流体压力驱动的压铆装置的制作方法

本申请涉及铆接技术，更具体地，涉及一种流体压力驱动的压铆装置。

背景技术：

压铆是利用压铆机产生的静压力镦粗铆钉杆形成镦头的一种铆接方法。压铆的铆接件具有表面质量好、变形小、连接强度高等特点，因而其被广泛应用于各种机械加工领域，例如造船、汽车制造，航空航天，白色家电等。然而，在一些加工环境下，待加工件的内部空间有限，而传统的压铆装置通常具有较长的轴向长度，因而不适合在这类狭小的工作空间中进行操作。

技术实现要素：

本申请提供了一种具有较短轴向长度的压铆装置，其能够适合在狭小的工作空间中进行操作。

在本申请的一个方面，提供了一种流体压力驱动的压铆装置，包括：缸体，所述缸体具有相对设置的远端侧和近端侧，以及在所述远端侧和所述近端侧之间轴向延伸的侧壁，其中所述远端侧具有开口部；第一活塞，其设置于所述缸体内，并且与所述近端侧共同限定第一内腔，其中所述第一活塞具有向所述远端侧延伸且与所述开口部对准的压铆杆；第二活塞，其设置于所述缸体内，并且与所述远端侧共同限定第二内腔，其中所述第二活塞具有向所述远端侧延伸的套筒部，所述套筒部至少延伸至所述开口部以封闭所述开口部，并且所述套筒部还可滑动地容纳所述压铆杆；流体泵系统，所述流体泵系统分别与所述第一内腔和第二内腔流体连接，用于向所述第一内腔和第二内腔供应或回吸流体，从而使得所述第一活塞和所述第二活塞能够沿所述缸体的轴向往复移动，在所述第一活塞和所述第二活塞从所述近端侧向所述远端侧移动时，所述套筒部运动至预压紧位置，并且随后所述压铆杆伸出所述套筒部以对待压铆工件进行压铆操作；以及传力构件，其设置于所述第一活塞和第二活塞之间，当所述第二活塞的套筒部运动至所述预压紧位置后，所述第一活塞能够运动靠近所述第二活塞并通过所述传力构件向所述第二活塞施加压紧力。

一些实施例中，所述传力构件包括弹簧元件，所述弹簧元件的两端分别被连接到所述第一活塞和所述第二活塞上。

一些实施例中，所述弹簧元件为蝶形弹簧元件。

一些实施例中，所述传力构件包括所述第一活塞、第二活塞和缸体的侧壁共同限定的第三内腔，所述流体泵系统还与所述第三内腔流体连接，用于向所述第三内腔供应或回吸流体。

一些实施例中，所述第三内腔和所述流体泵系统之间设置有压力调节阀，用于调节所述第三内腔中的流体压力。

一些实施例中，所述压铆杆的端部设置有压铆头。

一些实施例中，所述压铆头可拆卸地与所述压铆杆连接。

一些实施例中，所述套筒部设置有止挡元件，用于限制所述压铆头伸出所述套筒部的长度。

一些实施例中，在所述第一活塞和第二活塞与所述缸体表面接触处设置有密封件。

一些实施例中，所述压铆装置进一步包括位移传感器，所述位移传感器与所述第一活塞连接，用于指示所述第一活塞的轴向位置。

一些实施例中，所述流体泵系统包括流体泵，所述第一内腔和所述第二内腔通过所述流体泵相互流体连通。

一些实施例中，所述流体泵系统所供应和回收的流体为液压油。

以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1至图3示出了根据本申请一个实施例的压铆装置100的示意图；其中，图1是该压铆装置100的外观示意图；图2是该压铆装置100的侧视图；图3是该压铆装置100沿图2所示的aa方向的剖视图，其中该压铆装置100处于初始状态；

图4至图6示出了根据本申请一个实施例的压铆装置200的示意图；其中，图4是该压铆装置200的外观示意图；图5是该压铆装置200的侧视图；图6是该压铆装置200沿图5所示的aa方向的剖视图，其中该压铆装置200处于初始状态。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，类似的符号通常表示类似的组成部分，除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下，可以采用其他实施方式，并且可以做出其他变化。可以理解，可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。

