一种脱扣器錾开铆接夹具及其铆接方法与流程

本发明涉及专用夹具技术领域，更具体地说，涉及一种脱扣器錾开铆接夹具及其铆接方法。

背景技术：

随着我国电网改造的不断深入，低压断路器产品的需求量不断增加，为了保证供配电的安全性、可靠性、连续性，对断路器要求越来越高。断路器生产厂商要不断改进产品的制造工艺以保证产品的质量，可靠、高效的工装夹具是必不可少的。

脱扣器部件是断路器中的核心部件，关系到产品质量和生产效率，是断路器生产厂商降本增效的日渐重视方向点。如图4所示，即是一款脱扣器产品，该脱扣器部件包括连接板61、磁轭62和不锈钢支架63，连接板61与磁轭62的连接方式采用铆接，具体结构是在连接板61两侧设置凸点(即图4中所示铆接点611)，同时在磁轭62上设置与凸点配合的铆接孔。制造过程中先将两磁轭62与连接板61的凸点配合连接，再通过榔头将凸点錾开(錾开后凸点效果参看图5)，实现铆接。

然而，从图4也可以看出，该脱扣器部件的零件较多，结构复杂，装配时首先要面对的就是铆接难定位问题，其次因零件的特殊性，脱扣器内部无法增加支撑，铆接时要用最小的力将其錾开，才能保证零件整体不变形，长期以来一直是工作人员用榔头手工将凸点錾开，一个脱扣器部件两侧凸点共需要錾4次，可见工作人员的劳动强度很大、加工效率也很低，更突出的问题是工作人员用榔头錾开时力道难以控制，易将产品敲变形或者是力道不够产品铆不紧，这严重影响着产品的质量；此外，铆接后还需保证两磁轭62和不锈钢支架63的平行度，也是由于用榔头錾开时力道难以控制的问题，传统方法加工得到的脱扣器部件磁轭62和不锈钢支架63间的平行度问题总是得不到保证，需要工作人员后续再进行修正。

针对上述问题，设计一款能够将脱扣器部件固定，快速将连接板61与磁轭62铆接固定的工装夹具显得非常必要。经检索，用于断路器零部件装配的工装夹具已有不少公开，如中国专利申请号201310610193.8，申请日为2013年11月27日，发明创造名称为：低压断路器灭弧室铆接夹具；该申请案包括一个模座，在模座中部设置有一个抽屉槽，一个抽屉座能够插入并定位在抽屉槽中；抽屉座上设置有纵向排列的栅槽，待装配的多个灭弧栅片能够插入并定位在各栅槽中，在抽屉座两侧设置有能够横向水平移动的滑块；所述滑块内侧设置有具有尖端的铆接头；所述滑块的外侧端上部设置有朝上的斜楔面，同时在模座上方设置有能够垂直升降的上模，上模的两侧具有与所述滑块上的向上的斜楔面相配合的向下的斜楔面。该申请案通过抽屉座对多片灭弧栅片进行定位，定位准确、保证了铆接质量。

又如专利号ZL201020273297.6，授权公告日为2011年3月30日，发明创造名称为：热磁脱扣器铆接工装夹具，该申请案包括上模、下模和凸轮，上模包括模柄、压板和冲头，模柄安装在压板上，冲头位于压板下；下模包括固定块和滑动块，滑动块位于所述冲头的下方，滑动块与拉簧的一端连接，拉簧的另一端与凸轮安装座连接，凸轮可转动地安装在凸轮安装座上，凸轮顶在滑动块上。该申请案滑块不易发生窜动，能够可靠快捷的锁紧与松开热磁脱扣器。

但上述申请案由于其所要解决的问题与本专利不同，结构设计有其特殊性和针对性，所以均不能应用到本专利所述脱扣器部件的铆接固定，而针对本专利所述脱扣器部件的铆接固定，或与本专利铆接要求相类似的工装夹具设计方案尚未见公开。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有针对脱扣器的錾开铆接加工，由于脱扣器零部件较多，装配时定位困难，传统用榔头錾开的方式，不仅加工效率低，且力道难以控制，易将产品敲变形或者铆不紧，影响产品质量的问题，提供了一种脱扣器錾开铆接夹具及其铆接方法；本发明能使脱扣器零件一次铆接完成，铆接质量可靠，且结构巧，成本低，便于推广应用。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，包括上模、导柱、复位弹簧和下模，上模和下模之间设置导柱，所述复位弹簧串接于导柱上，还包括上冲头、后挡板、U型定位块和下冲头，所述的上冲头与上模相连，U型定位块固定于下模上，该U型定位块上开设有一U型槽，在U型槽槽底开设有下冲头固定孔，所述下冲头从下冲头固定孔中穿出；所述后挡板设置于U型定位块的一侧，该后挡板靠近U型定位块的一侧侧壁上开设有限位槽，所述上冲头沿该限位槽在竖直方向移动。

