專利名稱：沖壓連接方法及壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沖壓連接方法，如沖壓連接、沖裁鉚接、沖壓鉚接等把工 件如板件、鉚釘、螺栓、螺母等與板件連接起來(lái)并在連接點(diǎn)處形成殘余底厚的 方法，另外還涉及所應(yīng)用的沖壓連接壓機(jī)。
背景技術(shù)：
用沖壓連接方法連接工件時(shí)，被連接工件在點(diǎn)沖壓和隨后的擠壓作用下， 會(huì)形成一個(gè)所謂的連接點(diǎn)，即采用一個(gè)凸模和一個(gè)凹模，并讓凸模和凹模在沖 壓力的作用下移動(dòng)一個(gè)力行程，使工件變形并嵌接在一起，從而使工件彼此極
其牢固地連接在一起，在所形成的連接點(diǎn)的中心測(cè)得的殘余底厚x用作連接
點(diǎn)的質(zhì)量控制參數(shù)。在連接板件時(shí)，殘余底厚X可通過(guò)最終板厚度確定；當(dāng) 板件與其它工件連接時(shí)(如鉚接等)，測(cè)得的殘余底厚X用作最終的殘余底厚 值，即用作連接點(diǎn)的質(zhì)量控制參數(shù)，而殘余底厚值大多在連接點(diǎn)的中心測(cè)量。
在連接加工中需要實(shí)施的質(zhì)量監(jiān)控方法用X值測(cè)量表手動(dòng)進(jìn)行或者用其 它方法自動(dòng)進(jìn)行，而通過(guò)X值測(cè)量表手動(dòng)操作比較費(fèi)力，因而大多僅用于抽 樣檢驗(yàn)并且測(cè)量結(jié)果取決于實(shí)施測(cè)量的人。
常見的質(zhì)量控制方法是在完成沖壓連接后，測(cè)量連接點(diǎn)的殘余底厚，即 用壓力傳感器測(cè)量沖壓力，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，然后把計(jì)算的實(shí)際沖壓力與 在計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)先設(shè)置的設(shè)置值進(jìn)行對(duì)比，如德國(guó)專利DE4331403。但是這種
把測(cè)量的沖壓力作為實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比并通過(guò)計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的程序計(jì) 算只是間接方法，即用沖壓力推測(cè)殘余底厚，并且僅在形成沖壓連接點(diǎn)之后 才能進(jìn)行，因此，通過(guò)沖壓連接點(diǎn)推斷質(zhì)量情況也只是間接的。
另外一種常見的殘余底厚確定方法如德國(guó)專利DE 103 27 886 Al，是在沖 壓連接過(guò)程中測(cè)量沖壓力并利用所測(cè)量的工作行程的位置值進(jìn)行計(jì)算，以便在 同時(shí)考慮沖壓機(jī)(沖壓連接設(shè)備)的彎曲變形系數(shù)的情況下利用計(jì)算公式計(jì)算 殘余底厚，這種方法也是間接給出沖壓連接點(diǎn)的殘余底厚X值，并且沖壓連 接過(guò)程質(zhì)量評(píng)定也只是間接的。
因此也有人提出建議，見德國(guó)專利DE 10 2007 033 153 Al，在形成沖壓連 接點(diǎn)之后，把利用測(cè)量工具測(cè)得的連接點(diǎn)底厚用作質(zhì)量指標(biāo)，并把在一定時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)壓機(jī)上的測(cè)量?jī)x器推算出來(lái)的連接點(diǎn)底厚實(shí)際值與一個(gè)用經(jīng)過(guò)校 準(zhǔn)的測(cè)量裝置測(cè)得的該連接點(diǎn)的設(shè)定值范圍進(jìn)行對(duì)比。這樣，壓機(jī)就通過(guò)經(jīng)過(guò) 校準(zhǔn)的測(cè)量裝置得到自身校準(zhǔn)，并且自身用作沖壓連接點(diǎn)底厚的測(cè)量工具。此 處當(dāng)然也可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行評(píng)定，把實(shí)際值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，然后建議修正 設(shè)置值或?qū)υO(shè)置值進(jìn)行修正，而此處也是指修正或確定已形成的連接點(diǎn)的質(zhì)量 缺陷，即在完成連接加工之前對(duì)巳經(jīng)存在的連接結(jié)果無(wú)能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種沖壓連接方法，其在一個(gè)工作行程中、在沖壓連接 過(guò)程中可進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控及修正，以達(dá)到預(yù)先設(shè)置的殘余底厚值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種沖壓連接方法，即通過(guò)壓機(jī)用沖壓連接、沖裁 鉚接或沖壓鉚接方法將工件，如板件、鉚釘、螺栓、螺母，與板件連接起來(lái)， 在連接處切斷或不切斷板件形成殘余底厚，該沖壓連接方法是利用凸模在沖壓 力的驅(qū)動(dòng)下把工件擠壓入與凸模在同一行程軸線上并與凸模相對(duì)的凹模內(nèi)，使 之與板件連接起來(lái)。