢。例如，傳統(tǒng)的鋼板件加工一般需如下工序及物料轉(zhuǎn)移： 而采用TOX沖壓連接技術(shù)，因可對(duì)有鍍層或漆層的板件直接進(jìn)行連接，并且 即使在連接點(diǎn)處亦不損傷工件外表的鍍層或漆層，故工藝過程及物料轉(zhuǎn)移可 改為： 加工工序和物料轉(zhuǎn)移的減少，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)，尤其對(duì)大規(guī)模大批量生產(chǎn)如汽 車工業(yè)，家電工業(yè)等，其本錢的降低是極其顯著的。TOX連接作為一種冷沖壓加工，還可以根據(jù)實(shí)際工件的具體要求，方便 可靠地進(jìn)行多點(diǎn)連接，一次沖壓加工，即可同時(shí)幾點(diǎn)、十幾點(diǎn)甚至幾十點(diǎn)的 連接。TOX連接模具也可以與工件折彎成型模具組配構(gòu)成復(fù)合模具，一次沖壓加工即可同時(shí)完成工件的折彎成型和連接，生產(chǎn)效率極高 此外，T

6、OX連接點(diǎn)的連接強(qiáng)度可無(wú)損傷檢測(cè)，這一在所有點(diǎn)連接技術(shù)中 TOX所獨(dú) 具的質(zhì)量檢測(cè)方法，完全適應(yīng)了現(xiàn)代化工業(yè)對(duì)連接加工過程自動(dòng)化的要求。如圖 6所示，只要測(cè)得TOX連接點(diǎn)的底厚值“ X，即可知道該點(diǎn)的抗剪抗拉強(qiáng)度。利用這一特性可以簡(jiǎn)便可靠地將 TOX連接加工過程自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)檢測(cè), 嚴(yán)格保證每一點(diǎn)的連接質(zhì)量，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率， 降低了生產(chǎn)成 本。圖65. TOX中壓連接設(shè)備TOX連接圓點(diǎn)的形成歸功于全新的TOX氣液增力缸式?jīng)_壓設(shè)備及TOX專 用連接模具。設(shè)備的動(dòng)力執(zhí)行缸為 TOX氣液增力缸，它集氣缸和液壓缸的優(yōu) 勢(shì)于一體，利用氣液增壓原理，以最大普通壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，無(wú)需液壓

7、系統(tǒng)即可將密封在缸體內(nèi)的液壓油增壓至 40-56Mpa,由此產(chǎn) 生2-2000KN的沖壓力。該缸為三行程缸快進(jìn)行程、力行程，返回行程，見圖7,具有最先進(jìn)的軟到位及增力自適應(yīng)功能。快進(jìn)行程可使模具快速小力到達(dá) 工件外表，這不僅提高了生產(chǎn)效率，保護(hù)了模具及工件，實(shí)現(xiàn)了無(wú)噪聲沖壓加工， 更為重要的是極大地提高了沖壓加工質(zhì)量。 碰到工件后，缸自動(dòng)產(chǎn)生增力，實(shí)現(xiàn) 力行程，完成沖壓加工。此后靠壓縮空氣及回位彈簧作用，快速返回。整個(gè)過程 空氣耗量極少，與一般沖壓設(shè)備相比，最高節(jié)能可達(dá)90%。此外該缸沖壓力和三行程以及各行程速度皆可在規(guī)定范圍內(nèi)無(wú)極調(diào)節(jié)，并可計(jì)算機(jī)編程控制。極高的可靠性，保證了 TOX氣液增力

8、缸先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)特性， 使其成為當(dāng)今世界 上性能最正確的沖壓缸。正是以其為根底，才研制開發(fā)出如此完美的TOX沖壓連接 技術(shù)，并使其迅速地在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。6. TOX連接技術(shù)的適應(yīng)范圍及應(yīng)用通過冷擠壓而實(shí)現(xiàn)的TOX點(diǎn)連接技術(shù),其適應(yīng)范圍極廣。理論上講只要能 發(fā)生塑性變形的金屬板材都可以采用 TOX連接，即使對(duì)不銹鋼這種塑性較差 的材料，TOX連接同樣可以到達(dá)相當(dāng)好的效果。TOX點(diǎn)連接技術(shù)的應(yīng)用范圍見附表。板件材料板件厚度板件外表板件層數(shù)相同金屬材料最小單板厚度無(wú)鍍層的2,3層不同金屬材料最大組合板厚單面或雙面鍍層中間夾層板材于型材鋼板約為8mm噴漆的紡織物,塑銅鋁板約為覆塑料薄膜料

9、，箔，薄膜，11mm有油或枯燥外表紙，密封材料， 絕緣材料此外TOX連接過程中無(wú)環(huán)境污染、無(wú)噪聲，板件亦無(wú)連接變形等優(yōu)勢(shì)，也促 進(jìn)了這一技術(shù)的推廣。TOX技術(shù)問世僅十多年，已得到極其廣泛的應(yīng)用。從汽車 行業(yè)到家用電器，工業(yè)電器行業(yè)，TOX連接都顯示出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。目前作為一種 新的金屬板件點(diǎn)連接工藝標(biāo)準(zhǔn)，被興旺工業(yè)國(guó)家廣泛采用。國(guó)外幾乎所有的汽車 上都可以看到TOX連接。許多汽車零部件，如搖窗機(jī)、車頂窗、車燈導(dǎo)板等，都 已將TOX連接作為標(biāo)準(zhǔn)工藝。圖8為德國(guó)群眾公司采用TOX連接工藝進(jìn)行車身連 接的無(wú)人生產(chǎn)線；圖9為山東巨力集團(tuán)采用TOX技術(shù)用于農(nóng)用車車箱板連接。圖8圖97 結(jié)束語(yǔ)隨著現(xiàn)代工業(yè)開展的要求，未來(lái)的板件將進(jìn)一步朝著復(fù)合型、功能型方 向開展。由于全社會(huì)對(duì)環(huán)保日趨重視，鍍層涂層板材以及輕型材質(zhì)板材如 汽車用鋁合金板材必將得到更廣泛的應(yīng)用，而傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝很大程度上 阻礙了這一開展。因此，如何解決好這些新型板材的連接問題，不僅對(duì)這些 板材的廣泛應(yīng)用是個(gè)關(guān)鍵，而且對(duì)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量提高和本錢降低也是 至關(guān)重要。TOX連接技術(shù)必將在此過程中發(fā)揮