压铆冲压模具的制作方法

本发明涉及模具，尤其涉及一种压铆冲压模具。

背景技术：

随着汽车工业对于汽车轻量化及环保的要求日益紧迫,铝合金、高强钢等新材料逐步应用于车身制造中，对于车身板料的连接技术和工艺的要求也越来越高。传统的板料连接方式如电焊、螺栓连接存在表面质量差、容易腐蚀，甚至无法实现焊接等问题。如点焊在焊接过程中温度较高，易产生热变形并破坏板件表面原有镀层，导致零件表面质量难以达标，且难以实现铝合金与钢等不同材质材料的焊接，因此，铆接技术在汽车车身生产中的应用逐渐被推广应用。

现有汽车制造中，零件的冲压生产和铆接工艺是分开进行的，首先通过冲压模具采用常规的冲压生产将零件通过拉延、修边、冲孔、翻边整形等工艺冲压成形，然后再通过专用的铆接设备进行铆接工艺生产。

这种生产工艺工序数多，需要的人工、设备投入多，生产成本高；同时也导致生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压铆冲压模具，充分利用普通冲压模具空间，设计铆钉压铆工艺，有效优化减少后序生产工序，减少人工及设备生产投入，降低生产成本,提高生产效率。

本发明的一种压铆冲压模具，包括：垫块，固定设置在上模；铆钉固定块，具有固定安装部和杆部，所述固定安装部与所述垫块连接，所述杆部一端与所述固定安装部连接，另一端形成安装槽，用于安装铆钉；铆接凹模，设置在下模，在所述铆接凹模朝向所述铆钉固定块的顶面上，形成供所述铆钉穿过的通孔，还形成环绕所述通孔的凸台。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述铆钉，分为铆钉头和铆钉身，其中，至少所述铆钉头设置在所述安装槽内。

如上所述的压铆冲压模具，其中，在所述铆钉身与所述铆钉头连接的一端，形成至少一圈凹槽，或者，形成螺旋凹槽。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述垫块、所述固定安装部和所述杆部内形成有贯通的气路通道；所述垫块上的所述气路通道还具有气路接口，用于连接气路接头。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述垫块上的所述气路通道还具有沉台孔，所述杆部上的所述气路通道由轴向气孔形成，所述轴向气孔连通所述沉台孔，另一端连通所述安装槽，以吸附所述铆钉。

如上所述的压铆冲压模具，其中，在所述安装槽上形成贯通所所述安装槽壁面的径向气孔，所述径向气孔上连接有气管。

如上所述的压铆冲压模具，其中，压料镶块，套设在所述铆钉固定块的所述杆部外，并与所述上模连接；凸模镶块，套设在所述铆接凹模外，并与所述下模固定。

如上所述的压铆冲压模具，其中，铆接凹模底部形成有法兰台，在所述法兰台上形成所述铆接凹模的主体，所述通孔和所述凸台形成在所述主体上。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述铆钉还具有冲压头，形成在所述铆钉身远离所述铆钉头的一端。

如上所述的压铆冲压模具，其中，还包括固定块固定设置在所述下模上，且位于所述铆接凹模之下；在所述铆接凹模和所述固定块之间设置有弹簧。

如上所述的压铆冲压模具，其中，还包括固定块和顶销，所述顶销底部通过弹簧与所述固定块弹性连接，所述顶销的顶端伸入所述铆接凹模的所述通孔内。

本发明的压铆冲压模具中，垫块设置在上模，铆接凹模设置在下模，并通过设置在垫块上的铆钉固定块，垫块上的铆钉，与铆接凹模配合，实现对工件的铆接，这种压铆的方式可以直接通过现有模具上模和下模的合模实现，这样把压铆工艺融入到了其他工序，如冲孔、修边、冲压等通过上下模合模实现的工艺中。同时，铆钉通过气压固定到安装槽中，方便灵活，易于更换。

以冲压为例，针对单一的冲压生产及单一的铆接生产，生产工序数多，需要投入设备、人力多成本高、效率第的问题，本申请充分利用冲压模具内部空间，可以在冲压生产阶段完成部分铆接生产工作内容，减少车身生产过程工序数，从而减少人工及设备的投入，降低生产成本。同时，工序数减少，也提高了生产效率。

附图说明

图1为本申请压铆冲压模具的示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1的剖视图；

图4为本申请压铆冲压模具中铆钉固定块的示意图；

图5为为本申请压铆冲压模具部分示意图；

图6为本申请压铆冲压模具一种优选实施例的示意图；

图7为本申请压铆冲压模具在上模和下模配合的示意图。

附图标记：

3-冲孔凸模组件；4-压料镶块；5-凸模镶块；6-下模；11-垫块；12-铆钉固定块；13-气路接头；14-气管；15-铆钉；111-气路接口；112-沉台孔；113-安装孔；121-固定安装部；122-杆部；1211-螺钉沉台孔；1212-销钉孔；1221-安装槽；1222-轴向气孔；1223-径向气孔；151-铆钉头；152-铆钉身；153-冲压头；21-铆接凹模；211-法兰台；212-凸台；213-通孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明公开一种压铆冲压模具，参见图1到图3，包括：垫块11、铆钉固定块12和铆接凹模21，垫块11固定设置在上模，可以随上模移动，铆钉固定块12与垫块11连接，具体的，参见图4，铆钉固定块12分为两部分，固定安装部121和杆部122，这两部分是固定连接的，当然，在一种优选的实施方式中，这二部分是一体结构。固定安装部121与所述垫块11连接，杆部122一端与所述固定安装部121连接，另一端形成安装槽1221；该安装槽1221用于安装铆钉15。铆钉15可以使用现有技术中的铆钉，当然，本说明书下面也会公开一种优选的铆钉结构。

