一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于板材连接技术领域，具体涉及一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法。
【背景技术】
[0002]近些年，同种材料、异种材料、相同厚度和不同厚度的板材连接问题得到了广泛关注。采用铆钉连接的板材连接工艺差，铆钉会对板材表面产生损伤，严重影响板材的使用效果，此外，由于铆钉和板材为异种材料，容易产生电化学腐蚀，使连接点产生松动。
[0003]此外，还有一种连接板材的技术叫机械变形压力连接工艺，机械变形压力连接工艺采用专门的凸凹模对连接板件进行冲压，利用金属塑性变形能力，通过板件之间的内嵌达到连接目的。机械变形压力连接工艺不仅经济、节能、环保，还非常适合应用于异质异型、材料表面有镀层或油漆等覆盖件的连接。机械变形压力连接单点静态强度是点焊的70%，而双点连接可与点焊相等，且动态强度要比点焊高，使用寿命比点焊长。但是，机械变形压力连接也存在致命的缺点。由于是利用板件间的内嵌达到连接目的，因此在板件的一侧必然存在一个较高的凸起，而另一侧有一个相应的凹坑。传统的机械变形压力连接工艺由于有凸起，因此不能在要求有平面相对滑动的场合使用，限制了其使用的广泛性。此外，由于两侧分别有凹坑和凸起，严重影响了其美观程度，使其不能使用在对外表有较高质量要求的场合。
【发明内容】
[0004]为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，能够显著降低连接点的高度，并增加连接点的强度。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]—种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，包括以下步骤:
[0007]第一步，采用预压孔在上板1和下板2上产生连接点，上板1和下板2之间产生了机械变形，由此形成内嵌，从而使上板1和下板2连接在一起，在上板1上存在一个凹坑，在下板2上存在一个凸起，
[0008]第二步，将上板1和下板2通过预压孔连接后形成的连接点倒扣在铆柱5上，使铆柱5置于上板1上的凹坑内，将上板1、下板2和铆柱5置于上模具3和下模具4之间，通过铆压工艺，上模具3向下运动，在下模具4的配合下挤压上板1、下板2和铆柱5，使铆柱5发生塑性变形，嵌入到上板1中，并压迫上板1在连接点处进一步嵌入到下板2中，使连接强度增加，下板2上的凸起在上模具3的压力作用下高度降低。
[0009]在铆压工艺中，铆柱5的材料沿其上端面和下端面上的凹坑周围向外流动，材料的流动会使铆柱5嵌入到上板1上的凹坑中，并同时使上板1在连接点处进一步嵌入到下板2中。
[0010]所述的铆柱5的形状为圆柱状，圆柱上平面设有上凹坑，圆柱下平面设有下凹坑，其参数包括铆柱直径d3、铆柱高度h、上凹坑直径d2、下凹坑直径山、上凹坑深度12、下凹坑深度1:、上凹坑锥角α2、下凹坑锥角αι和铆柱圆角R，通过上述参数不同的组合能产生不同的连接效果。
[0011 ] 所述的上板1、下板2的材料相同。
[0012]所述的铆柱5的材料和上板1的材料相同。
[0013]所述的铆柱5的材料为铝合金或铜合金。
[0014]本发明具有以下优点:
[0015](1)传统的铆钉需要做淬火处理，形状为带尖锐齿的杯形件，造价高。而本发明使用的软质铆柱制造工艺简单，造价低。
[0016](2)传统带齿的铆钉对连接的板材有损伤，这增加了防腐处理的难度，导致板材在连接处容易锈蚀。而本发明采用的铆柱完全利用塑性变形将板材连接在一起，对板材无损伤。
[0017](3)本发明的铆柱材料为与板材材料相同的铝合金、铜合金等塑性好的材料，材料较软，适合塑性加工，可以批量化生产。
[0018](4)铆柱与被连接板材采用相同材料，铆接后铆柱与板材之间不会发生电化学反应，因此铆柱铆好后不存在松动。
[0019](5)采用铆柱进行铆压后可有效降低连接点凸起的高度，改善连接点外观，使其应用更具广泛性。
[0020](6)该方法可有效增加连接点的强度。
【附图说明】
[0021]图1是本发明预压孔产生的连接点的示意图。
[0022]图2是本发明铆压前的示意图。
[0023]图3是本发明铆压后的示意图。
[0024]图4是本发明铆压过程中铆柱的材料流动情况。
[0025]图5是本发明使用的铆柱的剖视图。
[0026]图6为采用本发明方法连接的板材的剖面图片。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0028]—种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，包括以下步骤:
[0029]第一步，参照图1，采用预压孔在上板1和下板2上产生连接点，上板1和下板2之间产生了机械变形，由此形成内嵌，从而使上板1和下板2连接在一起，在上板1上存在一个凹坑，在下板2上存在一个凸起，影响其在某些对表面质量有要求的场合的使用，
[0030]第二步，参照图2和图3，将上板1和下板2通过预压孔连接后形成的连接点倒扣在铆柱5上，使铆柱5置于上板1上的凹坑内，将上板1、下板2和铆柱5置于上模具3和下模具4之间，通过铆压工艺，上模具3向下运动，在下模具4的配合下挤压上板1、下板2和铆柱5，使铆柱5发生塑性变形，嵌入到上板1中，并压迫上板1在连接点处进一步嵌入到下板2中，使连接强度增加，下板2上的凸起在上模具3的压力作用下高度降低，上板1、下板2的材料相同，铆柱5的材料和上板1的材料相同，铆柱5的材料为铝合金。
[0031]参照图4，在铆压工艺中，铆柱5的材料沿其上端面和下端面上的凹坑周围向外流动，材料的流动会使铆柱5嵌入到上板1上的凹坑中，并同时使上板1在连接点处进一步嵌入到下板2中。
[0032]参照图5，所述的铆柱5的形状为圆柱状，圆柱上平面设有上凹坑，圆柱下平面设有下凹坑，其参数包括铆柱直径d3、铆柱高度h、上凹坑直径d2、下凹坑直径山、上凹坑深度12、下凹坑深度1:、上凹坑锥角α2、下凹坑锥角αι和铆柱圆角R，通过上述参数不同的组合能产生不同的连接效果。
[0033]参照图6，本发明已经成功应用于连接板材，使用效果非常好。
【主权项】
1.一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，采用预压孔在上板(1)和下板(2)上产生连接点，上板(1)和下板(2)之间产生了机械变形，由此形成内嵌，从而使上板⑴和下板⑵连接在一起，在上板⑴上存在一个凹坑，在下板(2)上存在一个凸起， 第二步，将上板⑴和下板⑵通过预压孔连接后形成的连接点倒扣在铆柱(5)上，使铆柱(5)置于上板(1)上的凹坑内，将上板(1)、下板(2)和铆柱(5)置于上模具(3)和下模具(4)之间，通过铆压工艺，上模具(3)向下运动，在下模具(4)的配合下挤压上板(1)、下板(2)和铆柱(5)，使铆柱(5)发生塑性变形，嵌入到上板(1)中，并压迫上板(1)在连接点处进一步嵌入到下板(2)中，使连接强度增加，下板(2)上的凸起在上模具(3)的压力作用下高度降低。2.根据权利要求1所述的一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于:在铆压工艺中，铆柱(5)的材料沿其上端面和下端面上的凹坑周围向外流动，材料的流动会使铆柱(5)嵌入到上板(1)上的凹坑中，并同时使上板(1)在连接点处进一步嵌入到下板(2)中。3.根据权利要求1所述的一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于:所述的铆柱(5)的形状为圆柱状，圆柱上平面设有上凹坑，圆柱下平面设有下凹坑，其参数包括铆柱直径(13、铆柱高度h、上凹坑直径d2、下凹坑直径山、上凹坑深度12、下凹坑深度1:、上凹坑锥角α2、下凹坑锥角αι和铆柱圆角R，通过上述参数不同的组合能产生不同的连接效果。4.根据权利要求1所述的一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于:所述的上板(1)、下板(2)的材料相同。5.根据权利要求1所述的一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于:所述的铆柱(5)的材料和上板(1)的材料相同。6.根据权利要求1所述的一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，其特征在于:所述的铆柱(5)的材料为铝合金或铜合金。
【专利摘要】一种使用软质铆柱的预压孔与铆压复合的板材连接方法，先采用预压孔在上板和下板上产生连接点，上板和下板之间产生了机械变形，由此形成内嵌，从而使上板和下板连接在一起，将上板和下板通过预压孔连接后形成的连接点倒扣在铆柱上，使铆柱置于上板上的凹坑内，将上板、下板和铆柱置于上模具和下模具之间，通过铆压工艺，上模具向下运动，在下模具的配合下挤压上板、下板和铆柱，使铆柱发生塑性变形，嵌入到上板中，并压迫上板在连接点处进一步嵌入到下板中，使连接强度增加，下板上的凸起在上模具的压力作用下高度降低，本发明具有连接强度高、凸起高度低的优点。
【IPC分类】B21J15/02
【公开号】CN105414437
【申请号】CN201510812338
【发明人】赵升吨, 陈超, 韩晓兰, 崔敏超, 范淑琴
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月20日