更进一步地，所述的后挡板与U型定位块通过固定销钉相连，限位槽的底壁高出下冲头一段距离。

更进一步地，所述的錾开铆接夹具还包括上整形柱和下整形柱，所述的上整形柱与上模相连，下整形柱位于上整形柱的正下方，下整形柱设置于下模上。

更进一步地，所述的上整形柱与上模、下整形柱与下模均通过螺纹连接。

更进一步地，所述的上冲头上设置有上冲头刃，该上冲头刃包括两相互平行的三角形齿，所述的下冲头上设置有下冲头刃，该下冲头刃也包括两相互平行的三角形齿。

更进一步地，三角形齿的齿深L1为2-2.5mm，齿间距离L2为2-3mm，两齿齿根夹角α为28°-30°，齿间夹角β为90°-95°。

更进一步地，所述的上模包括上挡板和上模固定板，上挡板和上模固定板通过固定销钉相连，上冲头通过上挡板和上模固定板夹持固定。

更进一步地，所述的下模包括下模固定板和下底板，下模固定板和下底板通过固定销钉相连，所述的U型定位块也通过固定销钉固定于下模固定板上。

更进一步地，所述的导柱穿出上挡板的一端横向插有限位销。

本发明的一种脱扣器錾开铆接方法，其步骤为：

步骤一、将脱扣器各部件进行初步组装，连接板两侧铆接点插入磁轭的铆接孔中；

步骤二、将步骤一初步组装好的脱扣器放置于U型定位块和下整形柱上，并抵靠后挡板；

步骤三、控制上模下行，在上模的带动下，上冲头沿限位槽向下移动，上冲头触碰限位槽底壁时，上冲头刃和下冲头刃压到脱扣器的铆接点，将铆接点錾开；同时，上整形柱和下整形柱压到不锈钢支架，将两不锈钢支架整形到位；

步骤四、上模在复位弹簧的作用下回退，一次脱扣器錾开铆接工序结束。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，其设计了开有U型槽的U型定位块，并在U型槽槽底开设了竖直方向的下冲头固定孔，将下冲头放入下冲头固定孔中，将脱扣器放于U型定位块的U型槽中，可以使脱扣器的铆接点和上下冲头很准确的定位在同一轴线上，不需要工作人员再做调整，保证铆接准确；

(2)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，其在后挡板上开设了限位槽，令上冲头沿该限位槽在竖直方向移动，且设计限位槽的底壁高出下冲头一段距离，使得上冲头触碰限位槽底壁时，上冲头刃和下冲头刃压到脱扣器的铆接点，将铆接点錾开；即通过限位槽精确定位夹具下死点，解决了传统用榔头錾开的方式力道难以控制或工作人员操作疏忽，导致产品敲变形或者是力道不够产品铆不紧的问题，产品质量稳定性得到大幅提高；

(3)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，根据零件特征和錾开铆接技术要求设计上冲头刃和下冲头刃的形状和尺寸，使得磁轭和连接板挤压效果更佳，用最小的压力使零件间挤压的紧度最好，又不至使零件弯曲；

(4)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，其设置上整形柱和下整形柱，且上整形柱与上模、下整形柱与下模均通过螺纹连接，一方面可通过下整形柱与U型定位块配合，将初步组装好的脱扣器稳定放置于U型定位块和下整形柱上，解决了脱扣器结构复杂，使用夹具进行铆接不好定位的问题；另一发面，可利用铆接时的上下死点位置，调整整形柱高度，在上冲头刃和下冲头刃錾开铆接点的同时，上整形柱和下整形柱压到不锈钢支架，将两不锈钢支架同步整形到位，而不必再人工手动整形；

(5)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，其使用的上挡板、上模固定板、下模固定板、下底板、导柱、复位弹簧等均为标准件，大量使用标准件，再按照脱扣器零件的特点加以更改设计，通过固定销钉巧妙的组合在一起，精致小巧，美观实用；且可以通过拆装固定销钉将整台夹具快速组装、换模或者安装在不同压机或台式冲床上，大大方便了生产调度，也节省了夹具开发制造成本；

