环形舌片夹持冲模的制作方法

本发明涉及用于将两种或以上材料铆接的冲头工具或冲模工具。更详细而言，本发明涉及用于将紧固件铆接到电端环或电环端子的舌片的自夹持工具。

现有技术

美国专利号7,374,382中描述的可旋转铆接螺母的类型获广泛使用于各种应用。一种应用是附于电端环的舌片。该舌片具有用于容纳螺栓的孔的端子的扁平延伸，端部将附于螺栓。使用可旋转螺母以完成与螺栓的附接带来限制可拆部件数量的优点，因为螺栓仍然附于到电缆端部。

电端环或电环端子通常由相对地柔软的材料(诸如铝或铜)制成。在许多情况下，舌片中的孔的直径较舌片的宽度相对地大；因此，在该孔周围的舌片材料的宽度是非常小的。在这些条件下，诸如可旋转铆接螺母的置换式紧固件在安装过程中倾向产生材料凸出和在孔周围的舌片尺寸增大。这样的变形可在安装后导致螺母的旋转和性能特性变差，因为该不必要的尺寸变化减小舌片材料保持装置与螺母的铆接部件的重叠。

因此，理想的是提供一种安装工具，该安装工具防止在安装紧固件(诸如可旋转螺母)期间出现的舌片尺寸改变。也理想的是提供一种安装工具，该安装工具具有用于将螺母准确地在接收孔置于中心的装置且防止舌片的过度受压。更理想的是提供一种装置，该装置用于从安装工具排出舌片而不会当舌片卡住的时候损坏部件。

技术实现要素：

根据本发明的一个实施例，在冲压冲击区下方的自致动工具左右夹持电端环的舌片，以在冲压操作期间保持其尺寸的稳定。工具冲模是自致动的且包括装配到对应的锥形插孔的锥形开口套圈。当压力机的安装力迫使套圈进入容器时，套圈的夹爪以对应力量向舌片两侧移动。

在预定前进点，套圈底部向外顶靠止挡，将夹爪的位置限定到须将舌片保持在其安装前的松弛形状和大小的位置。在该点，压力机继续安装压嵌紧固件(press-fit fastener)。弹簧加载的阶梯销将使用的螺母定心并其后将完成的组件排出。另一个弹簧在安装完成后将套圈送回原来位置。

更具体而言，本申请人已发明用于工业压力机的工具，该工具具有自夹持冲模的功能，该功能在压力机的安装冲程期间紧固件被压入电缆端工件的同时，保持电缆端工件。该工具包括冲模，该冲模具有锥形容器，该容器具有向下渐缩的侧面，在该容器内夹持套圈可在最上释放位置和最下夹持位置之间垂直移动。该最下位置由该容器的底端壁来限定。该套圈具有在向下方向渐缩的锥形边，并包括用于从侧面夹持该工件的可移动夹爪。该夹爪具有夹持侧和用于支撑工件对抗压力机向下的力的基部部分。

第一弹簧位于工具容器中，用于将套圈向上偏置到释放位置。垂直地往复移动的圆柱形排出销位于冲模中的轴孔内，且被脱模弹簧朝向上方偏置。该销具有环形级，该环形级围绕减小直径的该销的顶端部分的基部。该级和顶部分保持紧固件(诸如螺母)与工件对齐。工具冲模的释放位置是套圈和销在其最上位置，工具冲模被套圈和脱模弹簧偏置到该释放位置。位于冲模顶端的轴环藉由在释放位置与轴环的外壁上的级的接合来限制套圈的向上移动，从而将套圈拘束在工具插孔内。套圈具有至少两个夹爪，优选地具有四个夹爪，该夹爪具有支撑工件对抗压力机压头的向下的力的基部。

排出销在夹爪之间向上延伸且同时具有支撑工件和排出工件的功能。该销的外径约等于工件中的孔，该工件具有最小间隙以确保螺母与该孔对齐。该套圈、工具、冲模、弹簧和销经构造及配置成使得由压力机冲头施加到紧固件和工件的向下的力导致套圈因套圈的夹持位置而将工件合拢。紧固件被夹持时，套圈的夹爪防止当紧固件被压入至附于工件时出现的膨胀。当压力机冲头的向下的力被撤回时，销在套圈的夹爪之间向上移动且将工件从套圈向上排出。

本发明具有优于现有技术的许多优点。根据本发明的实施例的工具是简单且自致动的装置，因其弹簧致动机构并不依靠除了压力机的安装力以外的任何外部动力。其他优点和差异将根据前述说明和本发明的下列附图和描述而得出。本发明的优选实施例将为本领域技术人员提供本发明的全面理解。

