钣金件TOX铆接设备的制作方法

本发明涉及钣金技术领域，主要是涉及钣金件tox铆接设备。

背景技术：

目前，钣金零件的连接大部分采用电阻点焊机进行点焊加工，其工作原理为将焊件压紧在两电极之间，施加电极压力，随后电阻焊变压器向焊接区输入强大的焊接电流，在焊件接触面上形成真实的物理接触点，塑变能与热能将接触点的原子不断激活，继续加热形成熔化熔核。

传统电阻点焊加工方式存在较多质量控制难点和问题，包括：①焊点不仅会破坏板材表面镀锌层，而且使表面凹凸不平并留有焊渣，焊点的外观不美观，影响产品的外观质量和顾客满意度；②点焊作业环境差，点焊过程中会产生火花飞溅现象，长时间近距离接触会造成作业人员皮肤灼伤，影响作业人员身体健康；③电阻点焊对设备参数要求严格，需要作业人员根据不同的板材调整设备参数，同时点焊电极易氧化，每点焊一定数量焊点，就需要对点焊电极进行打磨处理，电极的打磨效果直接影响产品质量，在作业人员技能无法达到统一标准的情况下，点焊质量的稳定性和可靠性无法保障；④因点焊质量的稳定性和可靠性差，点焊过程对作业人员操作要求较高，因此难以实现全自动化生产。

目前，国际比较先进的钣金铆接工艺是德国tox铆接工艺，此工艺通过气液增力缸提供动力，带动凸模向下冲压，将被连接的板材挤压进相应的凹模。在进一步挤压作用下，凸模侧的板件材料挤压凹模侧材料，材料在凹模内流动变形，如此即可产生一个既无棱边、又无毛刺的tox连接圆点。对于有漆层和镀锌层的钢板，因为漆层和镀锌层也随之流动变形，而不会被损坏，所以此连接点不会影响钣金的抗腐蚀性能。

一个钣金件上具有多个tox铆接点，且这些铆接点不在同一铆接平面上，如果这些铆接点距离较近，则需要将钣金件送到不同的焊接工位分步焊接。如此不仅会降低铆接效率，还会因为两次定位误差导致铆接点位置超差，影响钣金件焊接质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于铆接点在不同平面的钣金件的铆接设备。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

钣金件tox铆接设备，包括载台、两轴位移平台一、气液增力缸、凸模、凹模、基座、压板和两轴位移平台二；所述载台上设置有用于夹持钣金件的夹具；所述气液增力缸固定在所述两轴位移平台一上，所述凸模固定在所述气液增力缸的轴杆上；所述基座安装在所述载台上，所述凹模嵌设在所述基座中；所述两轴位移平台二与所述两轴位移平台一相互垂直设置，所述压板固定于所述两轴位移平台二上，且位于凹模与凸模之间，所述压板对应每一个凹模均设置有一个凹槽，所述凹槽中设置有位置传感器。

在本技术方案中，两轴位移平台一中的其中一轴带着凸模在不同凹槽之间切换，另一轴调节凸模相对凹模的距离，当凸模被位置传感器捕捉到，气液增力缸工作为凸模提供冲压动力。

在一个实施例中，所述基座对应所述凹模处设置有插入所述凹模中的顶杆，以其驱动所述顶杆伸缩的弹簧。

在一个实施例中，所述载台上设置有驱动气缸；所述驱动气缸作为动力源带动所述基座设置靠近或者远离钣金件。

进一步的是，所述载台上设置有导轨和驱动机构，所述驱动气缸固定在所述导轨的位移平台上，所述驱动机构作为动力源带动所述驱动气缸靠近或者远离钣金件。

在一个实施例中，所述两轴位移平台一的两轴动力源均为伺服滚珠丝杆副。

在一个实施例中，所述两轴位移平台二的两轴动力源均为气缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明采用两轴位移平台和传感器的组合实现同一凸模在不同凹模之间的位置切换和距离切换，实现了在同一焊接工位实现不同平面的铆接，提高了tox铆接质量和效率；

2.本发明采用tox铆接工艺，钣金件连接位置的材料被挤压，冷作硬化使连接点处材料机械性能提高，同时无材料撕裂损伤，无应力集中点，动态疲劳强度好；

3.tox铆接属于机械模具冲压成型，因此成型铆点一致性和质量可靠性非常好；

4.作业环境好，tox铆接过程无焊渣和火花，极大地改善了作业环境；

5.tox铆接动力源为气液增力缸，控制原理简单，且产品的一致性和可靠性好，配合机械手和机器人，即可实现产品的全自动化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是实施例一中公开的钣金件tox铆接设备的俯视图；

图2是图1中圆圈中的放大图；

图3是实施例一中公开的载台的俯视图；

图4是实施例二中公开的基座的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

参见图1所示的钣金件tox铆接设备，包括载台10、两轴位移平台一20、气液增力缸30、凸模40、凹模50、基座60、压板70和两轴位移平台二80。其中，两轴位移平台一是xy轴向，x轴和y轴的动力源均为伺服滚珠丝杆副；两轴位移平台二是xz轴向，x轴和z轴的动力源均为气缸。

气液增力缸30固定在两轴位移平台一的x轴上，凸模40固定在气液增力缸的轴杆上。载台10位于两轴位移平台一的右侧，载台上设置有用于夹持钣金件的夹具。基座60安装在载台上，数个凹模嵌设在基座中。

压板70固定于两轴位移平台二80的z轴上，且位于凹模与凸模之间。压板70的作用相当于冲压模具中的脱料板，起到压料和脱料的作用。铆接前，压板先下降至预设高度，再平移将钣金件紧压在基座上，以防止铆接点周围产生拉痕；铆接后，压板在凸模复位前一直保持紧压钣金件，以防止铆接点周围被凸模拉变形。

当钣金件上的铆接点a铆接完毕后，两轴位移平台一的y轴驱动气液增力缸和凸模切换至铆接点b处，因铆接点a和铆接点b之间存在位置差，所以两轴位移平台一20的x轴驱动气液增力缸和凸模向铆接点b处移动。为精确控制凸模在x轴向的位移量，需在压板上设置能捕捉凸模位置的传感器。压板70对应每一个凹模均设置有容凸模40穿过的圆孔71，所以可在压板对应每一个凹模处设置一个凹槽72，并将传感器90安装在凹槽中。

如图3所示，可在载台上设置带动基座设置靠近或者远离钣金件的驱动气缸100，在钣金件铆接完毕后，压板上行，基座向右移动远离钣金件，外配的机械手可将钣金件自动取走，再在载台上放置一块待铆接的钣金件，实现了全自动化铆接作业。

如果基座不止一个，可在载台上设置有导轨110和驱动机构120，将驱动气缸固定在导轨的位移平台上，驱动机构带动所有的驱动气缸同时靠近或者远离钣金件。

实施例二

采用tox铆接工艺，钣金件连接位置的材料被挤压进凹模，形成的铆接点的高度由凹模的深度决定。而材料进入凹模形成的凸点可能会卡在凹槽中，基座后退可能会将凸点拉变形，为避免此种情形的发生，可在基座60对应凹模处设置有插入凹模中的顶杆61(参见图4)，以及驱动顶杆伸缩的弹簧62。随着基座的后退，弹簧驱动顶杆将凸点顶松，可有效防止凸点被拉变形。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。