铝合金零件的铆接装置的制作方法

本实用新型涉及铆接技术领域，具体涉及一种铝合金零件的铆接装置。

背景技术：

随着汽车车身轻量化的推进，铝合金材料以其密度小、强度高的优势越来越多的应用在汽车中。

铝合金材料的连接方式通常有三种：粘接、焊接和铆接。其中粘接的连接强度较低，且长期承载性能不稳定，连接的工作温度也有严格限制，在汽车行业中应用并不方泛。焊接和铆接的连接强度较高，多数场合都能满足使用需求，在铝合金汽车零部件的连接中应用较多，但是焊接需要投入较多，焊机、机器人等设备价格都很高，对于产量较少的产品不适合采用机器人焊接，另外，铝合金材料的焊接稳定性较差，易出现焊接缺陷。铆接相比于焊接投入较少，更加精益，而且可用于不同种材料的连接，稳定性也较高。但是铆接工艺存在以下缺点，以在铝板上压铆螺钉为例，在铆接的过程中铆钉周围的铝板会产生材料的流动，使铝板发生变形。如果被连接零件的尺寸较大，需铆接的螺钉较多，这样单个铆钉产生的变形就会被积累起来，铝板的边缘处就会产生较大的变形，使其不能满足使用需求。

技术实现要素：

因此，本实用新型针对现有技术中铝合金材料铆接易变形的技术问题，目的在于提供一种能够有效减小铆接时铝合金材料变形的铝合金零件的铆接装置，使铆接工艺得到更好的应用。

本实用新型的铝合金零件的铆接装置包括：

一铆接模具，所述铆接模具包括下模组件和上模组件，所述下模组件包括一下安装板、一凹模固定座、若干凹模和一零件定位机构，所述凹模固定座安装在所述下安装板上面，所述若干凹模固定在所述凹模固定座中，所述零件定位机构安装在所述凹模固定座上，所述上模组件包括一上安装板、若干凸模和一压料块，所述上安装板和所述下安装板平行设置且两端之间通过导向柱和复位弹簧连接，所述若干凸模固定在所述上安装板下面并分别与所 述若干凹模位置上下对应，所述压料块安装在所述上安装板下面且可相对所述上安装板上下移动，所述压料块与所述上安装板之间设有预压弹簧，所述压料块设有若干穿孔分别供所述若干凸模穿过；

一执行元件，所述执行元件安装在所述上模组件上方供驱动所述上模组件下移。

所述铝合金零件的铆接装置的工作原理为：待铆接零件放置在所述凹模底座上时，通过所述零件定位机构进行定位固定，然后可在预设位置放置铆钉，之后通过所述执行元件驱动所述上模组件下移，由于预压弹簧的存在所述压料块最先接触待铆接零件，继而与所述凹模底座可将待铆接零件压紧，防止其滑动。所述上模组件继续下移时，所述凸模开始接触铆钉并将其下压进待铆接零件的铆钉孔中，压铆过程中，待铆接零件被定位固定且被压住，可实现多个铆钉的同时铆接，待铆接零件不会滑动且不易变形。

本实用新型的一较佳实施例中，所述零件定位机构包括安装在所述凹模固定座上的分别位于所述凹模上方前侧和上方后侧的若干快夹机构和若干定位靠块。

进一步的，所述下模组件还包括安装在所述凹模固定座中的若干接近传感器，所述若干接近传感器的安装位置分别与所述若干凹模预设的铆钉凹槽对应。

再进一步的，所述下模组件还包括一下垫板，所述下安装板上设有若干纵向的滑轨，所述下垫板设有与所述滑轨对应的滑槽，所述下垫板通过所述滑槽和所述滑轨滑动安装在所述模具下安装板上，所述凹模固定座固定在所述下垫板上面。

更进一步的，其还包括一设于所述凹模固定座后侧的推拉气缸，所述推拉气缸的活塞杆与所述凹模固定座连接供推拉所述凹模固定座和所述下垫板沿着所述滑轨滑动。

本实用新型的一些较佳实施例中，其还包括一压机，所述压机包括一上机架、一下机架、一气液增压缸、一电控柜和一操作开关，所述电控柜安装在所述下机架中供控制所述气液增压缸和所述推拉气缸的电源，所述操作开关与所述电控柜连接并安装在所述下机架前方上部，所述上机架安装在所述下机架上面，所述铆接模具安装在所述上机架中，所述气液增压缸作为所述执行元件安装在所述上机架顶部，所述气液增压缸的活塞杆穿过所述上机架顶部供驱动所述上模组件下移。