在一种优选的实施方式中，垫块11上形成有安装孔113，以便于和固定安装部121连接，例如使用螺钉、螺栓连接。

铆钉固定块12和铆接凹模21相对的设置，铆接凹模21设置在下模，以铆接凹模21朝向铆钉固定块12的面为顶面，顶面上形成通孔213和凸台212，使用时，随着上模和下模6合模，铆钉固定块12带着铆钉15和铆接凹模21相对靠近，通过铆钉从而使铆钉15对工件进行铆接。当然，需要铆接的工件，例如铝材板(铝不易焊接，还可能会产生有害气体，因此此处选用铝材版，进行铆接处理)，可以提前形成铆接孔，铆钉15随铆钉固定块12下移，穿入铆接孔，随着上模和下模6继续合模，工件会被凸台212挤压，被凸台212挤压处变薄，工件基于该变薄处，会向四周延展，即，以凸台212所在位置为基础，向四周延展。由于上述的延展，工件会挤压铆钉15，最终使铆钉15被夹紧固定，实现对工件的铆接。简单理解可以是，工件的延展使铆接孔的孔径变小，从而固定住铆钉15。

上述的通孔213，是提供铆钉15进入的空间。

上述工件具有铆接孔，铆钉15可以直接进入铆接孔，实现上述过程，在一种实施方式中，也可以不预先具有铆接孔，通过上模和下模6合模时的压力，铆钉15可以在工件上冲孔，再完成上述操作。

在一种优选的实施例中，上述凸台212为环形凸台，这样就可以使工件的延展可以集中向铆钉15进行，以紧固铆钉15。

需要注意，本申请的压铆冲压模具，会把铆钉15留在工件上，以对工件起到铆接作用，因此，每次使用时都需要安装新的铆钉15。优选的，铆接凹模21底部形成有法兰台211，在所述法兰台211上形成所述铆接凹模21的主体，所述通孔231、凸台212就形成在该主体上。

为了安装槽1221能够牢固的固定铆钉15，有能在完成铆接后及时的分离，本申请优选的使用气压吸附方式使二者连接，具体参见图4，垫块11、固定安装部121和所述杆部122内形成有贯通的气路通道；垫块11上的所述气路通道还具有气路接口111，用于连接气路接头13。气路接头13与气压设备连接，例如气泵，通过吸气的方式，对铆钉15进行吸附，在需要与铆钉15分离时，即铆接完成时，上模和下模6离模，停止吸气，或者改为吹气。

更具体的，垫块11上的气路通道还具有沉台孔112，杆部122上的所述气路通道由轴向气孔1222形成，所述轴向气孔1222连通所述沉台孔112，另一端连通所述安装槽1221，以吸附所述铆钉15。

这种实施方式中，杆部122具有多个轴向气孔1222，每个轴向气孔1222都通向安装槽1221，以平均均匀的吸附铆钉15。

当然，也可以是一条大直径的轴向气孔1222，直径具体的大小以能够满足吸附住铆钉15为准，该轴向气孔1222与杆部122同轴，保证从中心吸附铆钉15，以提高牢靠度。

为了防止吸附成真空，导致泵体损坏，同时也为了保证对铆钉15吸附的牢靠，在安装槽1221上形成贯通所所述安装槽1221壁面的径向气孔1223，所述径向气孔1223上连接有气管14。当然，该气管14是在安装槽1221的外壁的方位，而非在安装槽1221内。

优选的，参见图6，本申请压铆冲压模具还具有压料镶块4，套设在所述铆钉固定块12的所述杆部122外，并与所述上模连接；凸模镶块5，套设在所述铆接凹模21外，并与所述下模6固定。

下面说一种优选的铆钉15的结构，铆钉15，分为铆钉头151和铆钉身152，其中，至少所述铆钉头151设置在所述安装槽1221内。即上述的安装槽1221通过铆钉头151对整个铆钉实现固定，从而，上述通过气压吸附的方式也是吸附铆钉头151。铆钉身152即上述伸入工件的铆接孔，并且还伸入通孔213中，当然铆钉身152的外径小于通孔213的内径。铆接时被工件延展挤压固定的部分也是该铆钉身152。