(6)本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具，上下一体式设计，无需对模，换模方便快捷，整体采用C字型开口设计，方便工作人员操作，能使脱扣器零件一次铆接完成，加工效率高，减轻了工作人员的劳动强度，且铆接质量可靠，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的一种脱扣器錾开铆接夹具的立体结构示意图；

图2为本发明的脱扣器錾开铆接夹具的剖切面示意图；

图3为图1的局部放大图；

图4为本发明中铆接零件的结构示意图；

图5为本发明中铆接点的錾开面示意图；

图6为本发明的上冲头结构示意图；

图7为本发明中上冲头的剖切面示意图；

图8为本发明中后挡板的结构示意图；

图9为本发明中U型定位块的结构示意图；

图10为本发明的下冲头结构示意图；

图11为本发明中下冲头的剖切面示意图；

图12为本发明中錾开铆接脱扣器两铆接点的流程图。

示意图中的标号说明：

11、上挡板；12、上模固定板；21、导柱；22、复位弹簧；23、限位销；31、下模固定板；32、下底板；41、上冲头；411、上冲头刃；42、后挡板；421、限位槽；43、U型定位块；431、下冲头固定孔；44、下冲头；441、下冲头刃；51、上整形柱；52、下整形柱；6、铆接零件；61、连接板；611、铆接点；62、磁轭；63、不锈钢支架；7、固定销钉。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1和图2，本实施例的一种脱扣器錾开铆接夹具，主要符合新一代产品KFM2对脱扣器部件的铆接装配性能要求。其核心设计原理在于：将铆接夹具工装采用一体式装配结构，上模在两根导柱的导引下上下滑动，为了工作人员操作方便，在夹具中部设计了一个U型定位块，当工作人员将初步组装好的脱扣器放入夹具时，可以很方便快速的将脱扣器铆接点置于上下冲头之下，无需对模。下面将对铆接夹具的结构进行具体介绍：

本实施例的铆接夹具包括上模、导柱21、复位弹簧22、下模、上冲头41、后挡板42、U型定位块43和下冲头44。所述的上模包括上挡板11和上模固定板12，上挡板11和上模固定板12通过固定销钉7相连，上冲头41通过上挡板11和上模固定板12夹持固定。上模和下模之间设置导柱21，所述复位弹簧22串接于导柱21上，导柱21穿出上挡板11的一端横向插有限位销23，该限位销23用于限定上挡板11的移动。所述的下模包括下模固定板31和下底板32，下模固定板31和下底板32通过固定销钉7相连，所述的U型定位块43也通过固定销钉7固定于下模固定板31上。

结合图9，所述的U型定位块43上开设有一U型槽，在U型槽槽底沿竖直方向开设有下冲头固定孔431，该下冲头固定孔431的尺寸与下冲头44的尺寸相适配，下冲头44从下冲头固定孔431中穿出，并能通过下冲头固定孔431可靠固定。将脱扣器放于U型定位块43的U型槽中，可以使脱扣器的铆接点和上冲头41、下冲头44很准确的定位在同一轴线上，不需要工作人员再做调整，保证铆接准确。

结合图1、图3和图8，所述后挡板42设置于U型定位块43的一侧，该后挡板42与U型定位块43通过固定销钉7相连，且后挡板42靠近U型定位块43的一侧侧壁上开设有限位槽421，该限位槽421整体也呈U字形，在进行铆接加工时，所述上冲头41能沿该限位槽421在竖直方向移动，且由于本实施例特意设置限位槽421的底壁高出下冲头44一段距离。使得上冲头41触碰限位槽421底壁时，上冲头刃411和下冲头刃441压到脱扣器的铆接点，将铆接点錾开；即通过限位槽421精确定位夹具下死点，解决了传统用榔头錾开的方式力道难以控制或工作人员操作疏忽，导致产品敲变形或者是力道不够产品铆不紧的问题，产品质量稳定性得到大幅提高。

结合图6、图7、图10和图11，本实施例的上冲头41上设置上冲头刃411，该上冲头刃411包括两相互平行的三角形齿，下冲头44上设置有下冲头刃441，该下冲头刃441也包括两相互平行的三角形齿。其中上冲头刃411和下冲头刃441的结构尺寸均为：三角形齿的齿深L1为2mm，齿间距离L2为2mm，两齿齿根夹角α为28°，齿间夹角β为90°。因为脱扣器铆接点611铆接后需要尽可能的錾开，本实施例设计了专用的斜錾开冲头，并根据零件特征和錾开铆接技术要求设计上冲头刃和下冲头刃的尺寸，使得錾开后整个金属均匀的流向4个面，磁轭62和连接板61挤压效果更佳，用最小的压力使零件间挤压的紧度最好，又不至使零件弯曲。

