機械工程師必修課：自沖鉚接技術和自沖鉚接機

作者：袁濤 武漢埃瑞特機械制造有限公司 謝絕轉載

自沖鉚接技術是最近幾年流行的薄板件連接技術，作為一名機械工程師，我們應該對這個技術了解和熟悉，否則就OUT了。

在了解埃瑞特自沖鉚接技術（自沖鉚接機）工作原理和工作機制前，我們先介紹下什么是自沖鉚接技術，自沖鉚接其英文名稱為Self Piercing Riveting Machine，國外簡稱SPR設備，國內叫法也比較多如自刺穿鉚接機，自沖鉚槍，自沖鉚，鎖鉚等等。自沖鉚接機是一種普通的高效連接工藝，說其普通是因為它使用壓力直接將鉚釘壓入金屬內，原理簡單明了，說其高效則是由于它無需鉆孔，無需人工裝配鉚釘，機器僅需要2秒即可自動完成裝釘→壓入→鉚接的全過程。在未來的機械設備加工工藝中，自沖鉚接技術將可以預見的出現(xiàn)更廣泛的應用，特別適合薄板件連接的自沖鉚接機會取代普通鉚接機，電焊機，從而占有重要的一席之地，今天我們就重點了解一下自沖鉚接機的工作原理。

自沖鉚接機原理圖

下面講解自沖鉚接機工作原理和機制，請參照上圖，講解步驟從圖示從左向右進行，本步驟適合武漢埃瑞特出產的自沖鉚接機，其它品牌僅供參考

1、自沖鉚釘進入自沖鉚接機待鉚位置自沖鉚接機的槍頭上有一個預壓位，通過三個鋼珠限制鉚釘不會掉出來

2、自沖鉚接機預壓頭下壓，通過預壓可以將需要連接的板件壓平，防止后續(xù)加工中板件出現(xiàn)變形

3、活塞下壓鉚釘，鉚釘被刺入第一層材料

4、活塞繼續(xù)施加壓力鉚釘完全刺穿第一層材料，并進入第二層材料，此時由于下模的作用，鉚釘被漲開形成喇叭口，鑲嵌在第二層材料內。

5、繼續(xù)保壓一段時間，將自沖鉚釘與板件的縫隙消除，形成一個平面。

上圖我們就可以看到實際自沖鉚接后的效果。

在整個自沖鉚接過程中，預壓裝置是一直工作的，如沒有預壓裝置，在強力的作用下，板件很容易產生翻起的不良變形。

那應用自沖鉚接技術的設備就稱之為自沖鉚接機，目前比較有名的品牌有中國的埃瑞特（IRIVET）、國外的亨羅布（HENROB）、博爾霍夫（BOLLHOFF）等。下面以武漢埃瑞特自沖鉚接機為例，說明下自沖鉚接技術的各種實現(xiàn)形式。

手持自沖鉚接機：自沖鉚槍也稱之為自沖鉚槍，自刺穿鉚接機，鎖鉚，SPR-Self Piercing Riveting,自沖鉚槍,自沖鉚鉗,自沖鉚設備

機器人自沖鉚接機：將自沖鉚槍鏈接到機器人手臂上，通過機器手臂動作，完結不同方位，不同視點的自沖鉚接加工

自動自沖鉚接機：振動盤款的主動上釘自沖鉚接機，歸于立式結構，運用散裝鉚釘

伺服自沖鉚接機：自沖鉚接技能復合伺服壓缸技能的統(tǒng)一體，去除煩人的長油管，沒有需求維護的液壓站，鉚接力、鉚接行程操控準確

多功能自沖鉚接機：埃瑞特規(guī)劃的外觀美麗一起能夠臺式也能夠手持運用的多功能自沖鉚槍。

數(shù)控自沖鉚接機：數(shù)控自沖鉚接機是將自沖鉚接機設備于數(shù)控渠道設備上,然后完結自沖鉚接機的數(shù)字化操控...