附图说明

·图1是根据本发明的优选实施例的工具的立体部分剖视图；

·图2是图1所示工具的右侧正视图截面图；

·图3A是安装在图1的工具上的电缆端环的顶视图；

·图3B是沿着图3A的3B-3B线取得的截面图；

·图4至图8是截面图，该截面图示出了根据本发明的优选实施例将紧固件铆接到端环的舌片的顺序步骤；以及

·图9和图10是上壳体插孔中的套圈运动路径的局部示意图(未按比例示出)。

具体实施方式

图1至图10示出了根据优选实施例的工具。由于图1至图8的更详细示图的比例，套圈、杆和上壳体插孔之间的小间隙不可看出。因此，提供了不按比例画出的图9和图10的局部示意图以示出所述间隙。

所述工具一般包括压力机冲头工具13和自夹持冲模11。该压力机的外部支撑结构未示出，而且就本领域技术人员全面理解本发明而言该外部支撑结构并非必要。压力机冲头工具13和自夹持冲模11经构造和配置成用以分别连接常规冲压设备的冲头和砧。

图1和图2示出安装在自夹持冲模11中的电端环9。在螺母17已铆接到舌片15之后，电端环9包括端部配件或端部箍10、舌片15和螺纹螺母17。所述元件的位置也对应图8，其中端环9是完全装配的以及已可从冲模11移除。舌片15一般是矩形的，且如端部箍10般具有与中心轴线平行地延伸的纵向尺寸。如上所述，舌片15的厚度在沿着邻接孔的舌片15的纵向延伸边是最小的。

压力机冲头工具13一般包括实心圆柱体8，以及在一端的筒形插孔12，实心圆柱体8具有中央纵向轴线。插孔12的直径优选地接近螺母17或其他紧固件的外径，螺母17或其他紧固件将被压接到舌片15。如下文进一步描述，插孔12在安装工序期间保持螺母15与舌片15中的孔对齐。

冲模11包括筒形壳体21，筒形壳体21具有中心轴孔7，筒形销7在中心轴孔7中往复移动。孔7从壳体上端部21a延伸到接近该壳体的下端部21b的一点，但不完全延伸穿过壳体21。孔7具有如下所述的若干不同直径。使用时，壳体21的中心轴线与压力机冲头工具13的中心轴线对齐。

销23具有中央部分23b、增大直径的下部分23c和减小直径的上部分23a，如在图2可最佳看到，上部分23a具有与螺母17的内径相同的直径。销23的中央部分23b的直径大致等于舌片15中的孔的内径加上适当间隙。

冲模11包括锥形开口套圈组件，该套圈组件由四个套圈段18(下文中统称为“套圈18”)组成，套圈18在上壳体插孔16内往复移动，插孔16从该壳体的上端部21a延伸。所述个配合的套圈段绕杆23的中央部分23b的上端部对称配置。套圈18的每一段具有四个上夹爪，所述上夹爪具有基部部分20和齿19，如在图1和图3可最佳看到，基部部分20和齿19夹紧舌片15的纵向延伸边。

参考图9，所述套圈段的内侧壁32呈弓形且与杆23的中央部分23b的外径互补。参考图10，该套圈的外侧壁一般在轴向上部分30a和轴向下部分30b呈筒形，轴向上部分30a和轴向下部分30b优选地具有相同直径。相比之下，该外侧壁的中央部分30b在向下方向向内渐缩。在优选实施例中，中央部分30b中的该外侧壁的直径从下部分30c至上部分30a逐渐增加，从而在中央部分30b与上部分30a之间的界面形成肩部30d。肩部30d充当止挡以防止所述套圈从上壳体插孔16被排出。

上壳体插孔16的内壁31具有大致与所述套圈的外侧壁30互补的形状。参考图10，所述内壁的下部分31b具有大致具有不变直径的圆筒形形状。所述内壁的上部分31a在向上方向向外渐缩。换言之，插孔16的内径从所述下/上部分之间的界面至壳体上端部21a的上端逐渐增加。

第一压缩弹簧27位于在中心孔7的底部的第一扩大室7a中。弹簧27抵靠销23的底端部且将销23向上偏置。第二弹簧25包围销23的中央部分23b且位于中心孔7中的第二扩大槽7b中，中心孔7与上壳体插孔16共同延伸但比上壳体插孔16具有较小的直径。第二弹簧25的上端部与套圈18的底部接触且将套圈18向上偏置。轴环29包围所述壳体的上部分，且具有稍微大于套圈18的上部分30a的缩小直径。轴环29将套圈18拘束在壳体21内，并且当上壳体插孔16的底壁26限制所述套圈的向下移动的时候，轴环29限制所述套圈的向上移动。冲模壳体21也包括限制销23的移动范围的适当止挡。

