一种冲铆连接装置的制作方法

本发明涉及汽车零部件加工制造技术领域，尤其涉及一种冲铆连接装置。

背景技术：

主减速器是指安装在驱动桥上，能将转矩和转速改变的机构，简称主减。其基本功用是将来自变速器或者万向传动装置的转矩增大，同时降低转速并改变转矩的传递方向。

冲铆连接是一种用于连接两种或两种以上金属板材的冷连接技术，通过使铆接点部位产生塑性变形进行连接。

如图1所示，为主减法兰与防尘盖铆接总成在主减速器总成上的安装图，主减法兰01与防尘盖02铆接总成是主减速器总成防护的第一屏障，作用是既承接来自发动机的动力，又防止车辆在行驶时大颗粒的粉尘或颗粒等杂物飞进主减速器总成里，造成轴承损坏失效。因此，防尘盖02在主减法兰01上的铆接质量就显得比较重要。

现有的技术方案是先把防尘盖压进主减法兰(防尘盖与主减法兰为过盈配合)后，再点焊接口的三个位置，使防尘盖牢牢固定在主减法兰上，然后再进行电泳防锈处理。现有技术存在以下缺点：工序较多，占用较大的空间，并使用焊接设备等专用设备，成本高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冲铆连接装置，该装置操作工序简单，结构紧凑，便于安装与维护，制造成本低，能够更加高效地进行主减法兰与防尘盖的冲铆连接加工。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种冲铆连接装置，包括：

机架，所述机架设有工件定位座；

升降加压装置，所述升降加压装置安装于所述机架上；

冲铆头部件，所述冲铆头部件包括铆刀座、铆刀、压轴和弹性件，所述铆刀座为与所述工件定位座的轴心同轴布置的筒状结构，所述铆刀座上设置有沿周向分布的若干所述铆刀，所述铆刀与所述铆刀座在沿所述铆刀座的轴向方向上相对滑动连接，所述压轴与所述铆刀座沿轴向滑动配合，所述压轴的上端伸出于所述铆刀座的上端，所述铆刀位于所述压轴下方，所述压轴相对所述铆刀座向下运动时所述压轴的下端能够驱动所述铆刀相对所述铆刀座向下运动并伸出于所述铆刀座的下端，所述弹性件一端作用于所述铆刀座且另一端作用于所述压轴，并且所述弹性件能够施加由所述压轴至所述铆刀座的向下的压力，所述升降加压装置与所述压轴的上端连接并能够驱动所述冲铆头部件沿所述工件定位座的轴向升降运动。

优选地，所述铆刀座的内圈设置有沿轴向延伸的铆刀卡槽，所述铆刀滑动设置于所述铆刀卡槽内，所述铆刀座还设置有限制所述铆刀转动的转动限位机构。

优选地，所述铆刀座的上端设置有弹性件安装座，所述压轴的上端设置有与所述弹性件安装座的外周滑动配合的防护罩，所述弹性件安装座和所述防护罩以及所述压轴之间形成用于放置所述弹性件的环状安装槽，所述弹性件的下端作用于所述弹性件安装座且所述弹性件的上端作用于所述防护罩。

优选地，所述弹性件为套设在所述压轴外周的碟形弹簧。

优选地，所述升降加压装置通过滑动板与所述压轴连接，所述机架设有至少一个与所述工件定位座的轴心平行布置的导杆，所述滑动板设有与所述导杆滑动配合的导孔。

优选地，所述导孔中设有与所述导杆滑动配合的导套。

优选地，所述升降加压装置为气液增压缸。

优选地，所述机架上设有用于检测所述压轴运动位置的接近开关，所述接近开关连接于所述气液增压缸的增压动作阀。

优选地，所述机架上设置有位于所述工件定位座上方的限位挡杆，所述限位挡杆限制工件向上运动。

优选地，所述铆刀座上设置有沿周向均匀分布的三个所述铆刀。

本发明的工作原理如下：

在进行主减法兰与防尘盖的冲铆连接时，先将主减法兰与防尘盖一起放到机架的工件定位座上，然后，启动升降加压装置，使冲铆头部件向下运动，同时使压轴克服弹性件的弹力作用，利用铆刀座的下端将防尘盖过盈压在主减法兰的轴上，接着，使升降加压装置进一步增压并控制压轴下降，从而通过压轴下端带动各个铆刀向下伸出于铆刀座的下端，此时，铆刀使防尘盖与主减法兰的过盈配合处产生塑性变形，即，实现防尘盖与主减法兰的铆接固定。冲铆加工完毕后，升降加压装置带动冲铆头部件上升，取下主减法兰与防尘盖铆接总成，以便进行下一次冲铆加工。

