緊固車輛部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及車輛制造領(lǐng)域。更具體地，本公開屬于緊固車輛部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]皮卡車是具有后面的頂部敞開的貨物區(qū)(通常稱為車廂)的機(jī)動車輛。皮卡車流行的原因在很大程度上在于車廂允許皮卡車以多種不同的方式使用，包括運(yùn)載各種類型的貨物和拖曳多種類型的拖車。傳統(tǒng)上，皮卡車上的車身的大部分結(jié)構(gòu)由鋼合金形成。通過多年的經(jīng)驗(yàn)，皮卡車的設(shè)計(jì)者已經(jīng)學(xué)會了如何設(shè)計(jì)能夠經(jīng)受各種苛刻的皮卡車應(yīng)用的鋼制卡車車身部件。當(dāng)前的監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)環(huán)境使得皮卡車燃料效率更高、功能更多以及耐用性更好的重要性提高。減少車輛(尤其是當(dāng)空載時(shí))的燃料消耗的一種方式是減少車輛的結(jié)構(gòu)重量。
[0003]與鋼合金相比，鋁合金通常具有更高的強(qiáng)度重量比。因此，對于各種車輛部件用鋁代替鋼提供了減輕重量的可能性。然而，鋁的彈性模量通常小于鋼的彈性模量。同樣，對鋼部件行得通的接合部件的制造技術(shù)和方法對于同樣的鋁部件可能行不通。由于這些和其他區(qū)別，導(dǎo)致簡單的材料替換不一定產(chǎn)生可接受的設(shè)計(jì)。已知將車輛部件接合在一起以形成車輛結(jié)構(gòu)的多種方法，每種方法都具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。一些方法不適合于將由一種材料制成的部件接合到由不同材料制成的部件。
[0004]適合于接合部件(包括由不同材料制成的部件)的一種方法是自沖鉚接工藝。在圖1和2中描繪了自沖鉚接工藝。包括前部件10和后部件12的部件堆夾在模具16和坯件保持件18之間。模具包括突起20。通過沖壓機(jī)24迫使鉚釘22進(jìn)入堆中。在圖1中，鉚釘22剛開始使堆中的材料變形。在圖2中，已經(jīng)迫使鉚釘進(jìn)入堆中足夠遠(yuǎn)，遠(yuǎn)到使得鉚釘?shù)念^與前部件10的頂表面大致平齊，這使前部件10和后部件12塑性變形。在該工藝期間推入模具中的材料稱為紐扣(button)。圖3示出了穿過該紐扣的剖面。注意，鉚釘24已刺穿前部件10并延伸到后部件12中，同時(shí)形成喇叭口。通過這種鉚釘向外張開產(chǎn)生機(jī)械互鎖，其中，互鎖的一個測量值可被描述為直徑D2和Dl的差除以2。Dl是在前部件10和后部件12之間的交界處鉚釘?shù)闹睆?。D2是向外張開的鉚釘?shù)奈膊康淖畲笾睆健?br>[0005]在自沖鉚接工藝中可能遇到兩種故障模式。在一種故障模式下，未建立使部件互鎖所需的直徑關(guān)系。在一些情況下，可通過使用更長的鉚釘解決未互鎖故障模式。在第二種故障模式下，后部件在紐扣的基部破裂。這可使對腐蝕敏感的表面暴露。此外，可施加在部件之間的粘合劑可通過破裂處擠出，并可聚集在模具16的突起20上，除非清潔掉，否則會影響未來的接合。在一些情況下，可通過使用更短的鉚釘解決第二故障模式(稱為穿破)。然而，在一些情況下，例如當(dāng)后部件相對于前部件薄時(shí)，長度足以實(shí)現(xiàn)互鎖的鉚釘對于避免穿破來說又太長。因此，自沖鉚接工藝傳統(tǒng)上局限于后部件相對厚處的接合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種將后部件連接到前部件的方法包括:將后部件夾在前部件和專用支承板之間；向前部件施加力，以使前部件、后部件和專用支承板塑性變形而建立互鎖。在自沖鉚接工藝中，例如，通過將鉚釘插入穿過前部件和后部件至專用支承板中而施加力。