专利名称：金属板铆接方法和铆接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属板铆接方法和铆接装置，尤其涉及一种利用第二金属板变形的凸出部将第一金属板与第二金属板进行铆接。
背景技术：
一般常见的金属板结合方法是利用螺丝或铆钉进行结合。而螺丝和铆钉的结合方法都有加工费时和组装不容易的问题。再有，目前各种电子商品都朝向轻薄短小的方向设计，传统的铆接方式将使得产品的体积不能有效的缩小，因此影响产品的竞争力。
图1为一种公知的铆接方法，其是将第一金属板120与第二金属板140叠置，并直接利用铆压单元160与具有凹槽的承压单元180挤压第一金属板120与第二金属板140，并利用第一金属板120与第二金属板140之间的摩擦力使其铆接。这种公知技术在操作上较为容易，且不需使用额外的铆接元件即可完成铆接，虽然可解决部分上述铆接的问题，但只靠金属板所产生单向的摩擦力是不能牢固地结合的。当遭受外力时，第一金属板120与第二金属板140很容易再度分离。
图2为另一种公知的铆接方法，将一具有通孔的第一金属板220与具有部分凸起的第二金属板240叠合。第二金属板240再利用铆压单元260和承压单元280紧压第一金属板220和第二金属板240，并利用第二金属板240的凸出部与第一金属板220的通孔侧壁所产生的摩擦力使其铆接。该公知技术虽然稍加改善了铆接的效果，然而在受外力时，第一金属板220与第二金属板240仍然会再度分离。此外，因为第二金属板240的厚度，第一金属板220的通孔的最小尺寸会受到限制。
因此，需要有一种组装方便且加工容易，并提供较好强度的铆接方法，同时降低铆接部分最小尺寸，以提高产品设计的空间利用率。
发明内容
本发明一方面在于提供一种加工容易且组装简单的金属板铆接装置和铆接方法，以节省制造成本。
本发明另一方面在于提供一种金属板铆接装置和铆接方法，并且能紧密地铆接金属板，避免金属板再度分离。
本发明又一方面在于提供一种金属板铆接装置和铆接方法，利用第二金属板变形的凸出部将第一金属板与第二金属板铆接。
在一实施例中，本发明提供一种金属板铆接方法，用于将一第一金属板和一第二金属板铆接。该铆接方法包括以下步骤首先在第一金属板上形成一通孔。以抽拔(draw)的方式在第二金属板的一侧形成一凸出部，并在第二金属板的另一侧形成对应凸出部的一凹陷部。再以半冲切的方式加高凸出部，并扩大凹陷部的内径。用第一金属板覆盖第二金属板，并将凸出部容纳在通孔中。用一铆压单元施力于凸出部，并用一承压单元承托第二金属板。铆压单元具有一突出块和一接触面，承压单元还包括一阻挡块，容纳在第二金属板的凹陷部中。
当铆压单元施力于凸出部使凸出部产生变形，阻挡块是用于限制凸出部的变形方向。最后，接触面挤压变形的凸出部，使得变形的凸出部与第二金属板接合第一金属板。
在另一实施例中，本发明提供一种金属板铆接装置，用于铆接一第一金属板和一第二金属板。第一金属板具有一通孔。第二金属板在第二金属板的一侧具有一凸出部，在第二金属板的另一侧具有对应凸出部的一凹陷部。该铆接装置包括一铆压单元和一承压单元。铆压单元具有一突出块和一接触面。承压单元用于承托第二金属板，承压单元包括一阻挡块，并容纳于第二金属板的凹陷部。第一金属板覆盖第二金属板，且通孔对准并容纳凸出部。
当铆接装置运作时，铆压单元施力于凸出部，铆压单元的突出块使凸出部产生变形，承压单元的阻挡块限制凸出部的变形方向。铆压单元的接触面挤压变形的凸出部，使得变形的凸出部将第二金属板接合第一金属板。
图1显示一公知的铆接方式；图2显示另一公知的铆接方式；
图3显示应用于本发明具体实施例的第一金属板；图4a至图4d显示应用于本发明具体实施例的第二金属板，以及半冲切抽拔第二金属板的方式；图5a和图5b显示依照本发明具体实施例的铆接方式；图6显示依照本发明具体实施例铆接的第一金属板和第二金属板；和图7显示依照本发明另一具体实施例的铆接装置。
具体实施例方式