本发明具有以下有益效果：

1)该冲铆连接装置控制零部件少，操作工序简单，便于安装与维护，制造成本低；

2)该冲铆连接装置结构紧凑，占用空间小；

3)该冲铆连接装置无需采用焊接设备等专用加工设备，只需升降加压装置即可通过铆刀实现工件的冲铆连接，可靠性高，加工成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为主减法兰与防尘盖铆接总成在主减速器总成上的安装图；

图2为本发明具体实施例中的冲铆头部件的主视图；

图3为本发明具体实施例中的冲铆头部件的剖视图；

图4为本发明具体实施例中的冲铆头部件的俯视图；

图5为本发明具体实施例中的冲铆头部件的立体图；

图6为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的主视图；

图7为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的侧视图；

图8为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的俯视图；

图9为本发明具体实施例中的气液增压缸与冲铆头部件以及机架的局部剖视图；

图10为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的立体图。

图1至图10中：

01-主减法兰、02-防尘盖、1-第一锁紧螺母、2-压轴、3-连接盖、4-防护罩、5-碟形弹簧、6-碟形弹簧安装座、7-螺母、8-螺钉、9-铆刀、10-铆刀座、11-连接螺钉、12-气液增压缸、13-气液增压缸安装板、14-压盖、15-导杆、16-第二锁紧螺母、17-t型连接头、18-t型连接座、19-导套、20-滑动板、21-冲铆头部件、22-限位挡杆、23-导杆下定位套、24-工件定位座、25-机架、26-接近开关支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图10，图1为主减法兰与防尘盖铆接总成在主减速器总成上的安装图；图2为本发明具体实施例中的冲铆头部件的主视图；图3为本发明具体实施例中的冲铆头部件的剖视图；图4为本发明具体实施例中的冲铆头部件的俯视图；图5为本发明具体实施例中的冲铆头部件的立体图；图6为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的主视图；图7为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的侧视图；图8为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的俯视图；图9为本发明具体实施例中的气液增压缸与冲铆头部件以及机架的局部剖视图；图10为本发明具体实施例中的冲铆连接装置的立体图。

本方案提供了一种冲铆连接装置，包括：机架25、升降加压装置和冲铆头部件21，其中，机架25设有工件定位座24；升降加压装置安装于机架25上；冲铆头部件21包括铆刀座10、铆刀9、压轴2和弹性件，铆刀座10为筒状结构并且与工件定位座24的轴心同轴布置，铆刀座10上设置有沿周向分布的若干铆刀9，铆刀9与铆刀座10在沿铆刀座10的轴向方向上相对滑动连接，压轴2与铆刀座10沿轴向滑动配合，压轴2的上端伸出于铆刀座10的上端，铆刀9位于压轴2下方，压轴2相对铆刀座10向下运动时，压轴2的下端能够驱动铆刀9相对铆刀座10向下运动并使铆刀9伸出于铆刀座10的下端，弹性件一端作用于铆刀座10且另一端作用于压轴2，并且弹性件能够施加由压轴2至铆刀座10的向下的压力，升降加压装置与压轴2的上端连接并能够驱动冲铆头部件21沿工件定位座24的轴向升降运动。

本发明的工作原理如下：

在进行主减法兰01与防尘盖02的冲铆连接时，先将主减法兰01与防尘盖02一起放到机架25的工件定位座24上，然后，启动升降加压装置，使冲铆头部件21向下运动，同时使压轴2克服弹性件的弹力作用，利用铆刀座10的下端将防尘盖02过盈压在主减法兰01的轴上，接着，使升降加压装置进一步增压并控制压轴2下降，从而通过压轴2下端带动各个铆刀9向下伸出于铆刀座10的下端，此时，铆刀9使防尘盖02与主减法兰01的过盈配合处产生塑性变形，即，实现防尘盖02与主减法兰01的铆接固定。冲铆加工完毕后，升降加压装置带动冲铆头部件21上升，取下主减法兰与防尘盖铆接总成，以便进行下一次冲铆加工。

