汽车拉索铆合工艺研究

【摘  要】拉索作为一种高效便捷的传力装置被应用于汽车传动系统中，该部件的强度以及工作稳定性对于车辆安全性有着重要的作用，汽车拉索铆合技术作为一种机械连接技术有助于提升汽车安全性和轻量化生产，通过对拉索的简要介绍，对比传统拉索连接方法和铆合技术，分析出铆合技术的优缺点，为拉索实际加工过程提供理论性参考建议。

【关键词】汽车拉索;铆合技术;对比分析

引言

拉索主要应用于汽车和摩托车的传动系统中，可以实现对汽车和摩托车的换挡、制动、机盖、油箱盖、行李箱、门锁、天窗、座椅等部件的控制，对汽车的驾驶安全性具有较大的影响。汽车拉索作为驾驶过程中使用较为频繁的部件，其工作稳定性直接影响着相关部件的工作效率进而影响系统的工作效能，汽车拉索的主要失效形式有拉索断裂、接头破损、保护层老化等等。汽车拉索出现故障不仅会影响系统工作效能，而且对于汽车制造企业也会造成名誉损失，有很多汽车企业就因为汽车拉索质量不过关从而召回故障车辆，这对于企业造成了巨大的经济损失更深层次降低了企业的核心竞争力。所以提升汽车拉索的质量有助于提升汽车的驾驶安全性并且对于企业有较高的经济效益。

1.汽车拉索简介

拉索（cable）由钢丝绳、套管、套管帽、接头、各种连接件等组成，其结构简单且可以大量布置在狭小空间内，相较于刚性传动机构以及液压传动机构，汽车拉索作为汽车的传力机构具有无可取代的优势，汽车拉索按照作用部件的不同可以分为换挡拉索、制动拉索、机盖拉索、油箱盖拉索、行李箱拉索、天窗拉索、座椅拉索等，虽然作用部件不同但是工作原理大致相同，都是通过钢丝绳的拉动作用实现对相关部件的控制。其中，制动驻车拉索是应用最为广泛的拉索机构，换挡拉索以及离合拉索主要应用于手动换挡机构，而不可忽视的还有目前大部分车辆还在采用的座椅拉索。

座椅拉索直接影响座椅的操作性，进而间接影响车辆的主动安全性以及乘坐舒适性。此外，钢丝绳的粗细还直接影响驾驶员或者乘客调节座椅的方便程度，目前座椅拉索机构的钢丝绳直径一般为1.5mm左右。在拉索布置过程中一般会采用距离最短的布线原则，在布线过程中还应尽量避免拉索弯折的现象出现。

2.拉索铆合工艺分析

2.1传统连接方法

传统连接方法主要有两种：焊接和螺栓连接。对于焊接，主要是通过升温和加压，或者两者并用的方式使两个部件连接在一起，常用的焊接方法有点焊、氩弧焊、氧焊等等，这些方法的工作原理都是借助待焊部件和焊条之间产生高温稳定的焊弧，再将待连接部件表面融化结合到一起。对于焊接，主要存在的问题有：（1）焊接工艺参数复杂，容易产生毛刺、气孔、裂纹、边缘点焊、漏焊等问题;（2）不同材料的表面焊接困难;（3）焊接质量的评判方法目前只有外观目视和剥离破坏性检验，加大了质量控制的难度。而螺栓连接是通过螺纹和螺栓之间的相互咬合实现两零部件的连接，汽车拉索连接件采用这种连接方式不仅降低了连接件的机械强度而且其连接可靠性较低。

2.2拉索冲压铆合工艺

拉索铆合工艺（cable riveting process）可以归为塑性连接技术，借助外力将套管帽或连接件与套管相互挤压并缩小内径，使套管帽或连接件出现塑性变形进而实现零部件紧密连接的目的，常见的拉索铆合方法有冲压铆接、旋转铆接、自冲铆接、碾压铆接等等，目前国内常用于拉索铆合的方法为冲压铆接。

冲压铆接是通过专用的模具匹配对应的零件，在专用的压力装置上进行冲压，将零件挤压成图纸要求的尺寸，从而实现结合的机械连接。

在冲压铆接过程中，所需的压力根据零件与模具的尺寸确定。冲压铆接过程需要工装限位，即通过借助模具才能完成铆接过程，由于零件的不同所需模具结构不同，因而模具无法通用。但是冲压铆接过程受力迅速，铆接效率高，且在连接底部既无棱边也无毛刺，表面光滑，故铆接点可承受很高的动载荷。

在小规格套管方面推广冲压铆接技术还需要进行大量研究。模具的选型和冲压力的选配是其应用的关键点。在明确铆合连接点的强度和最小拉脱力的条件下，制定冲压铆接工艺首要工作是选取模具形状和冲压力。目前模具和冲压力的选择是通过进行大量的冲压铆接及拉脱力试验得到的，耗費大量人力物力和生产成本，因此在模具选型及冲压力选配前如何通过有效仿真对冲压铆接进行研究，从而获得合理冲压铆接模具形状及冲压力参数是目前研究的重点。

除此之外，还应对被铆合零件的强度和模具硬度等因素进行考虑。影响铆接点强度的因素是多方面的，如被铆合零件的材料性质、表面状态、模具结构参数、模具材料性质、模具表面状态、模具磨损程度、模具定位精度、冲压力、冲压速度等。在众多参数中，影响冲压铆接点强度的关键因素还未完全确定，导致目前很难对冲压强度波动进行合理分析，即难以判断产生强度波动的原因是零件材料问题、模具问题还是工艺问题，因此研究影响冲压铆接点强度的关键因素对设计分析并解决冲压铆接点强度问题十分必要。

并且，还应对冲压铆接的质量监控进行研究。目前判断冲压铆接点强度是否满足要求的方法是通过测量铆接后接头的拉脱力来进行的，即采用破坏性试验进行质量监控。而在拉索生产过程中，由于模具磨损等原因，可能产生在两次定期检测之间铆接点强度大大降低的现象，严重影响拉索质量。因此，如何在生产过程中有效监控冲压铆接点质量的亟待解决的问题。

2.3拉索铆合工艺比较

相较于传统的拉索连接方法，铆合工艺具有以下优点：（1）铆合完成后零件精度高，表面质量高，不需要重新加工零件;（2）铆合连接强度高，工件的连接强度完全取决于铆合件的机械强度，与工件本身无关;（3）加工效率高且成本低，对操作人员的技术水平和熟练程度要求不高，铆合工艺可以适用于流水线生产并且借助大批量生产间接降低加工成本。

铆合工艺相较于传统连接方法还具有以下缺点：（1）在冲压铆接过程中易将零件中部镦粗，松紧度不易保证;（2）操作铆接机有安全隐患，需要做好安全防护;（3）机械式铆合机工作时的噪音比较大;（4）裂纹和毛刺，在加工过程中各处施加的铆接冲压力不同极易导致接头出现裂纹，影响拉索的工作稳定性。

参考文献

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作者简介：谢锐，男，汉族，四川南充人，大专，助理工程师，主要负责新产品过程开发。