用于冷成形接頭工具的模具、壓接工具和鉚接工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種放置在于壓接操作中接合到壓接工具中或于自沖鉚接操作中接合到自沖鉚接工具中的組件的相反側(cè)上的模具。
【背景技術(shù)】
[0002]在白車(chē)身結(jié)構(gòu)中，接合方法在傳統(tǒng)上依賴(lài)于電阻電焊(例如，在鋼結(jié)構(gòu)中)。隨著汽車(chē)行業(yè)對(duì)減輕車(chē)重以滿足客戶對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性的期望和燃料使用效率標(biāo)準(zhǔn)(CAFE)要求的持續(xù)關(guān)注，增加了對(duì)替代材料的興趣。在鋁密集型車(chē)輛和其它混合金屬接合應(yīng)用的情況下，與焊接鋁相關(guān)的問(wèn)題已促使了冷成形接頭技術(shù)的采用，諸如當(dāng)前最普遍用于成形接頭的壓接和自沖鉚釘(SPR)。SPR的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它是一種高產(chǎn)量裝配工藝。
[0003]壓接接頭提供了增添成本節(jié)省的可能。如果通過(guò)壓接接頭將零件固定在一起，則能夠節(jié)省專(zhuān)用鉚釘?shù)某杀?。然而，壓接接頭往往弱于SPR接頭，因?yàn)樗鼈儾痪哂邢嗤幕ユi程度。壓接接頭的降低的強(qiáng)度限制了壓接接頭的潛在應(yīng)用。需要提高壓接接頭和SPR接頭的強(qiáng)度。
[0004]壓接接頭和自沖鉚釘?shù)牧硪粏?wèn)題在于該組件的底層在成形接頭時(shí)會(huì)變薄并可導(dǎo)致鉚釘或壓接接頭突破底部面板而引起腐蝕問(wèn)題。如果可以減小突破的可能性，則壓接接頭和自沖鉚釘都會(huì)被更廣泛地應(yīng)用。
[0005]通過(guò)如下總結(jié)的本實(shí)用新型解決了上述問(wèn)題和其它問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種既能增加冷成形接頭強(qiáng)度又能減小面板被突破的可能性的用于冷成形接頭工具的模具。
[0007]公開(kāi)了一種具有凹形內(nèi)側(cè)壁的多部分模具，其被可移動(dòng)地保持在襯圈內(nèi)以提高可在壓接操作或自沖鉚接(SPR)操作中成形的互鎖的程度。該多部分模具還意圖減小底層薄化并降低壓接接頭和SPR接頭沖破的可能性。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種用于冷成形接頭工具的模具，包括:
[0009]襯圈，限定了具有成形區(qū)域和緩沖區(qū)域的凹陷部；
[0010]具有凹形內(nèi)表面的組合模具，組合模具在成形冷成形接頭時(shí)被壓縮在成形區(qū)域內(nèi)并在緩沖區(qū)域中展開(kāi)以促進(jìn)模具從冷成形接頭的移除；以及
[0011]徑向偏置件，徑向偏置件偏置組合模具以使組合模具在緩沖區(qū)域中展開(kāi)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，組合模具具有限定了用于成形冷成形接頭的凹形內(nèi)表面的至少兩個(gè)模具部分，其中，模具部分中的每一個(gè)均具有部分內(nèi)底壁。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，偏置件可操作地接合模具部分以在緩沖區(qū)域中將模具部分分離。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊，并且組合模具在凹陷部?jī)?nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形冷成形接頭并將冷成形接頭從組合模具移除。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括在襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置的凸輪表面，凸輪表面引導(dǎo)組合模具進(jìn)入成形區(qū)域中并抵靠徑向偏置件。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，冷成形接頭選自一組，該組基本包括:自沖鉚釘；以及壓接接頭。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括軸向偏置件，軸向偏置件接合組合模具以將組合模具偏置成在成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間移動(dòng)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種壓接工具，壓接工具用于在多個(gè)面板中成形壓接接頭，壓接工具包括:壓接沖頭；以及相對(duì)于壓接沖頭設(shè)置在面板的相反側(cè)的模具，模具具有設(shè)置在杯形襯圈內(nèi)側(cè)的多個(gè)部分杯形段，部分杯形段中的每一個(gè)均限定有凹形扣狀物成形面，并且壓接沖頭抵靠凹形扣狀物成形面成形面板的一部分。