本发明揭示一种金属板铆接方法，用于将一第一金属板320与一第二金属板340进行铆接。首先参照图3，在第一金属板320上形成一通孔322，该通孔的直径为D1。图4a至图4d显示为在第二金属板340上形成凸出部342的步骤。参照图4a，使用一第一抽拔单元350与一第二抽拔单元352进行半冲切的抽拔程序。第一抽拔单元350的直径为D3，一接触面351具有直径为D4。第二抽拔单元352具有一通孔354，确定出直径为D2的一区域。第一抽拔单元350与第二抽拔单元352之间具有一间隙c。当第一抽拔单元350施力于第二金属板340时，第二抽拔单元352提供一反向支撑力，造成第二金属板340的变形，在第二金属板340的一侧形成一凸出部342，并在第二金属板340的另一侧上造成相对于凸出部342的一凹陷部344，参照图4b。当第一抽拔单元350继续向第二金属板340施加压力时，产生半冲切的效果，如图4c所示。半冲切抽拔方式使得凸出部342被加高。并且凹陷部344的一内径被扩大至第一抽拔单元350的直径D3。完成半冲切抽拔方式的第二金属板340如图4d所示。半冲切抽拔方式不仅具有一般抽拔方式的抽拔效果，还由于其半冲切的效果，使得凹陷部344的内径不会受到第二金属板340的厚度的影响，不但有利于后续铆接程序的进行，还可缩小元件的尺寸，符合现今产品的趋势。在此必需注意的是，在半冲切抽拔时需要控制间隙c与半冲切距离h的大小，以得到较佳的抽拔效果。在本实施例中，间隙c为第二金属板340的厚度的三分之一，而半冲切距离h不能大于第二金属板340的厚度的二分之一。第二金属板的材质需使用延展性较好和硬度较软的材质，使得抽拔的程序易于进行而不致产生断裂的情况。在本实施例中，第一金属板320采用不锈钢，厚度约在0.2mm至0.4mm之间，而第二金属板340采用铝，厚度约在0.3mm至0.6mm之间。另外，在本发明优选实施例中，第一金属板320的厚度小于抽拔距离H，以利于后续铆接程序的进行。
图5a和图5b显示依照本发明实施例的铆接方式。参照图5a，用第一金属板320覆盖第二金属板340，且通孔322容纳凸出部344。用一铆压单元360施力于凸出部342，一承压单元380承托第二金属板340。铆压单元360具有一突出块362和一接触面364，该突出块362具有一平面366。承压单元380具有一阻挡块382容纳于第二金属板340的凹陷部344中。
参照图5b，当铆压单元360施力于凸出部342时，突出块362的平面366接触并挤压凸出部342，使凸出部342产生变形。在本实施例中，铆压单元360的突出块362使第二金属板340的凸出部342产生的变形类似香菇状向四周翻开，且具有对应突出块362的凹槽348以及变形的凸出部346。接着铆压单元360的接触面364挤压变形的凸出部346，使得变形的凸出部346与第二金属板340接合第一金属板320。另一方面，当铆压单元360挤压第二金属板340的凸出部342时，承压单元380承托第二金属板340，阻挡块382接触第二金属板340的凹陷部344，并提供一支撑力，以限制凸出部342的变形方向。必需注意的是，铆压单元360的突出块362不能高于抽拔距离H，而铆压单元360的最外围直径最好比半冲切抽拔时第一抽拔单元350的直径略大，但是如果过大则易造成第二金属板产生不需要的变形。
图6显示依照本发明铆接方法实施例所铆接的第一金属板320与第二金属板340。凸出部342因铆接而产生凸槽348和变形的凸出部346。变形的凸出部346与第二金属板340可牢固地将第一金属板320固定。依照本发明具体实施例的铆接方法，除了凸出部342与第一金属板320的通孔322侧壁的摩擦力外，还可由变形的凸出部346提供更有效的固定方式，以改善公知技术中铆接效果不佳的问题。另外，本发明不需要使用额外的铆接零件，不仅可节省制造成本，还可简化操作程序。
图7显示了另一个依照本发明具体实施例的铆接装置700。铆接装置700包括一铆压单元360和一承压单元380。在本实施例中，铆压单元360为圆柱状，但本领域的技术人员理解，其它形状的铆压单元也可应用于本发明，例如三角柱、方柱、多边形柱或其它形状。铆压单元360具有一突出块362和一接触面364。在本实施例中。突出块362的顶端为一平面366，然而在本发明其它实施例中。突出块也可以是其它形状，例如圆锥状或方形等。在本实施例中，突出块362的底部直径为1mm，顶部平面366的直径为0.7mm，突出高度为0.3mm，且铆压单元360的最外圆直径为2.5mm。
铆接装置700用于铆接如上所述的第一金属板320和第二金属板340。在本实施例中，第一金属板320的厚度为0.3mm，第二金属板340的厚度为0.4mm。第二金属板340中，凸出部342的凸出高度为0.3mm，凹陷部的深度也是0.3mm。