为了提升生产节拍，优选地，本方案提供的冲铆连接装置分成左、右两个操作工位，如图6和图10所示。因左、右操作工位的结构和功能一致，所以，本文仅介绍其中一个工位。

铆刀9与铆刀座10在沿铆刀座10的轴向方向上相对滑动连接，从而可以使铆刀9在压轴2的驱动下伸出于铆刀座10的下端，进而对工件进行冲铆加工。铆刀9可以通过多种结构方式实现与铆刀座10的相对滑动连接，例如，在铆刀座10上开设沿轴向延伸的卡槽并将铆刀9与卡槽滑动配合；或者在铆刀9的侧面开设滑槽并在铆刀座10上固定有与滑槽滑动配合的卡块等，这些结构都能够使铆刀9与铆刀座10相对滑动。优选地，本方案中的铆刀座10的内圈设置有沿轴向延伸的铆刀卡槽，铆刀9滑动设置于铆刀卡槽内，铆刀座10还设置有限制铆刀9转动的转动限位机构。转动限位机构可以限制铆刀9绕自身轴线的转动，保证铆刀9的刀刃准确冲击到工件所需要加工的位置，提高加工质量。

需要说明的是，上述转动限位机构可以设计为多种结构形式，例如在铆刀座10的铆刀卡槽内侧设计有与铆刀9外壁配合的平面、直角面或v形面等非圆弧形限位面，这些限位面可以限制铆刀9沿自身轴线转动；或者在铆刀座10上设置有与铆刀9外壁接触的限位块结构，该限位块结构可以限制铆刀9沿自身轴线转动，等等。优选地，本方案中的转动限位机构包括开设在铆刀9外壁的滑槽，以及设置在铆刀座10侧壁上的螺钉8和螺母7，螺钉8横穿铆刀座10的侧壁并且端部卡在铆刀9的滑槽中，螺母7用于保证螺钉8不会松动，由于螺钉8的端部可以对铆刀9施加沿切向的限制力，因此，铆刀9无法沿自身轴线发生转动。同时，螺钉8的端部可以在滑槽中沿铆刀9的轴向相对滑动，保证铆刀9在冲铆过程中顺利进行上下运动。

需要说明的是，本方案中可以根据工件具体尺寸和使用条件等情况来确定所需加工的冲铆位置分布情况，从而确定铆刀9的数量和布置情况，优选地，本方案中的铆刀座10上设置有沿周向均匀分布的三个铆刀9。

优选地，铆刀座10的上端设置有弹性件安装座，压轴2的上端设置有与弹性件安装座的外周滑动配合的防护罩4，弹性件安装座和防护罩4以及压轴2之间形成用于放置弹性件的环状安装槽，弹性件的下端作用于弹性件安装座且弹性件的上端作用于防护罩4。通过设置弹性件安装座和防护罩4，可以为弹性件提供一个更加密闭、安全的安装空间，同时，还便于弹性件的两端对压轴2和铆刀座10施加作用力。

需要说明的是，本发明中所应用的弹性件可以选用弹簧、弹性垫块、金属弹性板或其他弹性元件，这些弹性元件可以在沿铆刀座10的轴向方向上产生拉压形变，即，可以承受压轴2至铆刀座10的轴向压力，优选地，本方案中使用了碟形弹簧5，该碟形弹簧5套设在压轴2外周，如图3所示，此时，弹性件安装座具体为碟形弹簧安装座6，碟形弹簧安装座6通过连接螺钉11固定于铆刀座10的上端，碟形弹簧安装座6与压轴2之间形成了用于安装碟形弹簧5的环状的安装槽，碟形弹簧5的下端作用于碟形弹簧安装座6且上端作用于防护罩4。

需要说明的是，升降加压装置可以利用其伸缩端直接与压轴2连接，也可以通过其他连接部件实现其伸缩端与压轴2之间的连接固定，例如通过联轴器、t型连接头或法兰等实现连接固定，这些连接方式都能够实现升降加压装置带动压轴2上下运动，从而完成冲铆作业。优选地，本方案中的升降加压装置通过滑动板20与压轴2连接。为了保证冲铆头部件21在升降过程中保持平稳，优选地，机架25还设有至少一个与工件定位座24的轴心平行布置的导杆15，滑动板20设有与导杆15滑动配合的导孔。如图6所示，导杆15的上端通过压盖14实现与机架25上部固定板的限位固定，导杆15的下端通过导杆下定位套23实现与机架25下部固定台的定位安装。导杆15与工件定位座24的轴心平行布置，如此设置，当升降加压装置带动冲铆头部件21进行升降时，一同升降的滑动板20就可以通过其导孔与导杆15的滑动配合，在导杆15的引导作用下实现平稳升降，在此，滑动板20与导杆15的滑动配合即形成了限制冲铆头部件21左右晃动或旋转的限位机构，从而保证冲铆头部件21仅能够进行升降运动，进而保证了该装置整体具有足够的刚度和可靠性，提高工件加工精度。进一步优选地，为了减少导孔与导杆15之间的表面摩擦损伤，本方案在导孔中设有与导杆15滑动配合的导套19，如图6所示，导套19可以采用合金钢、耐磨树脂等材料制成。