在沖壓連接過(guò)程中采集過(guò)程信號(hào)，即在每一個(gè)工作行程中， 多次測(cè)量力行程和/或沖壓力，處理沖壓連接過(guò)程信號(hào)，即在計(jì)算機(jī)中處理力 行程及/或沖壓力的過(guò)程信號(hào)，用于計(jì)算殘余底厚X;并且，在力行程中，每 個(gè)過(guò)程信號(hào)都在很短的時(shí)間間隔內(nèi)采集，并且計(jì)算結(jié)果用于調(diào)整正在進(jìn)行的沖 壓連接過(guò)程。
本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)在于根據(jù)用電子儀器在很短的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)得的沖壓 力以及相應(yīng)的僅很小的返回行程，通過(guò)計(jì)算機(jī)和程序計(jì)算每個(gè)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)工作 行程的殘余底厚值；如果達(dá)到預(yù)先設(shè)置的殘余底厚值，工作行程通過(guò)計(jì)算機(jī)結(jié) 束，從而結(jié)束對(duì)連接點(diǎn)的后續(xù)測(cè)量。
根據(jù)此優(yōu)秀發(fā)明，作為以上方案的優(yōu)化實(shí)施例，將測(cè)得的殘余底厚X與 計(jì)算機(jī)中預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，如果所測(cè)得的實(shí)際值達(dá)到、超過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)先規(guī)定 的設(shè)置值，或者超過(guò)設(shè)定值的公差極限，即超出了預(yù)設(shè)值的上限至下限的范圍， 則壓機(jī)關(guān)機(jī)停止動(dòng)作，或修正力行程和/或沖壓力。從原則上講，人們大多都 是對(duì)比沖壓力的實(shí)際值和設(shè)定值(DE 4331403)，數(shù)值的測(cè)量是在每一個(gè)連接 點(diǎn)形成之后才進(jìn)行。因此，在進(jìn)行連接過(guò)程中，關(guān)機(jī)停止工作或修正力行程與 沖壓連接步驟同時(shí)進(jìn)行具有極重要的技術(shù)意義。根據(jù)本發(fā)明，可確定極端的情 況下(例如材料、所希望的強(qiáng)度等)的公差極限。采用工作速度極快的電子儀 器，按照要求調(diào)節(jié)諸如關(guān)機(jī)或修正力行程這類功能的問(wèn)題就可以迎刃而解。在對(duì)比測(cè)量值時(shí)考慮到偏差，這種偏差是因凸模與凹模之間沖壓力變化而 出現(xiàn)的決定著殘余底厚值的距離造成的，如單側(cè)防護(hù)罩打開的壓機(jī)的彎曲變 形，諸如沖壓連接鉗或鉚接鉗的變形。根據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)壓機(jī)上用于處理測(cè) 量值的計(jì)算機(jī)自動(dòng)地為沖壓加工實(shí)施修正或校準(zhǔn)。此處首先指的是一個(gè)取決于 壓機(jī)沖壓力的、凸模與凹模之間的實(shí)際距離與設(shè)置值之差，即X值與預(yù)先規(guī)
定的設(shè)置值之差，也是指因單側(cè)打開防護(hù)罩以及在加工中彈性推進(jìn)造成的偏 差。
更進(jìn)一步地，可根據(jù)壓機(jī)計(jì)算程序計(jì)算出沖壓連接過(guò)程中影響力行程和殘 余底厚的數(shù)值。也就是說(shuō)，通過(guò)計(jì)算機(jī)也可以對(duì)壓機(jī)本身進(jìn)行修正，或者得出 無(wú)法預(yù)見的或不希望的行程改變(這些改變必須補(bǔ)償或抵消掉)。這種壓機(jī)的
準(zhǔn)校準(zhǔn)方法雖然對(duì)于所推薦的壓機(jī)來(lái)說(shuō)是眾所周知的(DE 10 2007 033 153
Al)，但是考慮到在每個(gè)工作行程中可多次測(cè)量以及這種多次測(cè)量帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn) 后可得出，這種校準(zhǔn)方法不僅是新的，而且也是給壓機(jī)精調(diào)帶來(lái)一個(gè)難題。