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，杯形襯圈包括側(cè)壁和底壁，并且側(cè)壁具有內(nèi)表面，內(nèi)表面包括成形區(qū)域和與成形區(qū)域同軸的緩沖區(qū)域，其中，部分杯形段在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)部分杯形段設(shè)置在成形區(qū)域中時(shí)，壓接沖頭抵靠凹形扣狀物成形面成形壓接接頭，當(dāng)部分杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)，壓接接頭從模具移除。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該壓接工具還包括徑向展開(kāi)彈簧，徑向展開(kāi)彈簧可操作地接合部分杯形段以在部分杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)將部分杯形段偏置分離。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該壓接工具還包括軸向偏置彈簧，軸向偏置彈簧可操作地接合部分杯形段和杯形襯圈以將部分杯形段沿軸向朝緩沖區(qū)域偏置。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊，模具可選地在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形壓接接頭并將壓接接頭從模具移除，并進(jìn)一步包括在襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置的凸輪表面，凸輪表面將模具引導(dǎo)到成形區(qū)域中。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)部分杯形段包括四個(gè)段。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種鉚接工具，鉚接工具用于在多個(gè)面板中安裝自沖鉚釘，鉚接工具包括:鉚接沖頭；以及相對(duì)于鉚接沖頭設(shè)置在面板的相反側(cè)的模具，模具具有設(shè)置在杯形襯圈內(nèi)側(cè)的多個(gè)部分杯形段，每個(gè)部分杯形段均具有凹形內(nèi)表面，隨著面板受力被壓向凹形內(nèi)表面，鉚接沖頭將自沖鉚釘安裝到面板中。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，杯形襯圈包括側(cè)壁和底壁，側(cè)壁具有內(nèi)表面，內(nèi)表面包括成形區(qū)域和與成形區(qū)域同軸的緩沖區(qū)域，其中，部分杯形段在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)部分杯形段設(shè)置在成形區(qū)域中時(shí)，鉚接沖頭抵靠扣狀物成形面成形鉚接接頭，并且當(dāng)部分杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)，鉚接接頭從模具移除。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括徑向展開(kāi)彈簧，徑向展開(kāi)彈簧可操作地接合部分杯形段以在部分杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)將部分杯形段偏置分離。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該鉚接工具還包括軸向偏置彈簧，軸向偏置彈簧可操作地接合部分杯形段和杯形襯圈以將部分杯形段沿軸向朝緩沖區(qū)域偏置。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊，模具可選地在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形鉚接接頭并將鉚接接頭從模具移除，并進(jìn)一步包括在杯形襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置的凸輪表面，凸輪表面將模具引導(dǎo)到成形區(qū)域中。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)部分杯形段包括四個(gè)段。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，公開(kāi)了一種用于冷成形接頭工具的模具，其包括具有凹形內(nèi)表面的組合模具，該組合模具被容納在襯圈中，襯圈限定了具有成形區(qū)域和緩沖區(qū)域的凹陷部。該組合模具在成形冷成形接頭時(shí)被壓縮在成形區(qū)域內(nèi)并在緩沖區(qū)域中展開(kāi)以促進(jìn)模具從冷成形接頭的移除。徑向偏置件偏置組合模具以在緩沖區(qū)域中展開(kāi)。此外，可設(shè)置軸向偏置件以接合組合模具以使組合模具偏置而在成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間移動(dòng)。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的其它方面，組合模具可具有限定了用于成形冷成形接頭的凹形表面的至少兩個(gè)模具部分，并且模具部分中的每一個(gè)均包括部分內(nèi)底壁。該偏置件發(fā)揮作用以可操作地接合模具部分以在緩沖區(qū)域中使模具部件分離。