图1至图3示出了根据本申请一个实施例的压铆装置100的示意图；其中，图1是该压铆装置100的外观示意图；图2是该压铆装置100的侧视图；图3是该压铆装置100沿图2所示的aa方向的剖视图，其中该压铆装置100处于初始状态。在一些实施中，该压铆装置100被设计为自动化或半自动化设备，由外部电源或内置电源提供动力，并且用于对待加工件进行压铆处理。

具体地，如图1至3所示，该压铆装置100包括缸体101以及设置于缸体101内的第一活塞102和第二活塞103。其中，缸体101大体呈圆筒状的形状，第一活塞102和第二活塞103可以沿缸体101的轴向运动。缸体101主要由近端侧缸盖111和远端侧缸盖112以及在两个缸盖之间延伸的侧壁113构成，其中远端侧缸盖112上设置有开口部114。在一些实施例中，侧壁113通过焊接、粘接等连接方式与两端的缸盖111和/或112连接。在一些实施例中，侧壁113通过螺纹连接、卡扣连接等可拆卸连接方式与两端的缸盖111和/或112连接。在一些实施例中，侧壁113至少与缸盖111和112之一一体成型。在一些实施例中，远端侧缸盖112上的开口部114的形状为圆形，而在另一些实施例中，开口部114也可以是其他形状，如三角形、椭圆形或方形等。需要说明地是，本文所述的远端或远端侧是指在使用时该压铆装置邻近待压铆工件的一端或一侧，而近端或近端侧是指其相对的一端或一侧。

继续参照图3，其中第一活塞102与缸体101的近端侧缸盖111和部分侧壁113共同限定了封闭的第一内腔121。如图所示，该第一活塞102还具有向远端侧延伸的压铆杆122，该压铆杆122可以与开口部114对准并通过开口部114。一些实施例中，压铆杆122通过任何可适用的连接方式与第一活塞102连接，例如焊接、粘接、螺纹连接和卡扣连接等。一些实施例中，压铆杆122与第一活塞102一体成型。如图3所示，压铆杆122的端部设置有压铆头123，该压铆头123伴随第一活塞102和压铆杆122沿缸体101轴向运动，从而直接作用于待压铆工件，完成压铆操作。一些实施例中，压铆头123通过焊接、粘接等连接方式与压铆杆122连接，或者与压铆杆122一体成型。一些实施例中，压铆头123通过螺纹连接、卡扣连接等可拆卸地连接方式与压铆杆122连接，从而操作人员可以根据需要更换合适的压铆头，扩大该压铆装置100的适用范围。

如图3所示，第二活塞103具有向远端侧延伸的套筒部132，该套筒部132延伸至与开口部114相接触，从而使得第二活塞103及其套筒部132与缸体101的远端侧缸盖112和部分侧壁113共同限定了封闭的第二内腔131。如上所述，在一些实施例中，开口部114可以为圆形、三角形、椭圆形、方形或其他形状，因此为了限定封闭的第二内腔131，套筒部132形状也可以是圆形、三角形、椭圆形、方形或其他形状，从而与开口部114相匹配。虽然如图所示的套筒部132与第二活塞103一体成型，但是一些实施例中，套筒部132也可以通过任何可适用的连接方式与第二活塞103连接，例如焊接、粘接、螺纹连接和卡扣连接等。如图所示，第一活塞102的压铆杆122容纳于该套筒部132中，并且可以沿套筒部132轴向滑动。

第一内腔121的体积可伴随第一活塞102沿缸体101轴向的运动而发生变化，类似地，该第二内腔131的体积可伴随第二活塞103沿缸体101轴向的运动而发生变化。具体地，图3示出的压铆装置100处于其初始状态，即未开始压铆操作或执行完单次压铆操作后的状态。在该初始状态，第一活塞102和第二活塞103相对靠近近端侧缸盖111，从而使得第一内腔121的体积处于较小状态而第二内腔131的体积处于较大状态。当该压铆装置100开始执行压铆操作时，伴随第一活塞102和第二活塞103朝向远端侧的运动，该第一内腔121的体积逐渐变大而第二内腔131的体积逐渐变小。