本实用新型的一较佳实施例中，所述上模组件还包括一凸模固定板和一 压料块固定板；所述凸模固定板固定在所述上安装板下面，所述若干凸模上部分别镶嵌在所述凸模固定板中并通过螺钉固定；所述压料块固定板通过卸料螺钉安装在所述凸模固定板下面，所述卸料螺钉底部与所述压料块固定板固接，所述卸料螺钉顶部可上下活动地挂设在所述凸模固定板中；所述压料块固定在所述压料块固定板下面；所述压料块固定板在对应位置也设有若干穿孔分别供所述若干凸模穿过；所述预压弹簧设在所述凸模固定板和所述压料块固定板之间。

进一步的，所述预压弹簧为氮气弹簧，所述氮气弹簧上端镶嵌在所述凸模固定板底部，所述氮气弹簧下端紧贴所述压料块固定板。

更进一步的，其还包括若干压力传感器、若干凸模垫块和一传感器安装板，所述上安装板下面预设有若干凹槽，所述若干压力传感器分别安装在所述若干凹槽中，所述传感器安装板固定在所述上安装板和所述凸模固定板之间，所述若干凸模垫块分别镶嵌在所述传感器安装板中，所述若干凸模垫块上端分别与所述若干压力传感器紧贴，下端分别与所述凸模固定板紧贴。

本实用新型的积极进步效果在于：

1、所述铝合金零件的铆接装置是通过所述凸模和所述凹模的冲压来实现压铆铆接，所述零件定位机构可对待铆接零件进行定位固定，保证铆接的准确性，可实现多个铆钉同时铆接以提高生产效率，而且铆接过程中，所述压料块可压住待铆接零件，有效减小零件变形程度。

2、采用气液增压缸作为执行元件输出动力，可有效减少能源消耗。

3、在铆钉安放位置装配有接近传感器，能有效避免“漏钉”现象。

4、使用所述压力传感器可记录每个铆钉的铆接力，使零件具有可追溯性。

附图说明

图1为上汽通用某电动汽车车型电池支架零件的主视示意图。

图2为上汽通用某电动汽车车型电池支架零件的侧视示意图。

图3为本实用新型的铝合金零件的铆接装置的主视示意图。

图4为本实用新型中的铆接模具的立体示意图。

图5为本实用新型中的铆接模具的推出状态立体示意图。

图6为本实用新型中的铆接模具的纵向剖视图。

图7为本实用新型中的正常状态的铆接模具的局部剖视图。

图8为本实用新型中的下压状态的铆接模具的局部剖视图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本实用新型的铝合金零件的铆接装置作进一步的说明。

图1和图2所示为上汽通用某电动汽车车型电池支架零件1，由“J”型的铝合金型材101和六个铆钉102组成，属于典型细长形状零件。

针对零件1，本实用新型设计的铝合金零件的铆接装置如图3所示，其包括铆接模具2、上机架3、下机架4、气液增压缸5、电控柜6、控制开关7和推拉气缸8(见图4)。电控柜6安装下机架4中用于控制气液增压缸5和推拉气缸8的电源，操作开关7与电控柜6连接且安装在下机架前方上部，上机架4安装在下机架上面，铆接模具2安装在上机架3中，气液增压缸5为安装在上机架4顶部，气液增压缸5的活塞杆穿过上机架4顶部，推拉气缸8设于铆接模具2的后侧。