本發(fā)明還提供一種以上沖壓連接方法中應(yīng)用的壓機(jī)，特別是用于實(shí)施沖壓 連接的壓機(jī)，具有用于固定沖壓驅(qū)動(dòng)模塊或電子驅(qū)動(dòng)模塊的機(jī)體，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊 達(dá)到規(guī)定的位置時(shí)，就確定了殘余底厚值X。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)根據(jù)在一個(gè)工作行程中、沖壓連 接過(guò)程中不同測(cè)量時(shí)刻多次采集或測(cè)量的各段行程或所測(cè)量的沖壓力，確定出 對(duì)沖壓連接過(guò)程的影響，從而確定對(duì)殘余底厚的影響，此外，還自動(dòng)實(shí)施質(zhì)量 檢査，從而使得到的連接點(diǎn)的殘余底厚X實(shí)際值處于預(yù)先給定的設(shè)定值的公 差范圍之內(nèi)，并得到連續(xù)監(jiān)控。
本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，表面狀態(tài)(干燥、涂油情況)對(duì)所連接工件的 不良影響以及板件厚度波動(dòng)造成的不良影響都可以避免。
利用本發(fā)明提供的方法，通過(guò)控制連接過(guò)程，也可以顯著縮小殘余底厚的 公差，從而獲得更高的連接強(qiáng)度。在每一種情況下，都可使每個(gè)連接點(diǎn)的殘余 底厚值X的分散性更小，這在生產(chǎn)實(shí)際中具有很重要的意義。
此外，本發(fā)明考慮到預(yù)強(qiáng)化板件的厚度波動(dòng)以及強(qiáng)度變化，另外具有特別 重要意義的是，壓機(jī)的缺陷，特別是模具磨損這些因素如果未消除，則會(huì)被測(cè) 量出來(lái)，從而保證產(chǎn)品無(wú)缺陷。
本發(fā)明的另外一個(gè)附加優(yōu)勢(shì)是，在加工過(guò)程中，即在點(diǎn)連接過(guò)程中能計(jì)算 出實(shí)際值與設(shè)定值之間的偏差(而這種偏差的原因是多種多樣的，即被連接材料的變化如硬度、厚度、連接干擾因素如潤(rùn)滑劑等)。對(duì)力行程和沖壓力的修 正是自動(dòng)通過(guò)計(jì)算機(jī)完成的。


附圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的壓機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 附圖2是工件連接部位的剖視放大圖； 附圖3為殘余底厚的公差極限說(shuō)明其中1、連接鉗；2、凸模；3、凹模；4、電機(jī)；5、傳感器；7、板件； 8、板件；9、外凸部分；10、內(nèi)凹部分；11、圓形底部。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖、舉例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容
在圖l所示的機(jī)體及連接鉗l上有一個(gè)凸模2，可沿軸向移動(dòng)，另外有一 個(gè)凹模3與凸模2相對(duì)并且在同一條軸線上。凸模2在電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)下沿凹模 3的方向移動(dòng)，所產(chǎn)生的沖壓力通過(guò)傳感器5測(cè)量，返回行程通過(guò)一個(gè)合適的 位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量，通過(guò)力行程和沖壓力的作用在工件(此處未詳細(xì)描述)上 進(jìn)行沖壓連接，見圖2。
在圖2所示的按以上所述方式加工的板件7和板件8之間形成的連接點(diǎn) 處，板件7的外凸部分9鑲嵌在板件8的內(nèi)凹部分10內(nèi)，其中在相連接的外 凸部分9和內(nèi)凹部分10內(nèi)形成一個(gè)圓形底部11,它的中心厚度就是殘余底厚 X，殘余底厚X是沖壓連接或者連接點(diǎn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此通常計(jì)算殘余底厚以 用于評(píng)定沖壓連接質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，殘余底厚X值用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算，在計(jì)算機(jī)中處 理來(lái)自傳感器5的力行程和沖壓力的過(guò)程信號(hào)。重要的是，測(cè)量值或過(guò)程信 號(hào)的采集不是在連接點(diǎn)形成之后實(shí)施的，而是在沖壓過(guò)程中實(shí)施的，并且在多 個(gè)很短的時(shí)間段中進(jìn)行，因而還可以在連接點(diǎn)加工過(guò)程中對(duì)上述力行程等進(jìn)行 有效的調(diào)整修正。由于在一個(gè)工作行程中反復(fù)測(cè)量，因而計(jì)算機(jī)能很快地計(jì)算 出最新的殘余底厚值X，然后在考慮到壓機(jī)的連接鉗1變形的前提下有效地 調(diào)整殘余底厚值。