[0032]成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊，并且組合模具可選地在凹陷部?jī)?nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形冷成形接頭并將冷成形接頭從組合模具移除。該模具可進(jìn)一步包括在襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置的凸輪表面，凸輪表面將組合模具引導(dǎo)到成形區(qū)域中并抵靠徑向偏置件。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種用于在多個(gè)面板中成形壓接接頭的壓接工具。該壓接工具包括壓接沖頭和相對(duì)于壓接沖頭設(shè)置在面板的相反側(cè)的模具。該模具具有設(shè)置在杯形襯圈內(nèi)側(cè)的多個(gè)部分杯形段。面板通過(guò)沖頭進(jìn)入限定有側(cè)面凹形扣狀物成形面的杯形段而成形。
[0034]根據(jù)涉及壓接工具的本實(shí)用新型的其它方面，該杯形襯圈包括側(cè)壁和底壁。側(cè)壁具有包括成形區(qū)域和與成形區(qū)域同軸的緩沖區(qū)域的內(nèi)表面。杯形段在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)杯形段設(shè)置在成形區(qū)域中時(shí)，壓接沖頭抵靠側(cè)面扣狀物成形面成形壓接接頭。當(dāng)杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)，壓接接頭被從模具移除。
[0035]徑向展開(kāi)彈簧可操作地接合杯形段，以在杯形段被設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)將杯形段偏置分離。此外，軸向偏置彈簧可操作地接合杯形段和杯形襯圈以將杯形段沿軸向朝緩沖區(qū)域偏置。
[0036]成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊，并且模具可選地在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形壓接接頭并從模具移除壓接接頭。凸輪表面在襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置，凸輪表面將模具引導(dǎo)到成形區(qū)域中。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的其它方面，公開(kāi)了一種用于在多個(gè)面板中安裝自沖鉚釘?shù)你T接工具。該鉚接工具包括鉚接沖頭和相對(duì)于鉚接沖頭設(shè)置在面板的相反側(cè)的模具。該模具具有設(shè)置在杯形襯圈內(nèi)側(cè)的多個(gè)部分杯形段。每個(gè)杯形段均具有凹形內(nèi)表面。隨著面板受力被壓向杯形段的內(nèi)表面，鉚接沖頭將自沖鉚釘安裝到面板中。
[0038]根據(jù)涉及鉚接工具的本實(shí)用新型的其它方面，杯形襯圈可包括側(cè)壁和底壁。側(cè)壁可具有包括成形區(qū)域和與成形區(qū)域同軸的緩沖區(qū)域的內(nèi)表面。杯形段在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)杯形段設(shè)置在成形區(qū)域中時(shí)，鉚接沖頭抵靠扣狀物成形面成形鉚接接頭。當(dāng)杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)，鉚接接頭被從模具移除。
[0039]徑向展開(kāi)彈簧可操作地接合杯形段，以在杯形段設(shè)置在緩沖區(qū)域中時(shí)將杯形段偏置分離。軸向偏置彈簧可操作地接合杯形段和杯形襯圈以將杯形段沿軸向朝緩沖區(qū)域偏置。
[0040]成形區(qū)域和緩沖區(qū)域同軸對(duì)齊并且模具可選地在杯形襯圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)以成形壓接接頭并從模具移除壓接接頭。凸輪表面可在襯圈上于成形區(qū)域和緩沖區(qū)域之間設(shè)置以將模具引導(dǎo)到成形區(qū)域中。
[0041]本實(shí)用新型的有益效果在于，該用于冷成形接頭工具的模具既能增加冷成形接頭強(qiáng)度又能減小面板被突破的可能性。
[0042]下面參照附圖更為詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的上述方面和其它方面。
【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1為在接頭預(yù)成形階段位于左側(cè)的壓接工具和位于右側(cè)的鉚接工具的示意性截面圖，其包括根據(jù)本實(shí)用新型的一方面制造的模具。
[0044]圖2為在接頭初始成形階段位于左側(cè)的壓接工具