[发明专利]紧固车辆部件的方法

说明书

本公开公开了一种紧固车辆部件的方法。一种改进的接合工艺将部件互锁在一起并避免接合件的穿破，而接合件穿破的话将会是不可行的。该工艺用于将相对薄的后部件接合到相对厚的前部件。专用支承板接合到前部件和后部件，使得后部件夹在前部件和支承板之间。前部件、后部件和支承板塑性变形，以通过自冲铆钉的插入、压铆或流钻螺钉的插入来建立互锁。

技术领域

本公开涉及车辆制造领域。更具体地，本公开属于紧固车辆部件的方法。

背景技术

皮卡车是具有后面的顶部敞开的货物区(通常称为车厢)的机动车辆。皮卡车流行的原因在很大程度上在于车厢允许皮卡车以多种不同的方式使用，包括运载各种类型的货物和拖曳多种类型的拖车。传统上，皮卡车上的车身的大部分结构由钢合金形成。通过多年的经验，皮卡车的设计者已经学会了如何设计能够经受各种苛刻的皮卡车应用的钢制卡车车身部件。当前的监管和经济环境使得皮卡车燃料效率更高、功能更多以及耐用性更好的重要性提高。减少车辆(尤其是当空载时)的燃料消耗的一种方式是减少车辆的结构重量。

与钢合金相比，铝合金通常具有更高的强度重量比。因此，对于各种车辆部件用铝代替钢提供了减轻重量的可能性。然而，铝的弹性模量通常小于钢的弹性模量。同样，对钢部件行得通的接合部件的制造技术和方法对于同样的铝部件可能行不通。由于这些和其他区别，导致简单的材料替换不一定产生可接受的设计。已知将车辆部件接合在一起以形成车辆结构的多种方法，每种方法都具有优点和缺点。一些方法不适合于将由一种材料制成的部件接合到由不同材料制成的部件。

适合于接合部件(包括由不同材料制成的部件)的一种方法是自冲铆接工艺。在图1和2中描绘了自冲铆接工艺。包括前部件10和后部件12的部件堆夹在模具16和坯件保持件18之间。模具包括突起20。通过冲压机24迫使铆钉22进入堆中。在图1中，铆钉22刚开始使堆中的材料变形。在图2中，已经迫使铆钉进入堆中足够远，远到使得铆钉的头与前部件10的顶表面大致平齐，这使前部件10和后部件12塑性变形。在该工艺期间推入模具中的材料称为纽扣(button)。图3示出了穿过该纽扣的剖面。注意，铆钉24已刺穿前部件10并延伸到后部件12中，同时形成喇叭口。通过这种铆钉向外张开产生机械互锁，其中，互锁的一个测量值可被描述为直径D2和D1的差除以2。D1是在前部件10和后部件12之间的交界处铆钉的直径。D2是向外张开的铆钉的尾部的最大直径。

在自冲铆接工艺中可能遇到两种故障模式。在一种故障模式下，未建立使部件互锁所需的直径关系。在一些情况下，可通过使用更长的铆钉解决未互锁故障模式。在第二种故障模式下，后部件在纽扣的基部破裂。这可使对腐蚀敏感的表面暴露。此外，可施加在部件之间的粘合剂可通过破裂处挤出，并可聚集在模具16的突起20上，除非清洁掉，否则会影响未来的接合。在一些情况下，可通过使用更短的铆钉解决第二故障模式(称为穿破)。然而，在一些情况下，例如当后部件相对于前部件薄时，长度足以实现互锁的铆钉对于避免穿破来说又太长。因此，自冲铆接工艺传统上局限于后部件相对厚处的接合。

发明内容

一种将后部件连接到前部件的方法包括：将后部件夹在前部件和专用支承板之间；向前部件施加力，以使前部件、后部件和专用支承板塑性变形而建立互锁。在自冲铆接工艺中，例如，通过将铆钉插入穿过前部件和后部件至专用支承板中而施加力。在铆钉插入期间当铆钉形成喇叭口时，建立互锁，使得在后部件和专用支承板的交界处铆钉的直径小于更深入专用支承板中的铆钉的直径。在自冲铆接工艺中，延伸到专用支承板中的材料是铆钉。该工艺可应用于如下情况：在没有专用支承板的情况下，如果使用足够长的铆钉以实现互锁，则后部件会破裂(称为穿破)。该工艺可与粘合剂的使用相结合地使用。该方法可应用于后部件比前部件薄的接合处，后部件的厚度小于1.5mm，或者前部件的厚度大于3.0mm。当后部件由层压板制成时，可应用该方法。

在另一实施例中，一种将薄的后部件连接到较厚的前部件的方法，包括：将后部件夹在前部件和比后部件厚的支承板之间，以形成堆；迫使紧固件进入堆中。例如，紧固件可以是自冲铆钉。