臺式自沖鉚接機：武漢埃瑞特臺式自沖鉚接機能夠設備在主動化設備上，運用絲桿等驅動方法完結主動移動方位鉚接

便攜電動充電自沖鉚接機：比手持自沖鉚接機愈加細巧，電動驅動，個別雖小，能量卻極大，這就是便攜自沖鉚接機

立式自沖鉚接機：立式自沖鉚接機的運用愈加便利，其落位在地上，結實安穩(wěn)，合適零件細巧的加工件，如鋁單板，機箱殼體等等

自沖鉚接機模具配件：埃瑞特的自沖鉚接機配件足夠，運用10年依然有配件供貨，大廠產品，運用無憂。

自沖鉚接機根據(jù)使用方式又可以分為手持式、臺式、立式、伺服、自動和數(shù)控等多種類型，他們的區(qū)別如下。

手持式自沖鉚接機配合彈簧平衡器使用，一般使用在零件比較大，無法方便的搬動的場合，這時使用手持式自沖鉚接機可以方便的移動到需要鉚接的位置。同時手持式自沖鉚接機通過連接板與機器人連接，可以實現(xiàn)自動化的自沖鉚接機加工。

手持式自沖鉚接機使用狀態(tài)

手持自沖鉚接機器人使用狀態(tài)

臺式或立式自沖鉚接機則是固定結構，一般是將需要連接的零件拿到設備上進行連接�；蛘邔⑵鋺糜跀�(shù)控系統(tǒng)上。注意臺式或立式自沖鉚接機絕大多數(shù)使用的是散裝鉚釘。

立式自沖鉚接機中又分為兩種，使用料帶鉚釘和使用散裝鉚釘，使用散裝鉚釘?shù)淖詻_鉚接機稱之為自動自沖鉚。它使用振動盤自動上鉚釘，效率更高，鉚接質量更好，同時配有防壓手裝置，前置面板的輔助鉚接功能，使用上更便捷。由于使用散裝鉚釘，自動自沖鉚接機沒有槍頭結構，因此還可以完成無鉚釘，有鉚釘，沖孔的其他功能應用。

自動自沖鉚接機圖片

自沖鉚接機根據(jù)壓力來源又分為伺服壓缸型自沖鉚接機和普通壓缸型自沖鉚接機兩種，而使用伺服壓缸的自沖鉚接機，我們稱之為伺服自沖鉚接機，該機可以精確控制鉚接力量，適合自動化控制。一般機器人上使用的較多的都是這種。

在便攜移動需要的場所，埃瑞特開發(fā)了電動便攜自沖那個鉚接機，這個在很多4S店都可以看到，主要用于高檔鋁合金車身的維修鉚接。因為便攜的特點，每次充滿電池可以鉚接100~200多顆鉚釘，因此該型自沖鉚接機不太適合大批量生產的場合。

有些技術人員又說，好像自沖鉚接技術和無鉚釘鉚接技術比較接近啊，這個確實如此，但是還是有較大差距

自沖鉚接和無鉚釘鉚接到底有什么區(qū)別呢？下面先放出兩種鉚接機設備的圖片做個對比。

1、鉚接原理不同

無鉚釘鉚接機是通過上下板件的內凹變形，形成鎖扣結構，直接將板材連接的設備。無鉚釘鉚接機也可稱為TOX鉚接機，無釘鉚接機等，主要應用于薄板如鋼板，鍍鋅板，鐵板之間的鉚接。其原理如下圖

自沖鉚接機也被稱為自刺穿鉚接機、鎖鉚機、埃瑞特鉚接機，是一種使用特制的，堅硬的自沖鉚釘，通過壓力刺穿上層的薄板，然后通過模具的擴張作用，在下層板內形成喇叭口，從而鎖住上下兩層板件。

2、應用范圍不同

無鉚釘鉚接設備適用于鋼板，鐵板，鍍鋅板等材質連接，但并不適用于鋁板等。自沖鉚接機是直接適用鋁板，鋼鋁混合材料之間鉚接。

3、連接強度不同

無鉚釘鉚接機連接強度相對自沖鉚接機要低很多，因此在結構承重件，安全件上，采用該無鉚釘?shù)墓に囘�較少。自沖鉚接機則強度可以媲美點焊，同時抗疲勞強度也優(yōu)異。

4、設備動力不同

無鉚釘鉚接機一般使用氣液增壓缸，只需要供給壓縮空氣即，自沖鉚接機使用液壓缸，需要獨立的液壓油站提供動力。

5、使用成本不同

無鉚釘鉚接機使用過程中使用氣源，整機電力功率僅僅100瓦，且無需耗材，模具耐用。自沖鉚接機使用液壓驅動，電力功耗在3-4KW，使用專用自沖鉚釘，其使用成本較無鉚釘鉚接機高出不少。目前昂貴的鋁合金車身制造使用的就是自沖鉚接機。