从图1和图2以及以上描述，对本领域技术人员显而易见的是销23和套圈18的移动是分开的，而且施加到套圈18顶部的向下的力将导致夹爪19闭合直至所述套圈触及上壳体插孔16的底壁26。

图3A至图8描述了根据本发明的铆接方法的优选实施例，使用上文所述的工具将紧固件铆接到端环9的舌片15的顺序步骤。选择了正视截面图，该正视截面图更清楚地示出所述套圈的夹爪在舌片15上的操作。舌片15的位置也在图3A的相关平面图中示出。因为与图1和图2相关的所述工具的各种元件已完全在上文描述和列举，所以为了全面理解本发明的操作而在重复列举图3至图7的所有部件是不需要的，除了部分部件的位置有变化之外，图3B至图7是完全相同的。部件的编号对应图1和图2所示的编号。实际上，虽然无须以此方式示出，所有尺寸和弹簧比率经选择使得以下操作顺序如以下描述发生。

现在参考图3A和图3B，舌片15中的孔已经放置在销23的上部分23a上面。舌片15位于齿19之间的所述夹爪的基部部分20上。接着，螺母17放置在销23的上部分23a上面且位于上部分23a与中央部分23b之间的所述肩部上。如与此同时，所述孔紧贴地包围中央部分23b的最端部。这些机械配置确保在安装工序期间螺母17与舌片15中的所述孔的对齐。

参考图4，当所述压力机(未示出)使压力机压头工具13向下推进到与螺母17接触的时候，铆接工序继续，螺母17进入且接触插孔12的底部。随着压力机冲程继续前进，压力机压头工具13驱动所述螺母和销向下抵抗下脱模弹簧27的向上偏置力，如图5所示。

图5中，压力机压头工具13现在已迫使螺母17与舌片15接触，因为排出销23也已经向下移动。螺母17和舌片15上的力量现在开始将套圈18向下移动，这导致两个弹簧动作。首先，这允许所述螺母和所述舌片维持在对抗底弹簧27的反作用力的可动且对齐的接触。其次，上弹簧25促使舌片15在夹爪19之间与套圈18的顶部恒常接触，因为套圈18藉由对抗螺母17和舌片15的压力机压头工具13的力量向下移动。

参考图6，藉由锥形套圈18抵靠上壳体插孔16的楔作用，所述压力机压头工具的向下移动持续，直到舌片15已经以最短夹持距离被完全捕获在所述套圈的夹爪为止，如图6的箭头所示。在安装顺序的这一点，在上弹簧25完全被压缩的情况下，套圈18已经触及底部且抵靠插孔端壁26。壳体21中的插孔16深度经设计成使得套圈18将在最小夹持夹爪距离触及底部，该最小夹持夹爪距离等于舌片15的适当自由宽度。

在图7，舌片15维持被夹持的状态以防止凸出。螺母17上的冲压力持续到最大额以实现与环形舌片15的铆接。停靠在所述插孔的底壁26的套圈18的“强制停止”(hard stop)确保对抗螺母17的最终所需安装力完全实现，因为这独立于套圈18的夹持动作。所述压力机的向下安装冲程可持续直到最大点，其中压力机压头工具13如此处所见接触套圈18。如这样设计，压力机压头工具13的端部中的插孔12的深度可限定螺母17插入舌片15的最大插入距离。

在图8，在所述螺母完全铆接到舌片15的情况下，压力机压头工具13已被撤回且从所述螺母分离。排出销23现在将所述端环组件从套圈的夹爪19向上排出。套圈18和排出销23分别藉由弹簧25和27的力量向上移动。所述套圈的向上行程受肩部31d与轴环29之间的抵靠所限制。在这一点，完成的端环组件已被排出，且已可从排出销23移除使得下个安装循环可以开始。

在这实施例，上述工具提供若干顺序的功能。所述工具夹持舌片15的侧边以防止铆接期间的凸出。所述工具也将所述紧固件(诸如铆接螺母)与舌片15中的孔同心地对齐，并且在冲压后将完成的组件排出。这些功能藉由工艺装备来实现，该工艺装备提供快速组装而产生较小不合格部件，因此使得其操作非常有效率且具成本效益。

前文所述应视为仅是本发明的原理和可能实施例的说明。再者，因为本领域技术人员可容易想到许多修改和变化，所以不希望将本发明限于所示和所述的具体构造和操作。相应地，可采用适合的修改和等同物，所有该修改和等同物落入本发明的范围内，本发明的范围应仅由下文的权利要求及其法律等同物来确定。