在鉚釘插入期間當(dāng)鉚釘形成喇叭口時(shí)，建立互鎖，使得在后部件和專用支承板的交界處鉚釘?shù)闹睆叫∮诟钊雽Ｓ弥С邪逯械你T釘?shù)闹睆?。在自沖鉚接工藝中，延伸到專用支承板中的材料是鉚釘。該工藝可應(yīng)用于如下情況:在沒有專用支承板的情況下，如果使用足夠長的鉚釘以實(shí)現(xiàn)互鎖，則后部件會破裂(稱為穿破)。該工藝可與粘合劑的使用相結(jié)合地使用。該方法可應(yīng)用于后部件比前部件薄的接合處，后部件的厚度小于1.5_，或者前部件的厚度大于3.0mm。當(dāng)后部件由層壓板制成時(shí)，可應(yīng)用該方法。
[0007]在另一實(shí)施例中，一種將薄的后部件連接到較厚的前部件的方法，包括:將后部件夾在前部件和比后部件厚的支承板之間，以形成堆；迫使緊固件進(jìn)入堆中。例如，緊固件可以是自沖鉚釘。
[0008]—種車輛子總成包括:前圍側(cè)面板；支承板；儀表板，夾在前圍側(cè)面板和支承板之間；鉚釘，延伸穿過前圍側(cè)面板和儀表板至支承板中。儀表板可比前圍側(cè)面板薄。前圍側(cè)面板和支承板可以是鋁的。儀表板可以是鋼層壓板結(jié)構(gòu)。鉚釘還可延伸穿過鉸鏈柱。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自沖鉚釘插入到部件堆中的初始階段的剖視圖。
[0010]圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自沖鉚釘插入到部件堆中的最終階段的剖視圖。
[0011]圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的帶互鎖的自沖鉚接的剖視圖。
[0012]圖4是包括前圍側(cè)面板(cowl side panel)、儀表板和鉸鏈柱的汽車子總成的軸測圖。
[0013]圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括專用支承板的圖4中的子總成內(nèi)的第一自沖鉚接的剖視圖。
[0014]圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施例的包括專用支承板的圖4中的子總成內(nèi)的第二自沖鉚接的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本公開的實(shí)施例是示例，其它實(shí)施例可采用各種和可選的形式。附圖不一定按照比例，可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。公開的具體結(jié)構(gòu)性和功能性細(xì)節(jié)不被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。參照任一【附圖說明】和描述的各個特征可與在一個或更多個其它附圖中示出的特征組合，以產(chǎn)生未明確說明或描述的實(shí)施例。與本公開的教導(dǎo)一致的特征的組合和變形可用于具體應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?br>[0016]圖4示出了包括儀表板30、前圍側(cè)面板32和鉸鏈柱34的總成。儀表板30從兩個薄鋼層結(jié)合在一起的鋼層壓板沖壓。前圍側(cè)面板32從5754-0鋁合金坯料沖壓，鉸鏈柱34從6111-T4鋁合金坯料沖壓。這些面板可由其他5000和6000系列鋁合金制成。儀表板30和前圍側(cè)面板32在區(qū)域36中彼此接合。在該區(qū)域中，儀表板30的厚度小于1.5mm，前圍側(cè)面板32的厚度是2.0mm。儀表板30、前圍側(cè)面板32和鉸鏈柱34在區(qū)域38中彼此接合。在該區(qū)域中，儀表板30和前圍側(cè)面板32具有與上述厚度相同的厚度，鉸鏈柱34的厚度大于2.0_。在該區(qū)域中，儀表板30太薄而不能用作自沖鉚接工藝的后部件。
[0017]通過增加專用支承板，自沖鉚接工藝實(shí)現(xiàn)互鎖，但