Vehicle designs evolve along with the development of fasteners

КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ РАЗВИВАЮТСЯ ВМЕСТЕ С РАЗВИТИЕМ КРЕПЕЖА

Стремление к созданию более экономичных авто мобилей привело к резкому снижению веса их состав ных частей и переосмыслению методов соединения деталей из новых материалов.

Конструкторы по всему миру разрабатывают облегч¸нные модели, используя более прочные мате риалы для снижения веса автомобиля. Например, замена стальных панелей алюминиевыми сплавами или композитными материалами позволяет суще ственно снизить вес автомобиля, не ставя под угрозу его прочность и целостность.

Экологичность конструкции транспортных средств попрежнему является движущей силой в этом сек торе. Но для покупателя автомобиля наиболее важен экономичный автомобиль. Области, в которых можно добиться наибольшего повышения экономичности, не всегда могут быть такими очевидными.

В нашей редакционной публикации о техноло гиях соединений в автомобилестроении в журнале ¹ 4/2020 были приведены тенденции применения вариантов соединений. В числе перспективных спосо бов соединений — закл¸почная технология без пред варительного сверления, о ней информация далее.

НАД¨ЖНОЕ СОЕДИНЕНИЕ САМОПРОНИКНОВЕНИЕМ

Отказ от стальных панелей представляет собой проблему сборки для производителей двигателей, поскольку точечная сварка — возможно, наиболее распростран¸нный метод соединения, используемый при сборке автомобилей, — в лучшем случае пробле матичен при сборке л¸гких сплавов или композитных материалов.

Альтернативной системой для замены сварки более л¸гких материалов являются самопрони кающие (самопробивные) закл¸пки (Selfpierce riveting — SPR). Такая система соединений разви валась в течение последних нескольких десятиле тий, и этот универсальный и эффективный процесс крепления заслуживает внимания в будущем.

Технология SPR возникла в Австралии и была изобретена в Брисбенском университете (Brisbane University) в середине 1970х годов. Кит Джонс (Keith Jones), владелец поставщика креп¸жных изделий Henrob, был в командировке в Австра лии и наткнулся на эту технологию. Джонс уви дел в такой технологии реальную возможность для бизнеса, поэтому приобр¸л интеллектуальную собственность и прив¸з е¸ в Европу для дальней шего развития.

По словам Фила Халсолла (Phil Halsall) из Henrob, существует важная разница в сроке службы между предварительно просверленным закл¸почным сое динением и соединением, соедин¸нным с помощью SPR. Усталостная долговечность SPR демонстрирует десятикратное улучшение по сравнению с обычным закл¸почным креплением, и именно поэтому при менение SPR так востребовано во многих автомоби

ПРОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЗА ОДНУ ОПЕРАЦИЮ

С помощью полупустотелой закл¸пки, имеющей специальную форму, за одну операцию детали соединяются без предварительной подготовки отверстия, образуя соединение с силовым и геометрическим замыканием. Закл¸пка про бивает верхние слои материала и расширяется в нижней детали. Эта деталь не пробивается, таким образом выполняется соединение, не проницаемое для газа и жидкости. С помощью этой технологии можно соединять детали из разнородных материалов. При этом соединения могут быть многослойными.

лях. Рынок изменился за последние годы; и алюминий, и высокопрочная сталь стали широко применяться на автомобильном рынке в глобальном масштабе и у каж дого OEMпроизводителя. Благодаря технологии SPR компания имела полный портфель заказов.

В 2014 году компания Henrob была куплена шведской компанией Atlas Copco.

Сегодня автоматические системы для установки самопроникающих закл¸пок применяются на всех участках сборки кузова автомобиля, при внутренней и внешней отделке, а также для производ Использование SPR при изготовлении автомобиля ства агрегатных узлов.

Ручные системы для установки самопроникаю прикрепл¸нных к конструкции кузова. Это означало, щих закл¸пок с контролем технологического про что шпильки, приклеенные клеем, тоже нельзя было цесса позволяют реализовать самые различные использовать. Поскольку тяж¸лые предметы авто варианты соединений. мобильного оборудования будут крепиться к кузову с помощью шпилек, они должны обладать высокой

ШПИЛЬКА ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ механической прочностью, крутящим моментом и

Дизайнеры и инженеры компании Aston Martin, виброустойчивостью. Решением стало использо английского производителя престижных спортивных вание новых самопроникающих элементов. Более автомобилей, объединились с Henrob для разра 200 самопроникающих шпилек Henrob вставляются ботки самопроникающей резьбовой шпильки, кото в каждый корпус DB9 в ходе общего технологиче рая справилась бы с экстремальными требованиями, ского процесса. предъявляемыми к автомобильным кузовам. При подготовке этой публикации использованы

Кузов модели Aston Martin DB9 изготовлен из материалы компаний Atlas Copco и Böllhoff. высокопрочных алюминиевых сплавов и экзоти ческих аэрокосмических композитов. При выборе обшивки и шпилек крепления заземления конструк торы Aston Martin столкнулись с серь¸зными труд ностями при поиске продукта, отвечающего всем их строгим критериям проектирования.

Шпильки должны были быть прикреплены к ано дированным алюминиевым панелям, а это означало, что сварка невозможна, поскольку сложность сварки через анодную пл¸нку не позволяла шпилькам пра вильно прикрепляться к панели. Нарост, образо вавшийся во время сварки, локально повредил бы анодную пл¸нку, что поставило бы под угрозу анти коррозионные характеристики конструкции кузова.

Шпильки также требовали высокой степени элек тропроводности, чтобы их можно было использовать для заземления многих электрических компонентов,

Недавно компания Böllhoff представила свою новинку — самопроникающие закл¸пки RIVSET® HDZ. В отличие от предыдущих конструктивных версий само проникающих закл¸пок, имеющих определ¸нный диапазон применений, закл¸пки RIVSET® HDZ позволяют соединять самые разнообразные марки стали, включая сверхпрочные стали (> 1500 МПа), с другими материалами, например, такими как алюминий.