如图3所示，第一活塞102和第二活塞103之间设置有弹簧元件104。该弹簧元件104的两端分别与第一活塞102和所述第二活塞103连接。一些实施例中，该弹簧元件104为蝶形弹簧。在一些实施例中，该弹簧元件104为其他任何可用弹簧形式，例如螺旋弹簧、空气弹簧等。由于弹簧元件104的存在，当第二活塞103的套筒部132运动至与待压铆工件相抵接后，第二活塞103停止运动，第一活塞102继续沿着缸体101轴向朝向第二活塞103运动并逐渐压紧弹簧元件104，从而通过弹簧元件104对第二活塞103施加压力，使得套筒部132得以进一步压紧待压铆工件。可以理解，套筒132对待压铆工件压紧力的大小主要取决于弹簧元件104的弹性。

压铆装置100还具有流体泵系统105(图中未示出)，该流体泵系统105包括流体泵、驱动电机和流体储存装置，其通过如图1所示的第一通孔124与第一内腔121连通，并且通过如图1所示的第二通孔133与第二内腔131连通。一些实施例中，第一通孔124和第二通孔133分别设置于近侧端缸盖111和远侧端缸盖112上。一些实施例中，第一通孔124和第二通孔133也可以设置于缸体101的侧壁113上。在驱动电机驱动下，流体泵将流体储存装置中储存的流体通过上述第一通孔124和第二通孔133输入或输出第一内腔121或第二内腔131，最终导致第一活塞102和第二活塞103在流体压力的作用下沿缸体101的轴向运动。例如，伴随着流体泵将流体输入第一内腔121，腔内流体产生的压力推动第一活塞102沿着缸体101的轴向朝远端侧运动。伴随着流体泵将流体输入第二内腔131时，腔内流体产生的压力推动第二活塞103沿缸体101的轴向朝近端侧运动。

在一些实施例中，上述流体泵系统105可以没有流体储存装置，第一内腔121和第二内腔131通过流体泵直接流体连通，在驱动电机的驱动下，流体泵将第二内腔131中的流体引导入第一内腔121中，此时腔体流体压力和弹簧元件104作用下，第一活塞102和第二活塞103均沿着缸体101轴向朝远端侧运动。而在相反过程中，流体泵将第一内腔121中的流体引导入第二内腔131中，此时在腔体流体压力和弹簧元件104的作用下，第一活塞102和第二活塞103均沿着缸体101轴向朝近端侧运动。这样的设置使得压铆装置100的结构设计更为紧凑简单。一些实施例中，上述流体泵系统105还设置有阀门，用于控制对第一内腔121和第二内腔131的供流或回流速度。需要指出的是，本文中所述的流体可以为液体或气体，优选为液压油。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

参照图1和图3所示，当需要对待压铆工件进行压铆加工时，将压铆装置100的压铆头123对准待压铆工件上的待加工位置。流体泵系统105的驱动电机开始工作，驱动流体泵向第一内腔121输入流体并从第二内腔131抽吸流体，从而使第一活塞102和第二活塞103沿缸体101的轴向朝远端侧运动。压铆头123和套筒部132伴随第一活塞102和第二活塞103也朝向远端侧运动，直至套筒部132与待压铆工件相抵接时，其运动至预压紧位置。随后，第二活塞103停止运动而第一活塞102继续沿缸体101的轴向朝远端侧运动，并且压铆头123伴随第一活塞102的运动沿套筒部132轴向朝远端侧运动。由于第一活塞102和第二活塞103之间连接有弹簧元件104，伴随着第一活塞102靠近第二活塞103，逐渐被压紧的弹簧元件104向第二活塞103施加逐渐变大的压紧力，使得待压铆工件能更好地被固定，保证了压铆位置的准确性。随后，压铆杆123运动伸出套筒部132以对被套筒部132压紧的待压铆工件进行压铆。

当完成压铆后，驱动电机驱动流体泵从第一内腔121抽吸流体并向第二内腔131输入流体，从而使得第一活塞102和第二活塞103先后沿缸体101的轴向朝近端侧运动。之后第一活塞102和第二活塞103逐渐复位至图3所示的初始状态，该压铆装置100完成单次压铆操作。