本实施例为保证夹具工装的同轴度要求，各主要部件均采用数控加工，且使用的上挡板11、上模固定板12、下模固定板31、下底板32、导柱21、复位弹簧22等均为标准件，大量使用标准件，再按照脱扣器零件的特点加以更改设计，通过固定销钉7巧妙的组合在一起，精致小巧，美观实用；且可以通过拆装固定销钉7将整台夹具快速组装、换模或者安装在不同压机或台式冲床上，大大方便了生产调度，也节省了夹具开发制造成本。

本实施例的铆接工序为：整台夹具准备就绪，准备好脱扣器的各零部件，先初装配好一批部件，摆放在桌面上，铆接时将脱扣器部件整体拿起，再将脱扣器对准U型定位块43放入夹具中，需推到位。此时按下压机按钮，压机下压，上、下冲头压到脱扣器的铆接点，将铆点錾开，将两侧板压实，松开按钮，压机上抬，上模在复位弹簧的作用下随即回退，此时取出脱扣器部件，检查产品，放入周转盒，一个铆接周期完成。在整个铆接过程中，工作人员在机台外装配，操作安全，脱扣器放入夹具后一次完成上下两个铆接点611的铆接，效率提高，铆接质量可靠。

实施例2

本实施例的一种脱扣器錾开铆接夹具，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例的錾开铆接夹具还包括上整形柱51和下整形柱52，所述的上整形柱51的一端设置有压块，另一端设置有螺纹段，该上整形柱51通过设置的螺纹段与上模相连，所述的下整形柱52的一端也设置有压块，另一端设置有螺纹段，下整形柱52也通过设置的螺纹段与下模相连。

本实施例的设置上整形柱51和下整形柱52，一方面可通过下整形柱52与U型定位块43配合，将初步组装好的脱扣器稳定放置于U型定位块43和下整形柱52上，解决了脱扣器结构复杂，使用夹具进行铆接不好定位的问题；另一发面，可利用铆接时的上下死点位置，调整整形柱高度，在上冲头刃411和下冲头刃441錾开铆接点的同时，上整形柱51和下整形柱52压到不锈钢支架63，将两不锈钢支架63同步整形到位，而不必再人工手动整形。

结合图12，使用本实施例的脱扣器錾开铆接夹具进行铆接加工的具体过程为：

步骤一、将脱扣器各部件进行初步组装，连接板61两侧铆接点611插入磁轭62的铆接孔中；

步骤二、将步骤一初步组装好的脱扣器(即图1所示铆接零件6)放置于U型定位块43和下整形柱52上，并抵靠后挡板42；

步骤三、控制上模下行，在上模的带动下，上冲头41沿限位槽421向下移动，上冲头41触碰限位槽421底壁时，上冲头刃411和下冲头刃441压到脱扣器的铆接点611，将铆接点611錾开；同时，上整形柱51和下整形柱52压到不锈钢支架63，将两不锈钢支架63整形到位；

步骤四、上模在复位弹簧22的作用下回退，一次脱扣器錾开铆接工序结束。

实施例3

本实施例的一种脱扣器錾开铆接夹具，基本同实施例2，其不同之处在于：本实施例中上冲头刃411和下冲头刃441的结构尺寸均为：三角形齿的齿深L1为2.5mm，齿间距离L2为3mm，两齿齿根夹角α为30°，齿间夹角β为95°。

实施例4

本实施例的一种脱扣器錾开铆接夹具，基本同实施例2，其不同之处在于：本实施例中上冲头刃411和下冲头刃441的结构尺寸均为：三角形齿的齿深L1为2.2mm，齿间距离L2为2.3mm，两齿齿根夹角α为29°，齿间夹角β为92°。

值得说明的是，实施例3和实施例4所述上冲头刃411和下冲头刃441的结构尺寸能够实现脱扣器錾开铆接的目的，但在生产实践中得出，上冲头刃411和下冲头刃441三角形齿的两齿齿根夹角α为28°时錾开后整个金属流向最均匀，錾开铆接效果最理想。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。