一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置，涉及汽車(chē)制造沖壓加工【技術(shù)領(lǐng)域】，該裝置由復(fù)合沖頭、壓邊圈、凹模組成，復(fù)合沖頭由外沖頭、內(nèi)沖頭、彈簧片組成，且三者同軸布置；內(nèi)沖頭和彈簧片安裝于外沖頭內(nèi)部，彈簧片安裝在內(nèi)沖頭下部，彈簧片的四個(gè)扇形葉片安裝于外沖頭下表面的四個(gè)環(huán)形開(kāi)口處，以保證彈簧片向外沖頭外運(yùn)動(dòng)；本實(shí)用新型在鉚接過(guò)程中，當(dāng)復(fù)合沖頭運(yùn)動(dòng)到行程下止點(diǎn)時(shí)，外沖頭停止運(yùn)動(dòng)，內(nèi)沖頭推動(dòng)彈簧片向外沖頭外部運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而給板料向下的力，使板料可以更好的進(jìn)入凹?？涨坏撞康陌疾蹆?nèi)，和凹模充分貼合，形成自鎖，增強(qiáng)鉚接接頭的強(qiáng)度，改善的無(wú)鉚釘鉚接接頭的質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車(chē)制造領(lǐng)域中的加工裝置，具體是一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)能源、環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，促使汽車(chē)行業(yè)在輕量化技術(shù)高速發(fā)展。通過(guò)大量使用輕質(zhì)、高強(qiáng)材料(如高強(qiáng)度鋼板、鋁合金以及鎂合金等)實(shí)現(xiàn)車(chē)身大幅減重已經(jīng)成為車(chē)身輕量化最為主要的手段。但是由于鎂、鋁等輕質(zhì)材料和高強(qiáng)鋼在熱導(dǎo)率以及熱膨脹系數(shù)等物理屬性上的較大差異，同時(shí)接觸表面易與銅電極發(fā)生合金化反應(yīng)形成氧化膜等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊技術(shù)、膠接技術(shù)、固相連接技術(shù)等都存在著種種缺陷無(wú)法較好的實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)鋼和鎂、鋁合金的連接。
[0003]無(wú)鉚釘鉚接技術(shù)是近些年發(fā)展較快的一種薄板材料機(jī)械連接技術(shù)，通過(guò)一個(gè)瞬間加工過(guò)程，依據(jù)板料本身材料的擠壓變形，形成一個(gè)具有一定抗拉力和剪切強(qiáng)度的無(wú)應(yīng)力集中內(nèi)部鑲嵌圓點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)板料之間的連接。無(wú)鉚釘鉚接工藝能夠滿足高強(qiáng)鋼或鎂鋁等輕型材料的連接要求，易于實(shí)現(xiàn)板料連接的自動(dòng)化和機(jī)械化，且屬于冷成型過(guò)程，因此鉚接過(guò)程中無(wú)化學(xué)反應(yīng)，解決了電焊產(chǎn)生的難題，因此迅速在車(chē)身覆蓋件中廣泛應(yīng)用。
[0004]在無(wú)鉚釘鉚接過(guò)程中，兩板料之間有一個(gè)鎖住的過(guò)程，即板料不能整體再向下變形擴(kuò)展時(shí)，就會(huì)擠壓凹?？涨坏撞?，并開(kāi)始局部向空腔底部凹槽變形擴(kuò)展，形成緊密的連接點(diǎn)。板料在沖頭的作用下如果不能充分在凹模的空腔內(nèi)變形，則鉚接形成連接點(diǎn)的強(qiáng)度將降低?，F(xiàn)有的無(wú)鉚釘鉚接設(shè)備無(wú)法保證板料充分貼合在凹?？涨坏撞堪疾蹆?nèi)，影響了鉚接點(diǎn)的強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)目前無(wú)鉚釘鉚接設(shè)備的不足，提出一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置，能夠使鉚接接頭處的板料更好的貼合在凹?？涨坏撞康陌疾蹆?nèi)，從而保證鉚接點(diǎn)的強(qiáng)度。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
[0007]—種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置，主要由復(fù)合沖頭、壓邊圈、凹模組成，所述復(fù)合沖頭內(nèi)套于壓邊圈中，并與上下板材、凹模由上而下同軸布置；所述的復(fù)合沖由外沖頭、內(nèi)沖頭和彈簧片組成。外沖頭下端面直徑小于上端面直徑，即外表面設(shè)有一定的拔模斜度，便于沖頭退模，下端面邊緣處設(shè)有圓形倒角。內(nèi)沖頭與外沖頭和彈簧片同軸布置。彈簧片的具體形狀如圖3所示，邊緣處均設(shè)有圓形倒角。在外沖頭的下端面上開(kāi)有四個(gè)環(huán)形開(kāi)口如圖2所示，用于彈簧片從外沖頭內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述壓邊圈為環(huán)形柱體，用于對(duì)板材施加壓邊力。
[0009]所述凹模頂部設(shè)有空腔，空腔底部圓周處設(shè)有截面為半圓形的環(huán)形凹槽。
