超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置的制造方法_2

文档序号:8794640阅读:来源:国知局
效的解决了这个问题,避免了脆性材料在铆接成形过程中裂纹的产生,实现超高强钢和铝合金之间的连接。
[0020]2.超尚强钢的强度很尚(1500Mpa以上),现有的点焊技术很难在不影响超尚强钢的力学性能的前提下对超高强度钢板进行焊接。同时由于超高强钢的强度极限过高,现有的自冲铆装置也无法对超高强钢和铝合金之间进行连接。本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置针对这种情况,在传统的自冲铆装置的基础上添加气焰加热器对超高强钢的铆接区域进行局部加热,使之完全奥氏体化,降低了材料的强度极限,增加了材料的延展性和流动性。这样就降低了对冲铆模具的要求以及铆接超高强钢时需要的铆接力,使超高强钢的自冲铆连接变得可行。同时气焰加热相比于激光加热更具优势,激光加热装置体积大,现有技术较难实现设备小型化且设备造价昂贵,而气焰加热的设备体积小、现有技术已经较为成熟易实现各种改型要求且成本低。
[0021]3.气焰加热超高强度钢板后进行自冲铆接,如果在铆接完成后铆接区域钢板的淬冷速度低于27°C /s,则奥氏体无法完全相变成马氏体,强度极限会下降到600Mpa (1/3先进高强钢板原有强度极限),超高强钢的力学性能无法保证。而常用的其他冷却方式难以有效保证冷却速度超过27°C /s,如空冷、水冷。本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置针对这种情况采取氮气冷却处理的方法,在冲头和凹模中心区域处开设圆孔插入冷却气管道然后在冷却气管中通入冷却氮气的方法,从而控制铆接过程中的淬冷速度超过27°C /s,以得到完全马氏体化的超高强度钢板。相比于其他冷却方式,氮气冷却不仅在控制冷却速度方面有很大优势,并且氮气可有效隔绝氧气,防止加热部位发生氧化,保证了超尚强钢的性能不受影响。
【附图说明】
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0023]图1为本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置结构组成主视图上的全剖视图;
[0024]图2为本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置所采用的复合压边圈结构组成主视图上的全剖视图;
[0025]图3为本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置所采用的复合压边圈结构组成的仰视图;
[0026]图4为本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置所采用的复合凹模结构组成主视图上的全剖视图;
[0027]图5为本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置所采用的复合凹模结构组成的俯视图;
[0028]图6-a为安装有气焰加热装置的本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置进行铆接工作并进行加热的示意图;
[0029]图6-b为采用本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置进行铆接工作并停止加热送入铆钉的示意图;
[0030]图6-c为采用本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置进行铆接工作的铆钉接触到板料的示意图;
[0031]图6-d为采用本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置进行铆接工作的冲头运动到下止点,铆钉完全和板件铆合,铆接结束的工序;
[0032]图6-e为采用本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置进行铆接工作的冷却及冲头的复位的示意图;
[0033]图中:1.复合冲头,2.第一冷却气体管道,3.第一空心圆孔,4.铆钉,5.冲头主体,6.喷火管,7.压边圈下端方形凹槽,8.压边圈下端矩形凹槽,9.压边圈下端导线,10.凹模型腔,11.第二冷却气体管道,13.第二空心圆孔,14.复合凹模,15.凹模主体,16.下板料,17.上板料,18.喷火头,19.点火装置,20.喷火管进气接头,21.第三空心圆孔,22.复合压边圈,23.压边圈主体。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本实用新型作详细的描述:
[0035]参阅图1,本实用新型所述的超高强钢板与铝合金板的自冲铆接装置包括复合冲头1、复合压边圈22与复合凹模14 (包括第二冷却气体管道11)。
[0036]复合压边圈22和复合凹模14上下相对叠置,复合压边圈22中的压边圈主体23的底面和复合凹模14中的凹模主体15的顶端面之间为接触连接,复合冲头I置于复合压边圈22中的压边圈主体23的中心孔内为滑动连接,复合压边圈22、复合冲头I和复合凹模14的回转轴线共线即所述的同轴布置。
[0037]参阅图1,所述的复合冲头I包括第一冷却气体管道2、冲头主体5。
[0038]所述的冲头主体5为空心的圆柱形结构件,外径范围为4?8mm,底部圆角半径范围为0.5mm?1mm。冲头主体5的中心处沿轴向开设有阶梯孔,上段为第一空心圆孔3,第一空心圆孔3直径范围为Imm?3mm,下段孔的孔径小于第一空心圆孔3的孔径,下段孔的长度为0.5mm?3_,下段孔的孔径小于第一空心圆孔3的直径大于第一冷却气体管道2的内孔直径。第一冷却气体管道2安装在冲头主体5的第一空心圆孔3内为过盈配合,第一冷却气体管道2随冲头主体5共同上下运动,可反复使用无需拆卸,第一冷却气管道2底端面和第一空心圆孔3与下段孔所形成的环形端面接触连接,第一冷却气管道2下端距冲头主体5底面距离范围为I?3_。在铆接完成后,第一冷却气体管道2中通入冷却氮气,冷却氮气由氮气冷却装置提供,通过氮气冷却装置控制混合氮气中液氮与空气的比例,可以有效控制冷却速度,使板料铆接点处快速降温,达到快速淬冷铆接上板料17与下板料16目的的同时有效防止加热后板料发生氧化。
[0039]所述的氮气冷却装置由液氮罐、调节阀、液氮输气管、空气进气管、气体混合室、输气控制阀、混合氮气输出管组成,该氮气冷却装置可由市场选购。液氮通过调节阀进入气体混合室,并发生汽化,与空气进气管输送的干燥空气混合,通过调节阀调节液氮与空气的比例控制冷却速度,将冷却氮气通过混合氮气输出管输出。当铆接完成后,复合冲头I上行同时输气控制阀打开,冷却氮气经混合氮气输出管、第一冷却气体管道2、第二冷却气体管道11排出对接头快速冷却,复合压边圈22上的热敏电阻能及时地监测的加热上板料17的温度,当上板料17的温度达到目标温度时通过与之相连的输气控制阀终止输出氮气。
[0040]参阅图1、图2与图3,所述的复合压边圈22包括压边圈主体23、4个结构相同的喷火管6和4?8个结构相同的热敏电阻。
[0041]所述的压边圈主体23为圆环体形结构件,压边圈主体23的中心处加工有中心通孔,压边圈主体23上均匀地设置有4个结构相同的斜孔即第三空心圆孔21,4个结构相同的第三空心圆孔21直径范围为8?15mm,与水平面的夹角范围为35°?55°,4个结构相同的第三空心圆孔21的孔壁上加工螺纹,4个结构相同的第三空心圆孔21的回转轴线相交于复合压边圈22的底面中心处。压边圈主体23的底环面上环向均匀地设置有4?8个结构相同的压边圈下端方形凹槽7,4?8个结构相同的压边圈下端方形凹槽7与压边圈主体23的中心孔不连通,而与外侧的沿着直径方向设置的4?8个结构相同的压边圈下端矩形凹槽8相连通。压边圈下端方形凹槽7中布置热敏电阻,与热敏电阻连接的压边圈下端导线9布置在压边圈下端矩形凹槽8中
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