为了使工件延展对铆钉身152的固定牢靠，在铆钉身152与铆钉头151连接的一端，形成至少一圈凹槽，或者，形成螺旋凹槽。延展的工件挤入该凹槽中，使铆接更牢靠。

优选的，铆钉15还具有冲压头153，形成在所述铆钉身152远离铆钉头151的一端，或者说形成早铆钉身152朝向铆接凹模21的一端，其冲压头153可以对没有预设置铆接孔的工件进行冲孔。这样可以减少一道对工件的预加工工序。

在一种优选的实施方式中，固定块24固定设置在所述下模6上，位于铆接凹模21之下，一般的，在下模6上会设置安装孔，固定块24设置在安装孔内，其低于下模6的上平面，一般不会露出，铆接凹模21位于上方，至少凸台212和通孔213从下模6上露出，铆接凹模21与固定块24之间设置弹簧23。

顶销22与弹簧23设置在铆接凹模21与固定块24之间,所述顶销22的顶端伸入所述铆接凹模21的通孔213内,冲压完成后抵顶所述铆钉15，弹簧23一端与顶销22抵接,另一端与固定块24抵接。

其功能可以保证在上模和下模6离模后，辅助的弹起工件。当然，本申请的压铆冲压模具是可以用于其他模具中的，与其他模具共同对工件加工，以提高效率，减少不必要的工。由于与其他模混合使用，因此具有弹簧23起到的复位，弹起工件的功能仅作为辅助功能，并非完全通过该弹簧23对工件实现弹起。

顶销22直接穿入通孔213，但是穿入的长度需要保证不影响铆钉15的进入。顶销22底部通过上述弹簧23与规定块24连接。在使用时，固定块24、弹簧23和一部分顶销22(或者顶销22的整体)都在下模6的内，不从表面露出。如图7所示的，凸模镶块5是从下模6露出的部分，凸模镶块5以下的部分均不在下模6上露出。

本申请的压铆冲压模具不限定仅为冲孔模具同时工作,可以为其它修边、翻边等冲压工作内容也可以同时进行。这就依赖于安装在上模和下模上具体的冲压模块是什么，本申请的压铆冲压模具可以匹配具有任意冲压模块的模具。

下面以一个具体的实施例，说明各个零件优选的结构，以下是将所有零部件结构完整的实现在一个整体中，但并不用于限制本申请必须按照以下方式设置和使用。

垫块11:加工有气路接口111,用于安装连接气路接头13；与气路接口111形成的一侧，相邻的一侧加工有气路结构贯通的沉台孔112，沉台孔112的过孔与气路接口111贯通，沉孔的直径可覆盖铆钉固定块上轴向的4个气路过孔。沉台孔112的一侧还加工有孔，用于将垫块11固定安装在上模上。

铆钉固定块12：其结构可分为固定安装部121和杆部122两部分，其中，固定安装部121大致为长方体结构，加工有螺钉沉台孔1211及销钉孔1212，安装时螺钉、销钉依次穿过铆钉固定块12、垫块11固定安装在冲压模具的上模上。杆部122为圆柱体结构，底端为圆形凹槽状的安装槽1221，用于冲压工作前吸附放置铆钉，安装槽1221直径与铆钉15头部直径相等；安装槽1221底部均匀布置加工有4个轴向气孔1222，轴向气孔1222为通孔，与相连接的垫块11上的沉台孔112对应，其中4个轴向气孔1222轴向投影在沉台孔112沉台范围内部。安装槽1221的立壁上还加工有径向对应的两个径向气孔1223，与气管14固定连接，可实现吸附及下压过程中气体流动顺畅性，提高吸附及下压效果。

气路接头13：连接气源与气路接口。

气管14：用于安装连接在安装槽1221的立壁上的径向气孔1223，控制气流排出方向。

铆接凹模21：固定安装在凸模镶块5内，底部带有法兰台211的管装圆柱体，顶部加工有凸起的环形凸台，用于实现铆接过程零件孔周圈坯料塑性变形将制件与铆钉15连接在一起，实现铆接。底部法兰台211可保证稳定安装在凸模镶块5内部，避免长期使用后制件抬起、铆钉15从铆接凹模21内退出时铆接凹模21松动、上移，保证安装稳定性。铆接凹模中间为通孔213。

顶销22：活动安装在下模6内部，铆接凹模21的下方。其结构大致为三阶台阶状，底部为法兰台结构，用于顶销22的运动行程限位；中间为圆柱主体部分，上部为顶杆部分，顶杆部分深入铆接凹模21内部，即通孔231，用于冲压铆接工作完成后，将铆钉15及制件顶起，用于避免压铆螺钉卡在铆接凹模21内部，同时也起到便于拿取制件、方便操作的作用。

弹簧23：安装在固定块24上，用于顶起顶销22。

固定块24：通过螺栓固定安装在下模6上，用于安装弹簧23。

冲孔凸模组件3：为常规冲压模具中冲孔使用，固定安装在上模上。

压料镶块4固定安装在冲压模具的压料芯上，用于冲压/铆接工作前制件压紧，避免攒动。

凸模镶块5固定安装在下模6上。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。