[0010]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):在鉚接過(guò)程中，當(dāng)外沖頭達(dá)到?jīng)_程下止點(diǎn)時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，內(nèi)沖頭繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)推動(dòng)彈簧片向外沖頭外運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而給鉚接接頭處的板料一個(gè)向下的力，使板料可以更好的貼合在凹?？涨坏撞康陌疾蹆?nèi)，改善了由于板料不能很好的與凹模貼合使鉚接點(diǎn)強(qiáng)度降低的問(wèn)題，從而鉚接出更好質(zhì)量的接頭。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型所述的一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型所述的復(fù)合沖頭的外沖頭下端面仰視圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型所述的復(fù)合沖頭的彈簧片外形示意圖。
[0014]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施工藝流程中壓邊圈壓緊板料；
[0015]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施工藝流程中復(fù)合沖頭向下運(yùn)動(dòng)開(kāi)始鉚接成形；
[0016]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施工藝流程中外沖頭停止運(yùn)動(dòng)，內(nèi)沖頭向下運(yùn)動(dòng)推動(dòng)彈簧片運(yùn)動(dòng)；
[0017]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施工藝流程中鉚接結(jié)束，沖頭復(fù)位。
[0018]圖中:1.外沖頭2.內(nèi)沖頭3.彈簧片4.壓邊圈5.凹模6.半圓形環(huán)形凹槽7.下板料8.上板料。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例做詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施實(shí)例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)例。
[0020]本實(shí)用新型包括復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)、壓邊圈4、凹模5組成。其中復(fù)合沖頭內(nèi)套于壓邊圈4中，并與板料7、8和凹模5由上而下依次同軸布置。
[0021]復(fù)合沖頭外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3同軸布置。外沖頭I為圓空心圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，下表面直徑小于上表面直徑，下表面有四個(gè)圓環(huán)形開(kāi)口如圖2所示。外沖頭外表面有一定拔模斜度，以方便沖頭退模。內(nèi)沖頭2為圓柱形實(shí)心沖頭，裝于外沖頭I內(nèi)部。彈簧片3是有四個(gè)扇形葉片的圓形彈簧片，保證板料受力均勻，具體形狀如圖3所示。彈簧片3的四個(gè)扇形葉片安裝在外沖頭I下表面的四個(gè)環(huán)形開(kāi)口處，中心部分在內(nèi)沖頭的下方，安裝時(shí)使彈簧片向內(nèi)沖頭一面拱起，使其具有一定得彈性。
[0022]復(fù)合沖頭的外沖頭1、內(nèi)沖頭2，凹模5均為硬度很高的磨具鋼，如Crl2MoV等。彈簧片的材料為合金結(jié)構(gòu)鋼，如60Si2Mn等。
[0023]本實(shí)用新型裝置工作時(shí)，先將鉚接板料放置于凹模5上，驅(qū)動(dòng)壓邊圈4壓緊板料，然后啟動(dòng)復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)向下運(yùn)動(dòng)對(duì)板料進(jìn)行鉚接。當(dāng)外沖頭I運(yùn)動(dòng)到?jīng)_頭下止點(diǎn)，即將上下板料沖至凹模5的空腔底部時(shí)，外沖頭I停止運(yùn)動(dòng)，內(nèi)沖頭2繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)彈簧片3從外沖頭I下表面上的四個(gè)開(kāi)口處向外沖頭I外部運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步給板料向下的力，使板料更好的貼合與凹模的凹槽內(nèi)。鉚接完成之后，內(nèi)沖頭2先向上運(yùn)動(dòng)直到彈簧片3完全彈回外沖頭I的內(nèi)部停止運(yùn)動(dòng)，此后復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)向上運(yùn)動(dòng)回復(fù)最初工位。無(wú)鉚釘鉚接工藝完成。