如图3所示，套筒部132还设置有止挡元件134，用于限制压铆头123伸出所述套筒部的长度。同时，缸体101的近端侧缸盖111和/或侧壁103靠近近端侧缸盖111处还设置有止挡部115，用于限制第一活塞102继续朝近端侧运动，从保证了第一内腔121的最小体积。此外，由于第一内腔121和第二内腔131均为容纳流体并承受一定流体压力的腔体，因此在第一活塞102和第二活塞103与缸体101表面接触处设置有多个密封件。例如，如图3所示，第一活塞102和第二活塞103在其与缸体101接触表面上设置有密封圈。在一些实施例中，第一活塞102和第二活塞103与缸体101之间采用间隙密封。

在一些实施中，压铆装置100还包括位移传感器106，用于获知所述第一活塞102的轴向位移，进而获知其上的压铆头123的轴向位置变化。如图3所示，传感器106被设置于近端侧端盖111上，其传感器本体161沿缸体101的轴向朝远端侧延伸，并部分延伸入第一活塞102及其压铆杆122中。因此，当第一活塞102沿缸体101的轴向朝远端侧运动时，传感器本体161与第一活塞102及其压铆杆122间产生相对运动，其延伸入第一活塞102部分的长度发生变化，由此可以确定第一活塞102的轴向位移，进而确定压铆头123的轴向位置变化。在一些实施例中，压铆装置100还可以包括压力传感器(图中未示出)，其用于监测压铆杆122沿轴向的受力状态，从而获知压铆头123输出的轴向压力。根据位移传感器与压力传感器对压铆头123的位移与输出力的检测，能够获知压铆装置100的工作状态，对压铆加工质量进行监测。

图3中的虚线部分显示了该压铆装置100的缸体部分的一种可能的装配方式，虚线部分示意性的示出了该压铆装置100的架体、其他部件或工作台的相应部位。一些实施例中，缸体部分以其远端部位通过焊接、粘接、螺纹连接或卡扣连接等连接方式安装于该压铆装置100的架体、其他部件或工作台的相应部位。在一些实施例中，缸体部分也可以其他部位与该压铆装置100的架体、其他部件或工作台连接。

可以看出，通过采用流体压力来驱动活塞移动，压铆装置可以具有更为紧凑的结构。此外，压铆装置的轴向长度可以被缩短，以适合操作空间有限的工作环境。

图4至图6示出了根据本申请一个实施例的压铆装置200的示意图；其中，图4是该压铆装置200的外观示意图；图5是该压铆装置200的侧视图；图6是该压铆装置200沿图5所示的aa方向的剖视图，其中该压铆装置200处于初始状态。

如图4至图6所示，不同于图1至3所示的压铆装置100，该压铆装置200的第一活塞202和第二活塞203之间并没有设置弹簧元件。取代了弹簧元件，一个附加的液压系统作为第一活塞202和第二活塞203之间的缓冲的传力元件。第一活塞202、第二活塞203与侧壁213限定了第三内腔207。该第三内腔207通过如图4所示的设置于缸体201的侧壁213上的第三通孔271与流体泵系统205连通，从而使其可以向第三内腔207内输入或抽取液体。具体地，本实施例的压铆装置200在实施压铆操作过程中，当套筒部232与待压铆工件相抵接时，其运动至预压紧位置。随后，第二活塞203被迫停止运动，而第一活塞202继续沿缸体201的轴向朝远端侧运动。由于此时第三内腔207内充满液体，伴随着第一活塞202靠近第二活塞203的运动，其中液体被缓慢压出或被流体泵系统205抽出。在此过程中，由于第三内腔207内的液体压力的作用，第二活塞203受到压紧力，使得待压铆工件更好地被固定，保证了压铆位置的准确性。虽然图中未示出，一些实施例中，第三内腔207和流体泵系统205间设置有压力调节阀272，用于调节第三内腔207中的流体压力，从而对待压铆工件提供合适的预压紧力。

关于压铆装置200的其他构件以及其工作方式，可以参考图1至图3所示的压铆装置100的对应描述，在此不再赘述。需要指出的是，一些实施例中，压铆装置的第一活塞和第二活塞间的缓冲传力元件也采用替代的结构和原理，例如两者分别设置有相斥的磁性元件，从而通过磁场来传递力。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了压铆装置的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上，根据本申请的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。