需要说明的是，上述滑动板20可以通过多种结构形式实现与压轴2和升降加压装置的连接固定，例如可以通过t型连接头、法兰座或螺栓加连接板的方式等等。优选地，冲铆头部件21的压轴2的上端通过连接盖3实现与滑动板20的连接固定，具体的，压轴2的上端贯穿连接盖3的中心孔，再利用第一锁紧螺母1将连接盖3固定在压轴2的台阶处，连接盖3上设有多个用于与滑动板20连接固定的连接孔，从而实现冲铆头部件21整体与滑动板20的连接固定，如图4所示。升降加压装置的伸缩端通过t型连接头17和t型连接座18实现与滑动板20的连接固定，具体的，t型连接座18固定在滑动板20上方，t型连接头17与t型连接座18卡接配合固定，t型连接头17再通过第二锁紧螺母16固定在升降加压装置的伸缩端。

需要说明的是，本发明中的升降加压装置可以选用液压缸、空压机等设备，优选地，本方案中的升降加压装置为气液增压缸12，如图6所示，气液增压缸12通过气液增压缸安装板13固定在机架25的顶部安装板上。气液增压缸12一般简称增压缸，是结合气缸和油缸的优点而改进设计的，气液增压缸使用压缩气压就能达到油压缸之高出力，不需要液压单元，从而保证冲铆加工过程中使工件铆接处变形充分。

优选地，机架25上设有用于检测压轴2运动位置的接近开关，如图7和图9所示，机架25上还设置有用于安装接近开关的接近开关支架26，接近开关连接于气液增压缸12的增压动作阀。接近开关的高度对应于压轴2开始控制铆刀9向下运动的高度位置，当压轴2下降到该高度位置时，说明铆刀座10的下端已经将所需加工的工件过盈安装，此时，接近开关动作并控制增压动作阀接通，气液增压缸开始进一步增压并控制伸缩端连同压轴2继续下降。

优选地，机架25上设置有位于工件定位座24上方的限位挡杆22，限位挡杆22限制工件向上运动，以防冲铆加工完毕后发生粘刀时铆刀9带动工件一起向上运动，即，工件在向上运动过程中会受到限位挡杆22的限制阻碍，从而便于将工件与铆刀9分离，便于进行下一个工件的加工。

下面结合汽车主减法兰01与防尘盖02的冲铆加工过程来介绍本方案提供的冲铆连接装置的工作过程：

人工将主减法兰01和防尘盖02一起放到工件定位座24上，启动气液增压缸12，气液增压缸12带动冲铆头部件21一起沿着导杆15向下运动，在向下运动过程中，冲铆头部件21在内部的碟形弹簧15作用下，将气液增压缸12的压力由压轴2传递至铆刀座10，从而利用铆刀座10的下端使防尘盖02过盈压入主减法兰01的轴上，当压轴2连同滑动板20向下运动到接近开关检测位置时，接近开关发出开关信号到气液增压缸12并控制增压动作阀接通，气液增压缸12开始增压并控制伸缩端连同压轴2继续下降，碟形弹簧5的弹力使得铆刀座10的下端面紧紧压住防尘盖02并保证防尘盖02压装到位，同时，压轴2进一步克服碟形弹簧5的弹力并将压力作用在各个铆刀9上端，从而将铆刀9的刀刃冲铆主减法兰01与防尘盖02过盈接口位置，产生塑性变形，从而实现主减法兰与防尘盖02的冲铆连接。

本发明具有以下有益效果：

1)该冲铆连接装置控制零部件少，操作工序简单，便于安装与维护，制造成本低；

2)该冲铆连接装置结构紧凑，占用空间小；

3)该冲铆连接装置无需采用焊接设备等专用加工设备，只需升降加压装置即可通过铆刀实现工件的冲铆连接，刚性、可靠性高，加工成本低；

4)冲铆过程仅用气液增压缸作为动力源，在导套和导杆作用下，保证受力及运动稳定性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。