[0024]實(shí)施例1:[0025]參閱圖1所示，本例包括:復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)、壓邊圈4、上下鉚接板料7，8、凹模5。復(fù)合沖頭、壓邊圈4、上下鉚接板料7、8及凹模5從上到下一次布置。復(fù)合沖頭套接與壓邊圈4內(nèi)。外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3同軸布置，內(nèi)沖頭2，彈簧片3安裝于外沖頭I內(nèi)部。凹模5與復(fù)合沖頭同軸布置。
[0026]外沖頭I為空心圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，底部直徑為5.2mm，外壁拔模角度為5°，底部邊緣圓角為0.5mm。外沖頭I初始位置下表面距上鉚接板料8距離為9mm。內(nèi)沖頭2為實(shí)心圓柱結(jié)構(gòu)，底面直徑為3mm,底部邊緣圓角為0.5mm，底部距外沖頭內(nèi)底部表面距離為2mm。彈簧片3厚度為1mm，展開(kāi)直徑為5.6mm,安裝后彈簧片頂部距內(nèi)沖頭底部為0.3_。
[0027]凹模5圓柱形空腔直徑為8mm,在空腔底部設(shè)有截面直徑為Imm的半圓形環(huán)形凹槽6。
[0028]本實(shí)例所用到的上下鉚接板料7、8為5083鋁合金材料，上下鉚接板料厚度均為Imm0
[0029]在鉚接過(guò)程中復(fù)合沖頭沖壓速度為100mm/min，外沖頭I運(yùn)動(dòng)到行程的下止點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)后，內(nèi)沖頭繼續(xù)以100mm/min的速度運(yùn)動(dòng)，復(fù)合沖頭行程距離為外沖頭I下表面距板料距離，兩板料厚度以及復(fù)合沖頭侵入凹模5內(nèi)深度三個(gè)距離總和，本例中復(fù)合沖頭行程為11.7_。外沖頭停止運(yùn)動(dòng)后，內(nèi)沖頭行程為0.8_。
[0030]本實(shí)例實(shí)施流程如圖4、圖5、圖6、圖7所示，將上下鉚接板料7、8放置于凹模5模具上，驅(qū)動(dòng)壓邊圈4壓緊上鉚接板料8 ;啟動(dòng)復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)向下運(yùn)動(dòng)開(kāi)始鉚接成形；當(dāng)復(fù)合沖頭運(yùn)動(dòng)到行程的下止點(diǎn)時(shí)，外沖頭I停止運(yùn)動(dòng)，內(nèi)沖頭2繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)彈簧片3向外沖頭I外運(yùn)動(dòng)直到內(nèi)沖頭2運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)位置，內(nèi)沖頭2停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)鉚接結(jié)束，上下板料7、8在外沖頭I壓力作用下進(jìn)入凹模5的圓柱形空腔，在彈簧片3的作用下更好的進(jìn)入空腔底部的半圓形環(huán)形槽6形成自鎖接頭，由于彈簧片3的作用，板料可以更好的貼合與凹模5的半圓形環(huán)形凹槽6內(nèi)，鉚接接頭的強(qiáng)度增加；內(nèi)沖頭2向上運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)位置，彈簧片3彈回外沖頭I內(nèi)部，復(fù)合沖頭(外沖頭1、內(nèi)沖頭2、彈簧片3)退回初始工位，無(wú)鉚釘鉚接完成。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]本實(shí)例所用到的上鉚接板料8為5083鋁合金材料，下鉚接板料7為高強(qiáng)度鋼板，上下鉚接板料厚度均為1mm。
[0033]在鉚接過(guò)程中復(fù)合沖頭沖壓速度為150mm/min，外沖頭I運(yùn)動(dòng)到行程的下止點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)后，內(nèi)沖頭繼續(xù)以150mm/min的速度運(yùn)動(dòng)，復(fù)合沖頭行程距離為外沖頭I下表面距板料距離，兩板料厚度以及復(fù)合沖頭侵入凹模5內(nèi)深度三個(gè)距離總和，本例中復(fù)合沖頭行程為11.7_。外沖頭停止運(yùn)動(dòng)后，內(nèi)沖頭行程為0.8_。
[0034]同實(shí)施例1，鉚接過(guò)程及原理不予贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種改善鉚接接頭質(zhì)量的無(wú)鉚釘鉚接裝置，主要由復(fù)合沖頭、壓邊圈、凹模組成，其特征在于，所述復(fù)合沖頭由外沖頭、內(nèi)沖頭、和彈簧片組成，所述復(fù)合沖頭的外沖頭、內(nèi)沖頭、和彈簧片同軸布置；所述外沖頭下表面開(kāi)有四個(gè)環(huán)形開(kāi)口，以保證彈簧片從外沖頭內(nèi)部向外部運(yùn)動(dòng)；所述彈簧片為帶有四個(gè)扇形葉片的圓形彈簧片，以保證板料受力均勻；所述內(nèi)沖頭安裝在外沖頭內(nèi)部，彈簧片安裝在內(nèi)沖頭下部，四個(gè)扇形葉片裝于外沖頭下表面上的四個(gè)環(huán)形開(kāi)口處。
【文檔編號(hào)】B21D39/02GK203578591SQ201320816965
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】張夢(mèng)溪, 莊蔚敏, 李兵, 許欽華 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)