压铆冲压模具的制作方法

本发明涉及模具领域，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；铆钉，设置在所述安装槽，在所述铆钉上形成第一压铆结构；铆接凹模，固定设置在下模，并且所述铆接凹模形成有朝向所述铆钉，并与所述第一压铆结构匹配的第二压铆结构。

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。

如上或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，所述第一压铆结构包括：凹槽，所述凹槽呈环形，形成在所述铆钉朝向所述铆接凹模的一面，所述凹槽底面的宽度大于所述凹槽开口处的宽度；所述第二压铆结构包括环形凸台，朝向所述凹槽，并与所述凹槽匹配。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述第一压铆结构还包括：铆钉刃口，所述铆钉刃口形成在所述凹槽围成的环形内，并且所述铆钉刃口的顶部从所述铆钉上凸起，并且在凸起的方向上，外径逐渐增大，最大外径小于所述环形凸台的内径；所述环形凸台内壁面形成刃面，与所述铆钉刃口配合切除废料。

如上所述的压铆冲压模具，其中，所述铆接凹模还形成有逃料孔，所述逃料孔连通所述刃面，承接废料。

如上所述的压铆冲压模具，其中，还包括：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，所述第二压铆结构形成在所述主体上。

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，铆钉固定块上的铆钉，与铆接凹模配合，实现对工件的铆接，这种压铆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，且该压铆是通过第一压铆结构和第二压铆结构使工件塑性变形，实现铆接。

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为本申请压铆冲压模具中铆钉固定块的示意图；

图3为图1的爆炸图；

图4为图1的剖视图；

图5为本申请压铆冲压模具中铆钉和铆接凹模配合的示意图；

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；111-气路接口；112-沉台孔；113-安装孔；12-铆钉固定块；121-固定安装部；1211-螺钉沉台孔；1212-销钉孔；122-杆部；1221-安装槽；1222-轴向气孔；1223-径向气孔；13-气路接头；14-气管；15-铆钉；151-凹槽；152-铆钉刃口；21-铆接凹模；211-法兰台；212-凸台；213-刃面；214-逃料孔。

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。

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、铆钉15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2和图3，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用于安装上述铆钉15。在一种优选的实施方式中，垫块11上具有安装孔113，用于和固定安装部121连接，例如通过螺钉。

铆钉15和铆接凹模21相对的设置，铆接凹模21固定设置在下模6上，使用时，随着上模和下模6合模，铆钉15和铆接凹模21相对靠近，通过铆钉15上的第一压铆结构和铆接凹模21上的第二压铆结构互相配合，对工件进行压塑，使工件塑性变形，实现铆接。第一压铆结构和第二压铆结构在图5中示出，将会在说明书下面具体说明。

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，所述第二压铆结构形成在主体上。

为了安装槽1221能够有效连接铆钉15，本申请一个优选的方式为，二者采用气压吸附方式，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，在冲压完成后，停止吸气，或者改为吹气。需要理解，在冲压完成后，铆钉15会留在工件上，起到铆接功能，因此需要停止吸气使其可以顺利的与铆钉固定块12分离，吹气也是同样的道理，使其更易分离。

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。

下面具体说明第一压铆结构和第二压铆结构如何实现对工件的塑性变形。

参见图5，第一压铆结构包括：凹槽151，所述凹槽151呈环形，形成在所述铆钉15朝向所述铆接凹模21的一面，凹槽151底面的宽度大于凹槽开口处的宽度；第二压铆结构包括环形凸台212，朝向所述凹槽151，并与所述凹槽151匹配。

凹槽151上述宽度的变化可以理解为随着凹槽151深度的加深，宽度也随之变大，沿竖直方向做截面，凹槽151呈底宽上窄的梯形。

使用时，环形凸台212与凹槽151对工件进行挤压，环形凸台212将工件挤入，并且通过上述凹槽151宽度的变化，可以知晓，工件被挤压后形成类似梯形，充满凹槽151，实现铆接。

对应凹槽151和环形凸台212的形状，上述塑性变形的形状也应为环形，在一个优选的实施方式中，本申请的压铆冲压模具除了实现上述的铆接，还能对环形塑性形变内的工件进行废料切除。具体的：

所述第一压铆结构还包括：铆钉刃口152，铆钉刃口152形成在所述凹槽15围成的环形内，并且所述铆钉刃口152的顶部从所述铆钉15上凸起，并且在凸起的方向上，外径逐渐增大，最大外径小于所述环形凸台212的内径；环形凸台212内壁面形成刃面213，与所述铆钉刃口152配合切除废料。

上述铆钉刃口152可以立即为从铆钉15上突出的刀具，其与刃面配合，对废料切除，当然，铆接凹模21还对应的形成有逃料孔214，所述逃料孔214连通所述刃面213，承接废料。

应该理解，刃面213是为了方便理解，铆钉刃口152与之配合进行切料，在实际操作中，环形凸台212的顶面和内壁面结合处边缘，和铆钉刃口152就可以配合对废料进行切割。但是一些柔性工件可能会先发生形变，后切断，这就使工件废料的切除可能并非在上述的边缘和铆钉刃口152接触时就切断，需要铆钉刃口152继续和刃面213继续完成切断。上述边缘属于刃面213的一部分。

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6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，还可以控制气流排出方向。

铆钉15:如图2、图3所示，中间为环形、凸起的铆钉刃口152，铆钉刃口152立壁为内倾斜结构，铆钉刃口152立壁与外侧的立壁形成倒置梯形结构的凹槽151。铆接后坯料会塑性变形挤入该倒置的凹槽内，完成铆接。

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，顶部加工有凸起的同心圆环凸台212，用于实现铆接过程零件坯料塑性变形将制件与铆钉连接在一起，实现铆接。底部法兰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。铆接凹模上的凸台212内壁为刃面213，工作时与铆钉刃口152配合进行圆孔废料切除，铆接凹模内部底部为逃料孔214，用于圆孔废料切除后废料排出。工作时，铆钉刃口152与刃面213先接触进行圆孔废料切除，随后模具继续闭合，铆接凹模21上的凸台212将切断后的孔周圈坯料通过塑性变形挤入凹槽151内，从而实现铆接。

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(如图7所示)。

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。