如图4和图5所示，铆接模具2由下模组件21和上模组件22组成。如图5和图6所示，下模组件21包括：下安装板211、下垫板212、凹模固定座213、凹模214(六个)、定位靠块215(两个)、快夹机构216(两个)、接近传感器217(六个)和保护罩218。其中，下安装板211上面设有四条纵向的滑轨，下垫板212设有与滑轨对应的滑槽，下垫板212安装在下安装板211上面且可沿着滑轨滑动；凹模固定座213通过螺钉固定在下垫板212上面，且后侧与推拉气缸8的活塞杆连接；凹模214固定在凹模固定座213中，安装位置分别对应铆钉102的铆接位置；定位靠块215和快夹机构216固定在凹模固定座213上且分别位于凹模214的上方后侧和上方前侧；接近传感器217安装在凹模固定座213内部，六个接近传感器217的感应头部分别伸至六个凹模214的预设铆钉凹槽处；保护罩218固定在凹模固定座213前侧将接近传感器217覆盖住。

上模组件22包括：上安装板221、压力传感器222(六个)、传感器安装板223、凸模固定板224、凸模垫块225(六个)、压料块固定板226、氮气弹簧227、压料块228和凸模229(六个)。其中，上安装板221与下安装板211上下平行，上安装板221两端通过导向柱和复位弹簧安装在下安装板211上；压力传感器222通过螺钉安装在上安装板221下面的凹槽中；传感器安装板223和凸模固定板224通过螺钉依次固定在上安装板221下面；凸模垫块225镶嵌在传感器安装板223中，且上端分别与压力传感器222紧贴，下端与凸模固定板224紧贴；如图7所示，压料块固定板226通过卸料 螺钉226a安装在凸模固定板224下面，卸料螺钉226a底部与压料块固定板226固接，顶部可上下活动地挂设在凸模固定板224中；氮气弹簧227设在凸模固定板224和压料块固定板226之间，上端镶嵌在凸模固定板224底部，下端紧贴压料块固定板226；压料块228通过螺钉固定在压料块固定板226下面，压料块228和压料块固定板224在相应位置开有穿孔供凸模229穿过；凸模229上部镶嵌在凸模固定板224中并用螺钉固定限位，下部穿设在压料块固定板226和压料块228的穿孔中。

工作过程原理

首先通过控制开关7启动推拉气缸8，将下模组件21的可移动部分(不包括下安装板)向前推出，如图5所示，在此状态下可将铝合金型材101放置在凹模214上，铝合金型材101后侧边抵至定位靠块215进行定位，定位后可通过快夹机构216夹紧并在铆接位置放上铆钉102。然后在通过控制开关7启动推拉气缸8将下模组件21的可移动部分拉回，凹模214回到凸模229上下对应的位置。再通过控制开关7启动气液增压缸5的活塞杆下压与上安装板221接触，驱动上模组件22向下移动，其中，压料块228首先与铝合金型材101接触后与压料块固定板226停止，由于卸料螺钉226a顶部未锁紧，其余组件可继续向下运动，如图8所示，此时氮气弹簧227被压缩，氮气弹簧227被压缩产生的力等同于压料块228施加给铝合金型材101的力，压料块228与凹模固定座213共同作用，将铝合金型材101压在中间，防止其在铆接过程中发生变形。压料块228将铝合金型材101压紧后停止运动，而凸模229等组件继续向下运动，直到与铆钉102接触，并将铆钉102压铆进铝合金型材101内，完成铆接。凸模229与铆钉102接触，并完成压铆过程中，凸模229通过凸模垫块225将铆接力传递给压力传感器222，压力传感器222可与一PLC存储器连接，将压力信息转化成数字信号记录在PLC存储器内，使零件具有可追溯性。而当铆钉头部与接近传感器217的感应头部接触进行感应表示压铆到位，以此可防止“漏钉”现象的发生。压铆完成后，通过控制开关7控制气液增压缸5复位，上模组件22在复位弹簧的作用下回升，再控制开关7控制推拉气缸缸8将下模组件21的可移动部分向前推出，此时可取下压铆完成的零件1，放置下一个待铆接的铝合金型材101进行铆接。

实际生产中，凹模214和凸模229的数量及形状，凹模固定座213、凸模固定板224、压料块228以及其他相应组件的形状不限于上述描述以及附图所示，针对不同形状、类型的零件均可作相应的调整。

本实用新型的铆接装置可以适用于铝合金零件的铆接，可同时进行多个铆钉的同时铆接且有效避免铝合金零件的变形，当然其他合金材料或塑料的零件也可以适用。