专利名称：板件铆接、冲压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种板件铆接、冲压装置，属于铆接、冲压领域。
传统的板件铆接，通常是先在板件上制孔，再将铆钉穿入孔内，然后通过铆接工具使铆钉头部产生变形，将被铆接的板件铆接在一起。制孔、穿入铆钉及铆接，通常需要分步进行，费工、费时、费料，比较麻烦。zl94229013.5《一种薄板连接的模具设备》所公开的实用新型专利，实质上是一种挤压连接模具设备，其形成的连接部位与其冲头的横截面积是所冲孔横截面积的60～80％，它虽然比通常的铆接方法更简单方便，但是其连接强度被降低，当用于受外力较大的结构性连接时容易损坏，对于厚度小于0.30mm的极薄板件的连接比较困难，而且它只能将非塑性材料板件夹在两块塑性材料板件之间进行连接，而不能将有孔的塑性及非塑性材料板件直接与塑性材料板件进行连接，同时，它只能一次完成一个连接点的连接。
本实用新型的目的是提供一种新的板件铆接、冲压装置，该装置在铆接时，不需要预先在板件上制孔，不使用铆钉，而是在一道工序内完成使板件形成类似空心铆钉形状的连接部位，并通过它将板件铆接在一起，其特点是使连接部位得到加强能够用于结构性连接、能够对极薄板件进行铆接、能够将有孔的塑性或非塑性材料板件直接与塑性材料板件进行铆接、能够组合成多点铆接装置、组合冲压装置及多点铆接、冲压装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的由模架将凸模及凹模连接在一起形成基本单元，模架上部的上缸体内设有凸模及脱模回位装置，模架下部的下缸体内设有凹模，凹模由活动模块、弹性套、垫板、弹性垫及芯轴组成，芯轴的上部是柱体下部是托座，活动模块置于芯轴上部周围，活动模块外面套有弹性套，活动模块的下面设有垫板，垫板置于芯轴托座上面的弹性垫上；芯轴的上端面是一个边沿设有一圈上翘小圆弧的圆弧面。将若干个基本单元组合可组成多点铆接装置；将基本单元内的凸模及凹模换成冲压专用的凸模及凹模，可组成冲压专用单元，若干个冲压专用单元可组成组合冲压装置；将若干个基本单元与若干个冲压专用单元组合，可组成多点铆接、冲压装置。
采用以上技术方案后，将该装置放置在通用的冲压设备或专用设备上，将需要铆接的板件放在凸模与凹模之间，凸模在冲压设备的作用下向下运动时，先将板件压出类似空心铆钉形状的连接部位，当凸模继续向下运动时，在凹模下部的弹性垫被继续压缩的同时，芯轴上部的板件材料受到压缩，在芯轴上端圆弧面的引导下，向外流动，并将活动模块向外挤压，在被铆接板件结合部形成一个相当于空心铆钉头的被镦粗的铆接变形区，使连接部位得到加强，从而增强了连接强度，使其不仅可以用于非结构性连接，而且还能用于能够承受一定外力的结构性连接。
与点焊等非结构性连接方式相比，它节省能源，工作现场无噪声、无污染、无火花飞溅，被连接表面的涂层、镀层不会被破坏；与铆钉、螺钉等结构性连接方式相比，它不用制孔，不使用螺钉、铆钉，加工过程中不用来回搬运工件，使用此装置节省工时，省力、省钱；与采用zl94229013.5《一种薄板连接的模具设备》实用新型专利所公开的模具设备形成的连接方式相比，其连接部位的横截面积略大于下凹部位横截面积与两板件厚度之和，连接部位内可留有加强体，连接强度更高，而且还可以将有孔的塑性或非塑性材料板件直接铆接在塑性材料板件上，其应用范围更广泛，同时，通过对基本单元及冲压专用单元的不同组合，缩短了准备时间，提高了工作效率，使其特别适合用于在一个大面积的板件上进行多点铆接及冲压。由于各个点的铆接质量及冲压质量是由各基本单元和专用单元本身的结构得以保证，各个铆接点之间的模具安置尺寸精度不影响铆接的质量，所以由若干个单元所组合而成的组合式多点铆接或冲压装置，可以替代复杂的大型复合冲压模其，不用制孔就可以完成多点一次铆接、冲压，且加工尺寸不会出现累计误差，该装置改变了传统的板件铆接、冲压的工艺，不仅具有板件加工精度高的优点而且也显著地提高了加工效率降低了成本。
