汽車拉索鉚合工藝研究

【摘? 要】拉索作為一種高效便捷的傳力裝置被應用于汽車傳動系統中，該部件的強度以及工作穩定性對于車輛安全性有著重要的作用，汽車拉索鉚合技術作為一種機械連接技術有助于提升汽車安全性和輕量化生產，通過對拉索的簡要介紹，對比傳統拉索連接方法和鉚合技術，分析出鉚合技術的優缺點，為拉索實際加工過程提供理論性參考建議。

【關鍵詞】汽車拉索;鉚合技術;對比分析

引言

拉索主要應用于汽車和摩托車的傳動系統中，可以實現對汽車和摩托車的換擋、制動、機蓋、油箱蓋、行李箱、門鎖、天窗、座椅等部件的控制，對汽車的駕駛安全性具有較大的影響。汽車拉索作為駕駛過程中使用較為頻繁的部件，其工作穩定性直接影響著相關部件的工作效率進而影響系統的工作效能，汽車拉索的主要失效形式有拉索斷裂、接頭破損、保護層老化等等。汽車拉索出現故障不僅會影響系統工作效能，而且對于汽車制造企業也會造成名譽損失，有很多汽車企業就因為汽車拉索質量不過關從而召回故障車輛，這對于企業造成了巨大的經濟損失更深層次降低了企業的核心競爭力。所以提升汽車拉索的質量有助于提升汽車的駕駛安全性并且對于企業有較高的經濟效益。

1.汽車拉索簡介

拉索（cable）由鋼絲繩、套管、套管帽、接頭、各種連接件等組成，其結構簡單且可以大量布置在狹小空間內，相較于剛性傳動機構以及液壓傳動機構，汽車拉索作為汽車的傳力機構具有無可取代的優勢，汽車拉索按照作用部件的不同可以分為換擋拉索、制動拉索、機蓋拉索、油箱蓋拉索、行李箱拉索、天窗拉索、座椅拉索等，雖然作用部件不同但是工作原理大致相同，都是通過鋼絲繩的拉動作用實現對相關部件的控制。其中，制動駐車拉索是應用最為廣泛的拉索機構，換擋拉索以及離合拉索主要應用于手動換擋機構，而不可忽視的還有目前大部分車輛還在采用的座椅拉索。

座椅拉索直接影響座椅的操作性，進而間接影響車輛的主動安全性以及乘坐舒適性。此外，鋼絲繩的粗細還直接影響駕駛員或者乘客調節座椅的方便程度，目前座椅拉索機構的鋼絲繩直徑一般為1.5mm左右。在拉索布置過程中一般會采用距離最短的布線原則，在布線過程中還應盡量避免拉索彎折的現象出現。

2.拉索鉚合工藝分析

2.1傳統連接方法

傳統連接方法主要有兩種：焊接和螺栓連接。對于焊接，主要是通過升溫和加壓，或者兩者并用的方式使兩個部件連接在一起，常用的焊接方法有點焊、氬弧焊、氧焊等等，這些方法的工作原理都是借助待焊部件和焊條之間產生高溫穩定的焊弧，再將待連接部件表面融化結合到一起。對于焊接，主要存在的問題有：（1）焊接工藝參數復雜，容易產生毛刺、氣孔、裂紋、邊緣點焊、漏焊等問題;（2）不同材料的表面焊接困難;（3）焊接質量的評判方法目前只有外觀目視和剝離破壞性檢驗，加大了質量控制的難度。而螺栓連接是通過螺紋和螺栓之間的相互咬合實現兩零部件的連接，汽車拉索連接件采用這種連接方式不僅降低了連接件的機械強度而且其連接可靠性較低。

2.2拉索沖壓鉚合工藝

拉索鉚合工藝（cable riveting process）可以歸為塑性連接技術，借助外力將套管帽或連接件與套管相互擠壓并縮小內徑，使套管帽或連接件出現塑性變形進而實現零部件緊密連接的目的，常見的拉索鉚合方法有沖壓鉚接、旋轉鉚接、自沖鉚接、碾壓鉚接等等，目前國內常用于拉索鉚合的方法為沖壓鉚接。

沖壓鉚接是通過專用的模具匹配對應的零件，在專用的壓力裝置上進行沖壓，將零件擠壓成圖紙要求的尺寸，從而實現結合的機械連接。

在沖壓鉚接過程中，所需的壓力根據零件與模具的尺寸確定。沖壓鉚接過程需要工裝限位，即通過借助模具才能完成鉚接過程，由于零件的不同所需模具結構不同，因而模具無法通用。但是沖壓鉚接過程受力迅速，鉚接效率高，且在連接底部既無棱邊也無毛刺，表面光滑，故鉚接點可承受很高的動載荷。

在小規格套管方面推廣沖壓鉚接技術還需要進行大量研究。模具的選型和沖壓力的選配是其應用的關鍵點。在明確鉚合連接點的強度和最小拉脫力的條件下，制定沖壓鉚接工藝首要工作是選取模具形狀和沖壓力。目前模具和沖壓力的選擇是通過進行大量的沖壓鉚接及拉脫力試驗得到的，耗費大量人力物力和生產成本，因此在模具選型及沖壓力選配前如何通過有效仿真對沖壓鉚接進行研究，從而獲得合理沖壓鉚接模具形狀及沖壓力參數是目前研究的重點。

除此之外，還應對被鉚合零件的強度和模具硬度等因素進行考慮。影響鉚接點強度的因素是多方面的，如被鉚合零件的材料性質、表面狀態、模具結構參數、模具材料性質、模具表面狀態、模具磨損程度、模具定位精度、沖壓力、沖壓速度等。在眾多參數中，影響沖壓鉚接點強度的關鍵因素還未完全確定，導致目前很難對沖壓強度波動進行合理分析，即難以判斷產生強度波動的原因是零件材料問題、模具問題還是工藝問題，因此研究影響沖壓鉚接點強度的關鍵因素對設計分析并解決沖壓鉚接點強度問題十分必要。

并且，還應對沖壓鉚接的質量監控進行研究。目前判斷沖壓鉚接點強度是否滿足要求的方法是通過測量鉚接后接頭的拉脫力來進行的，即采用破壞性試驗進行質量監控。而在拉索生產過程中，由于模具磨損等原因，可能產生在兩次定期檢測之間鉚接點強度大大降低的現象，嚴重影響拉索質量。因此，如何在生產過程中有效監控沖壓鉚接點質量的亟待解決的問題。

2.3拉索鉚合工藝比較

相較于傳統的拉索連接方法，鉚合工藝具有以下優點：（1）鉚合完成后零件精度高，表面質量高，不需要重新加工零件;（2）鉚合連接強度高，工件的連接強度完全取決于鉚合件的機械強度，與工件本身無關;（3）加工效率高且成本低，對操作人員的技術水平和熟練程度要求不高，鉚合工藝可以適用于流水線生產并且借助大批量生產間接降低加工成本。

鉚合工藝相較于傳統連接方法還具有以下缺點：（1）在沖壓鉚接過程中易將零件中部鐓粗，松緊度不易保證;（2）操作鉚接機有安全隱患，需要做好安全防護;（3）機械式鉚合機工作時的噪音比較大;（4）裂紋和毛刺，在加工過程中各處施加的鉚接沖壓力不同極易導致接頭出現裂紋，影響拉索的工作穩定性。

參考文獻

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作者簡介：謝銳，男，漢族，四川南充人，大專，助理工程師，主要負責新產品過程開發。