圖3中顯示了兩條曲線，F(xiàn)l代表用傳統(tǒng)連接方法得出的殘余底厚值，F(xiàn)2 代表利用本發(fā)明方法控制得出的殘余底厚。
權(quán)利要求
1、 一種沖壓連接方法，即通過(guò)壓機(jī)用沖壓連接、沖裁鉚接或沖壓鉚接方 法將工件，如板件、鉚釘、螺栓、螺母，與板件(7， 8)連接起來(lái)，在連接處 切斷或不切斷板件(7， 8)形成殘余底厚X，該沖壓連接方法是利用凸模(2) 在沖壓力的驅(qū)動(dòng)下把工件擠壓入與凸模(2)在同一行程軸線上并與凸模(2) 相對(duì)的凹模(3)內(nèi)，使之與板件(8)連接起來(lái)，其特征在于一在沖壓連接過(guò)程中采集過(guò)程信號(hào)，即在每一個(gè)工作行程中，多次測(cè)量 力行程和/或沖壓力，處理沖壓連接過(guò)程信號(hào)，即在計(jì)算機(jī)中處理力行程及/或 沖壓力的過(guò)程信號(hào)，用于計(jì)算殘余底厚X;一在力行程中，每個(gè)過(guò)程信號(hào)都在很短的時(shí)間間隔內(nèi)采集，并且計(jì)算結(jié) 果用于調(diào)整正在進(jìn)行的沖壓連接過(guò)程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓連接方法，其特征在于將測(cè)得的殘余底 厚X與計(jì)算機(jī)中預(yù)設(shè)的值進(jìn)行比較，如果所測(cè)得的實(shí)際值達(dá)到、超過(guò)計(jì)算機(jī) 預(yù)先規(guī)定的設(shè)置值，或者超過(guò)設(shè)定值的公差極限，則壓機(jī)關(guān)機(jī)停止動(dòng)作，或修 正力行程和/或沖壓力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓連接方法，其特征在于在對(duì)比測(cè)量值時(shí)考慮到偏差，該偏差是由因凸模與凹模之間沖壓力變化而出現(xiàn)的、決定殘余底 厚值的距離形成的，該偏差通過(guò)壓機(jī)上負(fù)責(zé)處理測(cè)量值的計(jì)算機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償或修 正校準(zhǔn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的沖壓連接方法，其特征在于處理實(shí)際值與設(shè)定值之間的偏差時(shí)，自動(dòng)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)力行程或沖壓力進(jìn)行調(diào)整。
5、 根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的沖壓連接方法，其特征在于根據(jù)壓機(jī)計(jì)算程序計(jì)算出沖壓連接過(guò)程中影響力行程和殘余底厚的數(shù)值。
6、 一種應(yīng)用于權(quán)利要求1 4之一所述方法中的壓機(jī)，特別是用于實(shí)施沖壓連接的壓機(jī)，具有用于固定沖壓驅(qū)動(dòng)模塊或電子驅(qū)動(dòng)模塊的機(jī)體，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊達(dá)到規(guī)定的位置時(shí)，就確定了殘余底厚值x。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沖壓連接方法及所應(yīng)用的壓機(jī)，通過(guò)壓機(jī)用沖壓連接、沖裁鉚接或沖壓鉚接方法將工件連接起來(lái)，在連接處切斷或不切斷板件形成殘余底厚，利用凸模在沖壓力的驅(qū)動(dòng)下把工件擠壓入與凸模在同一行程軸線上并與凸模相對(duì)的凹模內(nèi)，使之與板件連接起來(lái)。根據(jù)在一個(gè)工作行程中、在沖壓連接過(guò)程中不同測(cè)量時(shí)刻多次采集或測(cè)量的各段工作行程或所測(cè)量的沖壓力，確定出對(duì)沖壓連接過(guò)程的影響，從而確定對(duì)殘余底厚的影響。根據(jù)用電子儀器在很短的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)得的沖壓力以及相應(yīng)的僅很小的返回行程，可通過(guò)計(jì)算機(jī)和程序計(jì)算每個(gè)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)工作行程的殘余底厚值。如果達(dá)到預(yù)先設(shè)置的殘余底厚值，工作行程通過(guò)計(jì)算機(jī)結(jié)束，從而結(jié)束對(duì)連接點(diǎn)的后續(xù)測(cè)量。
文檔編號(hào)B21D39/03GK101310890SQ200810107860
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者奧根·瑞普 申請(qǐng)人:托克斯沖壓技術(shù)兩合公司