以下结合附图和具体的实施方案对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型板件铆接、冲压装置基本单元的第一种实施例的剖视图。
图2是本实用新型板件铆接、冲压装置基本单元的第二种实施例的剖视图。
图3是本实用新型板件铆接、冲压装置基本单元的第三种实施例的剖视图。
图4是本实用新型板件铆接、冲压装置的一种用于冲裁用的冲压专用单元的实施例的剖视图。
图5是本实用新型一种由基本单元、冲裁专用单元和挤压连接专用单元组合而成的多点铆接、冲压装置的实施例的剖视图。
在
图1中，左半部表示凸模1在进入被铆接板件形成类似空心铆钉形状的连接部位时的情形，右半部表示形成连接部位后，凸模1继续向下运动，与芯轴14一起压缩板件7、8使其变形，并完成铆接过程的情形。由模架2将凸模1及凹模9连接在一起，模架2上部的上缸体6内设有凸模1及脱模回位装置3，模架2下部的下缸体15内设有凹模9，凹模9由活动模块10、弹性套11、垫板12、弹性垫13及芯轴14组成，芯轴14的上部是柱体下部是托座，可作径向移动的由两块以上的模块构成的活动模块10置于芯轴14上部周围，其外面套有弹性套11，活动模块10的下面设有垫板12，垫板12下面的弹性垫13置于芯轴14的托座上。芯轴14的上端面是一个边沿设有一圈上翘小圆弧面。
将模架2固定于冲压设备或专用设备的下工作台上，被铆接的板件7、8置于凸模1与凹模9之间，当冲压设备或专用设备的上工作台向下运动，将凸模1压下时，由于凹模9的作用，凸模1先将板件7、8压出类似空心铆钉形状的连接部位，当凸模1继续向下运动时，在活动模块10下面的弹性垫13继续被压缩的同时，芯轴14上方的板件7、8的材料受到挤压沿着芯轴14上端面的圆弧面所引导的方向向外流动，使活动模块10沿其径向向外移动，在被铆接板件7、8的连接部位，形成一个相当于空心铆钉铆接头的被镦粗的铆接变形区，使铆接区得到加强。完成铆接后，凸模1在脱模回位装置3的作用下回到原来的位置。当用于结构性连接时，凸模1下端伸入到板件连接部位凹坑内的部分，另外用强度比被铆接板件本身强度更高的材料单独制成，成型后留在铆接板件连接部位的凹坑内，成为加强体，此时凸模1头部未深入的部分带有磁性或粘性，并设有与加强体相对应的定位凹坑或突起。当每次铆接结束后再放入新的加强体，为下次铆接做好准备。
在图2中，弹性凸模21由用弹性材料制成的凸模弹性体211及凸模头212组成。当冲压设备或专用设备的上工作台向下运动，将凸模21压下时，由于凸模头212及凹模9的作用，弹性凸模21先将板件7、8压出类似空心铆钉的连接部位，当弹性凸模21继续向下运动时，凸模弹性体211继续被压缩，在活动模块10下面的弹性垫13继续被压缩的同时，芯轴14使其上端连接部位的材料受到挤压而沿着芯轴14上端面的圆弧面所引导的方向向外流动，将活动模块10沿径向向外移动，在被铆接板件7、8的连接部位，局部形成一个相当于空心铆钉铆接头的被镦粗的铆接变形区，将被铆接板件铆接在一起，该结构特别适合于厚度极小用挤压法难以连接的极薄板件的铆接。
在图3中，当被铆接的板件中有一件为已经有孔的塑性或非塑性材料板件时，将有孔板件38置于塑性材料板件7的下方，当弹性凸模21向下运动时，由于凸模头212及凹模9的作用，弹性凸模21先将板件7压出类似空心铆钉的连接部位，弹性凸模21继续向下运动时，凸模弹性体211继续被压缩，在活动模块10下面的弹性垫13继续被压缩的同时，芯轴14使其上方板件7连接部位的材料受到挤压而沿着芯轴14上端圆弧面所引导的方向向外流动，活动模块10沿径向向外移动，被铆接板件7的局部形成一个相当于空心铆钉铆接头被镦粗的铆接变形区，将板件7、有孔板件38铆接在一起。