第一金属板320的通孔322的内径为2.1mm，凸出部342的直径为2mm。铆接装置700运作时，如图7所示，第二金属板放置在承压单元380上，承压单元380的阻挡块382容纳在凹陷部344中。第一金属板320覆盖在第二金属板340上，且通孔322容纳凸出部342。在此必需注意的是，凸出部342的凸出高度略大于(至少1mm)第一金属板320的厚度，使凸出部有足够的材料向四周变形，以达成铆接第一金属板320的目的。另外，铆压单元360的直径需较大于凸出部342的直径约5mm，以达到良好的铆接效果，但需注意的是，过大的铆压单元360也会造成不需要的金属板面变形现象。
铆接装置700铆接第一金属板320与第二金属板340的过程，已于前所述(参照图5a和图5b)，在此不再赘述，须特别注意的是，上面所列举的元件尺寸，是用于详细说明本发明的构造，以便能更了解本发明。但上述的元件尺寸并非用于限制本发明，任何对尺寸所做的修改，都包含在本发明的范围之内。
上述的实施例是用以描述本发明，但本发明仍可有许多修改与变化。因此，本发明并不限于以上特定实施例的描述，本发明的权利要求书包含所有这些修改与变化，以便符合本发明的精神与范围。
权利要求
1.一种金属板铆接方法，用于将一第一金属板与一第二金属板进行铆接，该方法包括以下步骤在第一金属板上形成一通孔；在第二金属板的一侧上形成一凸出部，以及在第二金属板的另一侧上形成对应该凸出部的一凹陷部；用第一金属板覆盖第二金属板，且该通孔容纳凸出部；用一铆压单元施力于凸出部，一承压单元承托第二金属板，该铆压单元具有一突出块和一接触面；用突出块挤压凸出部，凸出部产生变形；以及用接触面挤压变形的凸出部，使得变形的凸出部与第二金属板接合第一金属板。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述凸出部的形成步骤还包括以抽拔的方式形成凸出部和凹陷部；以及以半冲切的方式加高凸出部，并扩大凹陷部的一内径。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述承压单元还包括一阻挡块，当铆压单元施力于凸出部时，该阻挡块容纳在第二金属板的凹陷部中，以限制凸出部的变形方向。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述突出块还包括一平面。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第二金属板比第一金属板具有较高的延展性。
6.一种金属板铆接装置，用于铆接一第一金属板和一第二金属板，该第一金属板具有一通孔，该第二金属板在第二金属板的一侧具有一凸出部，以及在第二金属板的另一侧具有对应该凸出部的一凹陷部，该装置包括一铆压单元，具有一突出块和一接触面；以及一承压单元；其中该铆接装置运作时，承压单元承托第二金属板，第一金属板覆盖第二金属板，且通孔对准并容纳凸出部，铆压单元施力于凸出部，突出块使凸出部产生变形，接触面挤压变形的凸出部，使得变形的凸出部与第二金属板接合第一金属板。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述承压单元还包括一阻挡块，容纳于第二金属板的凹陷部中，以限制凸出部的变形方向。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述突出块还包括一平面。
9.如权利要求6所述的装置，其中所述第二金属板比第一金属板具有较高的延展性。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述第一金属板包括不锈钢。
11.如权利要求9所述的装置，其中所述第二金属板包括铝。
全文摘要
一种金属板铆接装置和铆接方法，用于将一第一金属板和一第二金属板进行铆接。铆接装置包括一铆压单元和一承压单元，铆压单元具有一突出块和一接触面。铆接方法包括在第一金属板上形成一通孔。在第二金属板一侧形成一凸出部，以及在第二金属板另一侧形成对应凸出部的一凹陷部。然后第一金属板覆盖第二金属板，通孔容纳凸出部。以铆压单元施力于凸出部，承压单元承托第二金属板。突出块挤压凸出部使凸出部产生变形。接触面挤压变形的凸出部，使得变形的凸出部将第二金属板接合第一金属板。
文档编号F16B5/04GK1712744SQ20041006181
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月25日 优先权日2004年6月25日
发明者叶亮达, 蔡耀坤 申请人:达方电子股份有限公司