文档介绍：TOX板件冲压连接技术
1.       概述
现代汽车工业的激烈竞争和快速发展,对汽车中板件连接技术和工业提出了越来越高的要求,传统的点焊,铆接作为工业界常用的不可拆卸式金属板件点连接方法。均存在着经济及技术上的不足和使用上的局限性。由德国托克斯冲压技术有限公司开发的TOX®系列板件冲压连接技术,成功的解决了这些问题,并在国际汽车制造中得到了越来越广泛的应用。
TOX板件冲压连接技术又称无铆钉铆接,是在TOX气液增力缸式冲压连接设备上,采用TOX专用连接模具对被连接板件进行冷挤压,通过板件自身材料的塑性变形,形成TOX连接圆点而实现。TOX连接模具及连接点的形成过程如(图1)所示。从连接圆点的截面图上可以看出,在TOX气液增力缸产生的特殊冲压力作用下,凸模一侧的板件材料被挤压到凹模侧的板件内,在进一步的挤压过程中,板件材料塑性“流动”。形成燕尾状镶嵌,如此即可形成一个既无棱边亦无毛刺的TOX连接圆点。TOX连接圆点的形成不会影响此处板件的抗腐蚀性,因为在TOX连接圆点的形成过程中,板件的镀层或漆层也随之一起塑性变形“流动”而无撕裂损伤。
在所形成的有凸起的TOX连接圆点基础上,再用TOX平点连接模具,再次挤压,即可形成TOX平点连接(参见图2)。两种连接点的连接强度几乎相同。
 
图1 图2
图3为TOX连接圆点的金相照片。
图3 图4
通过图3 TOX连接圆点金相照片可以看出,板件材料在挤压形成的TOX连接圆点处,其内部晶粒结构被细化及有序化排列(见图3),材料硬度得到提高,而且在最薄弱的部分,其硬度值提高最大。这说明在TOX连接点处板件材料的机械性能不仅没有受到损害反而有了很大提高。此外由图3可看出,在TOX连接圆点处,材料均是塑性范围内变形,其内部晶粒本身及晶粒之间基本无撕裂损伤,由此保证了TOX连接圆点处无应力集中。所以TOX点不仅通过其板件材料的互相镶嵌而具有足够的静态抗剪抗拉连接强度,而且还具有极佳的动态疲劳连接强度。相同条件下,TOX连接圆点的动态疲劳强度远远高于点焊,这已被汽车等工业领域的大量应用实践所证实。
图5为TOX连接与点焊连接在设备投资、工装模具费用、加工运转费用等方面的比较。可以看出TOX连接技术与点焊技术相比,在经济性方面也具有极强的竞争力。大量生产实践统计表明,TOX连接费用大约是点焊连接费用的40%-70%。
图5
TOX冲压连接的出现还改变了传统的板件加工工艺流程,减少了加工工序和物料转移,大大地降低了生产成本。例如,传统的钢板件加工一般需如下工序及物料转移:
而采用TOX冲压连接技术,因可对有镀层或漆层的板件直接进行连接,并且即使在连接点处亦不损伤工件表面的镀层或漆层,故工艺过程及物料转移可改为:
加工工序和物料转移的减少,对实际生产,尤其对大规模大批量生产(如汽车工业,家电工业等),其成本的降低是极其显著的。
TOX连接作为一种冷冲压加工,还可以根据实际工件的具体要求,方便可靠地进行多点连接,一次冲压加工,即可同时几点、十几点甚至几十点的连接。TOX连接模具也可以与工件折弯成型模具组配构成复合模具,一次冲压加工即可同时完成工件的折弯成型和连接,生产效率极高。
此外,TOX连接点的连接强度可无损