专利名称：一种降低冲压变形连接点高度的方法
技术领域：
本发明属于金属板料连接成形领域，涉及ー种降低冲压变形连接点高度的方法。
背景技术：
冲压变形连接是一种通过模具使叠放在一起的两层金属板料在相同位置发生塑性变形并相互嵌套，从而实现板料连接的方法。该方法可替代点焊、铆接等传统エ艺，用于相同或异种材质的钢板、铝板等金属薄板之间的连接，目前已广泛用于汽车、家电等制造行业。相对于点焊等エ艺，冲压变形连接对板料表面无特殊要求，且能耗与成本更低，连接过程中没有噪音、不产生废气、工作环境良好，特别是连接可焊性较差的铝、镁合金等轻合金材料吋，冲压变形连接的优势更加明显。冲压变形连接的质量与连接点的形状、尺寸紧密相关，其连接强度主要取决于连 接点位置两层材料塑性变形后相互嵌套的状态。按照现有的连接エ艺，在连接位置始終具有突出于板平面的连接点(下称“连接凸点”)，该连接凸点的存在常常给后续装配等操作带来负面的影响，有必要加以改迸。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种在不影响连接结合强度的情况下，能够降低冲压变形连接凸点高度的方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案是利用安装在机械压カ机上的校形模具对冲压变形连接凸点进行压制，所述校形模具采用普通冲模模架结构，工作単元包括上校形模和下校形模两部分。上校形模的工作部分为圆柱体，圆柱体底部有一断面为半圆形的环形凹槽，环形凹槽的位置与板料连接凸点凸出ー侧外缘的环形凸边相吻合；下校形模的工作部分为顶端带ー锥形凸台的圆柱体，所述锥形凸台的外形与连接凸点凹进ー侧的内孔相吻合，且高度小于连接凸点凹进ー侧的内孔深度，可取等于或略小于两层连接板的厚度之和。压制时，将连接凸点的凸出ー侧朝上并置于下校形模上，所述下校形模的锥形凸台插入连接凸点凹进ー侧的内孔并定好位置，然后上校形模下行并压住连接凸点凸出ー侧的上表面，使连接凸点位置的板料向下产生塑性变形。压制完成后，两层板料在连接凸点位置仍然保持相互嵌套的状态，但连接凸点相对于板平面的高度大大降低。与现有エ艺相比，本发明具有以下的优势
通过压カ机上的简单校形模具对冲压变形连接凸点进行压制，使连接凸点产生塑性变形并降低其相对于板表面的高度，模具结构简单、操作方便且生产效率高，同时又不降低连接点的结合强度。下面结合附图和具体实施方式
，对本发明进行进一歩的详细说明。
图I是利用校形模具对冲压变形连接凸点进行压制前的状态；图2是上校形模下行并刚好接触连接凸点时的初始状态；
图3是上校形模对连接凸点进行压制后，使其产生塑性变形且高度降低以后的状态； 图4是上校形模工作部分的圆柱体底部结构示意 图5是上校形模工作部分的圆柱体底部结构仰视 图6是下校形模工作部分的圆柱体顶部结构的示意图。在图I至图5中
I、上校形模 2、下校形模 3、板料 4、板料。
具体实施方式
下面以厚度均为O. 8mm的两层6063铝板的冲压变形连接为例，说明利用本发明降低连接凸点高度的具体实施方式
。本例中，连接凸点凸出ー侧的最大外径为8_，初始高度为I. 7mm,凹进ー侧的内孔的内径为5. 5mm,深度为2. 5mm。校形模具采用普通冲模模架结构，工作単元包括上校形模(I)和下校形模(2)两部分。上校形模(I)的工作部分为直径为1(Γ12_的圆柱体，圆柱体的底部有一断面为半圆形、半径为O. 5mm的环形凹槽，环形凹槽的位置与板料连接凸点凸出ー侧外缘的环形凸边相吻合；下校形模(2)的工作部分为外径为16 18mm、顶端带一锥形凸台的圆柱体，所述锥形凸台的最大直径为5. 5mm,外形与连接凸点凹进ー侧的内孔相吻合,锥形凸台的高度小于连接凸点凹进ー侧的内孔的深度。本例中，锥形凸台的锥度为5°，大端直径6_、高度
I.4mm。压制操作时，将校形模具安装于机械压カ机上，连接凸点的凸出ー侧朝上并置于下校形模上，下校形模的锥形凸台插入连接凸点凹进ー侧的内孔并定好位置，然后上校形模下行并压住连接凸点凸出ー侧的上表面,使之产生塑性变形并降低高度。连接凸点高度降低的程度取决于上校形模下行的距离，可通过调节压カ机下死点位置进行调节。本例中，连接凸点经过压制后从初始高度的I. 7mm降低为O. 7mm,降低幅度达 58%。根据对连接凸点剥离强度的物理实验和数值模拟结果，压制前连接凸点的最大法向剥离强度平均值为110N，压制后连接凸点的最大法向剥离强度平均值为195N，表明连接凸点的剥离强度并未随高度降低而降低，反而有所提高。本发明在现有冲压变形连接的基础上，在普通机械压カ机上利用校形模具对冲压变形连接凸点进行压制，仅增加一道校形エ序，即使得连接凸点相对于板材表面的高度大大降低，操作简单、方便快捷、成本低廉，且不降低连接的強度。
权利要求
1.ー种降低冲压变形连接点高度的方法，其特征是利用安装在机械压カ机上的校形模具对冲压变形连接凸点进行压制，所述校形模具采用普通冲模模架结构，工作単元包括上校形模和下校形模两部分；上校形模的工作部分为圆柱体，圆柱体底部有一断面为半圆形的环形凹槽，环形凹槽的位置与板料连接凸点凸出ー侧外缘的环形凸边相吻合；下校形模的工作部分为顶端带ー锥形凸台的圆柱体，所述锥形凸台的外形与连接凸点凹进ー侧的内孔相吻合，且高度小于连接凸点凹进ー侧的内孔深度，等于或略小于两层连接板的厚度之和。
2.根据权利要求I所述的ー种降低冲压变形连接点高度的方法，其特征是压制时，将连接凸点的凸出ー侧朝上并置于下校形模上，所述下校形模的锥形凸台插入连接凸点凹进一侧的内孔并定好位置，然后上校形模下行并压住连接凸点凸出ー侧的上表面，使连接凸点位置的板料向下产生塑性变形并降低高度。
全文摘要
一种降低冲压变形连接点高度的方法，利用一套校形模具在机械压力机上对连接点进行压制，所述校形模具采用普通冲模模架结构，工作单元包括上校形模和下校形模。上校形模工作部分为圆柱体，底部有一断面为半圆形的环形凹槽，环形凹槽位置与板料连接凸点凸出一侧外缘的环形凸边相吻合；下校形模工作部分为顶端带一锥形凸台的圆柱体，锥形凸台外形与连接凸点凹进一侧的内孔吻合，高度小于所述内孔的深度。压制时，连接凸点凸出一侧朝上并置于下校形模上，下校形模锥形凸台插入连接凸点凹进一侧的内孔并定位，上校形模下行，压住连接凸点使其产生塑性变形并降低高度。该方法操作简单、效率高、成本低，同时不降低连接的结合强度。
文档编号B21D39/02GK102861828SQ20121039738
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者温彤, 王辉 申请人:重庆大学