在图4中，模架2将冲裁用凸模41及凹模49连接在一起构成冲压专用单元，模架2上部的上缸体6内设有冲压用凸模41及脱模回位装置3，模架2下部的下缸体15内设有冲压用凹模49，冲压专用单元的模架2固定于冲压设备或专用设备的下工作台上，需要冲压的板件47置于冲压用凸模41与凹模49之间，当冲压设备或专用设备的上工作台向下运动，将冲压用凸模41压下时，在冲压用凹模49的配合下，将板件47冲压出所需的形状。完成冲压后，冲压用凸模41在脱模回位装置3的作用下回到原来的位置。此装置特别适合用于在一个大面积的工件上进行多处冲压加工的作业，由于各处的冲压间隙由该装置冲压专用单元本身得到保证，各个冲压点之间的尺寸精度及模具的安装调试精度均不影响冲压本身的加工质量，所以由若干个该装置冲压专用单元组合成组合式冲压装置，替代复杂的大型复合模。
若该装置的冲压用凸模41和凹模49，是挤压用凸模和凹模或其他冲压作业用凸模和凹模时，则该装置成为挤压连接专用单元或其他冲压作业专用单元，将此装置用于在一个大面积工件上进行多个挤压连接或其他冲压作业的加工时，由于各个挤压连接点或其他冲压作业的加工质量由该装置本身保证，各个挤压连接点或其他冲压作业之间的尺寸精度及模具的安装调试精度均不影响挤压连接或其他冲压作业本身的工作质量，所以可以将由若干个由该装置组合而成的组合式多点挤压连接或其他冲压作业装置，替代复杂的大型多点点焊机或其他冲压作业的大型复合模。可以大幅度节省模具的制造时间及制造费用，缩短加工周期。
在图5中，基本单元53、冲压专用单元54、挤压连接专用单元54，通过T型螺钉52与带T型槽的底版51连接，组合成为多点铆接、冲压装置的各种形式。其组合内容及相对位置，根据被加工零件的要求进行，其连接方式也可不使用T型螺钉与带T型槽的底版连接，而使用螺栓-螺母-压板与底版连接或使用螺栓-螺母-压板直接将基本单元等固定在冲压设备的工作台上。
当然，该装置也可以不使用模架2，而直接将凸模与凹模安装固定在冲压设备上。但是，此时安装调试模具比较麻烦，而且其工作质量将受冲压设备的精度及安装、固定质量的影响，工作效率低。
权利要求1一种板件铆接、冲压装置，由凸模、凹模组成，其特征是该装置由模架(2)将凸模(1)及凹模(9)连接在一起组成基本单元，模架(2)上部的上缸体(6)内设有凸模(1)及脱模回位装置(3)，模架(2)下部的下缸体(15)内设有凹模(9)，凹模(9)的零件芯轴(14)的上部是柱体下部是托座，芯轴(14)上部包围着设有可作径向移动的活动模块(10)，活动模块(10)的外面套有弹性套(11)，活动模块(10)的下面设有垫板(12)、垫板(12)置于芯轴(14)托座上的弹性垫(13)的上面。
2根据权利要求1所述的板件铆接、冲压装置，其特征在于凸模(1)用于结构性连接时，凸模(1)下端伸入板件凹坑的部位，另外用强度高于被铆接板件本身强度的材料制成，成型后留在被铆接板件凹坑内成为加强体，凸模(1)下端头部未伸入的部分带有磁性或粘性，并设有与加强体相对应的定位凹坑或突起；凸模(1)用于薄板铆接时，凸模(1)是由凸模弹性体(211)及凸模头(212)组成的结构形式。
3根据权利要求1所述的板件铆接、冲压装置，其特征在于脱模回位装置(3)由脱模弹簧(5)和回位弹簧(4)组成。
4根据权利要求1所述的板件铆接、冲压装置，其特征在于芯轴(14)上端面是边缘设有一圈上翘小圆弧的圆弧面。
5根据权利要求1所述的板件铆接、冲压装置，其特征在于活动模块(10)由沿径向分成两块以上，紧密结合，可径向移动的模块构成。
专利摘要一种板件铆接、冲压装置,由模架将凸模、凹模连接组成基本单元,模架上部的上缸体内设有凸模及脱模回位装置,模架下部的下缸体内设有凹模,凹模由活动模块、弹性套、垫板、弹性垫及芯轴组成。数个基本单元可组合成多点铆接装置;由冲压专用凸模及凹模组成的冲压专用单元,可组成板件组合冲压装置;基本单元与冲压专用单元相组合,可组成多点铆接、冲压装置。
文档编号B21J15/04GK2458108SQ0025109
公开日2001年11月7日 申请日期2000年8月31日 优先权日2000年8月31日
发明者汪沛华, 王耀芸 申请人:汪沛华, 王耀芸