本发明专利技术涉及一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法，属于自冲铆接技术领域。本发明专利技术包括一个实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉、一个与铆钉对应配合使用的下铆模，所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉包括钉帽、具有中心孔的钉杆、实心钉杆。本发明专利技术实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉更容易刺入板料，实心铆钉刺入但不刺穿板料，实心铆钉依靠自身变形和与板料之间的摩擦可以对板材进行连接，同时，实心铆钉刺入但不刺穿板料这一过程辅助了钉杆Ⅰ在凹腔Ⅰ内沿周向的充分扩张，使得铆钉获得了更大的钉脚张开度，所形成机械内锁结构更牢靠。
A solid screw rod assisted self punching riveting rivet and riveting method
【技术实现步骤摘要】
一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法
本专利技术涉及一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法，属于自冲铆接
技术介绍
自冲铆接技术是一种机械冷成型技术，可实现同种或异种多层板材的有效链接，其连接原理是通过冲头下行压迫铆钉刺入板材，铆钉在刺入板材的过程中沿周向扩张形成铆扣，在基板中形成一个永久性紧固结构，从而将基板紧紧连接在一起。目前在自冲铆连接技术中，半空心铆钉铆接方式主要依靠铆钉脚沿周向扩张而在板料内形成机械内锁结构以起到对板材的连接作用，内锁结构单一，对于铆接强度要求较高的场合难于实现板材的可靠连接。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法，以解决传统半空心铆钉铆接内锁结构单一，对于铆接强度要求较高的场合难于实现板材的可靠连接等问题。本专利技术技术方案是：一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，包括一个实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28、一个与铆钉对应配合使用的下铆模31，所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28包括钉帽1、具有中心孔的钉杆2、实心钉杆5，且其整体以其中心轴线呈轴对称结构；钉帽1与钉杆2及其实心钉杆5为一体式结构且具有相同的中心轴线，实心钉杆5处于铆钉的对称中心处，其上端与钉帽1连接，所述下铆模31为轴对称结构，下铆模31内侧模腔内设有用于实心钉杆5铆接的凹腔Ⅱ，外侧设有承纳沿周向扩张的钉杆2的凹腔Ⅰ。所述钉杆2边缘依次设有直线边A8、圆弧边A9、直线边B10、圆弧边B11、直线边C12、圆弧边C13、直线边D14进行过渡连接，直线边B10与直线边C12延伸至下边缘处通过圆弧边B11连接，钉杆2端部形成刃角Ⅰ；所述实心钉杆5为轴对称结构，其一边的边缘从上到下依次设有直线边E15、圆弧边E16、直线边F17、圆弧边F18进行过渡连接，实心钉杆5对称的两边缘通过圆弧边F18连接，并形成刃角Ⅱ，钉杆2和实心钉杆5依次通过圆倒角Ⅰ6、穹顶Ⅰ3、容料穴4进行过渡连接，钉杆2与钉帽1连接处通过圆倒角Ⅱ7进行过渡连接。所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28在竖直方向的高度与直线边A8到铆钉对称中心轴线的水平距离比值为：2.5~3.3。所述圆弧边B11的圆心到直线边D14水平距离与钉杆2壁厚之比为：0.55~0.65。过所述圆弧边B11圆心的直线边B10的垂线与竖直方向的夹角为60°~70°；过所述圆弧边B11圆心的直线边C12的垂线与竖直方向的夹角为50°~60°；所述圆弧边B11的半径为0.03~0.2mm；所述穹顶Ⅰ3为圆弧形，容料穴4为圆弧形，且圆弧段的半径为2~3mm。所述下铆模31外围的凹腔Ⅰ由扩张槽19、模圆弧边A20、模圆弧边B21、模圆弧边C22、模倒角27构成，凹腔Ⅱ边缘由模圆弧边D23、模直线边E24构成；凹腔Ⅰ上端的模圆弧边C22通过模直线边26与凹腔Ⅱ的模圆弧边D23过渡连接；模圆弧边F25和凹腔Ⅱ内左右对称的模直线边E24过渡连接。所述模圆弧边D23与模直线边26连接时的过渡点到下铆模对称中心距离与模圆弧边F25上对称点到模直线边26的竖直方向距离之比为0.45~0.65；所述模直线边E24与竖直方向夹角为20°~30°。所述模圆弧边B21的半径与模圆弧边A20半径比值为4.5~5.5，且保证模圆弧边B21曲线方程的二阶导为正值，同时模圆弧边A20曲线方程二阶导恒为负；所述扩张槽19圆弧段的半径为2~3mm。所述凹腔Ⅰ最大高度占下铆模31高度的0.35~0.45，所述凹腔Ⅱ最大高度占下铆模31高度的0.2~0.3。一种利用上述装置进行铆接的方法，所述方法的具体步骤为：Step1、将需要进行自冲铆连接的上板29和下板30充分靠近或者接触，通过相关模具的定位作用将组合的上下板放置在下铆模31上方；Step2；启动自冲铆接设备，自冲铆设备上的压边圈压紧板料，冲头推动铆钉下行推动实心钉杆刺入但不刺穿板料并挤压板料流向凹腔Ⅱ，钉杆Ⅰ向凹腔Ⅰ外扩，铆钉嵌入板料。Step3；板料塑性变形完成，铆钉与板料间机械内锁形成后，自冲铆设备上的冲头上行回归到原位，自冲铆连接过程完成。本专利技术的工作原理是：铆接时，实心钉杆刺入但不刺穿板料并挤压板料流向凹腔Ⅱ，实心铆钉依靠自身变形和与板料之间的摩擦可以对板材进行连接，同时，实心铆钉刺入但不刺穿板料这一过程辅助了钉杆Ⅰ在凹腔Ⅰ内沿周向的充分扩张，使得铆钉获得了更大的钉脚张开度，钉杆Ⅰ向凹腔Ⅰ外扩形成机械内锁结构，铆钉嵌入板料从而完成铆接。本专利技术的有益效果是：1）实心铆钉依靠自身变形和与板料之间的摩擦可以对板材进行连接；2）实心铆钉更容易刺入板料但不刺穿板料这一过程辅助了钉杆Ⅰ在凹腔Ⅰ内沿周向的充分扩张，铆钉获得了更大的钉脚张开度，铆钉与板料之间形成更为可靠的机械内锁结构，提高了板材的连接强度。附图说明图1为本专利技术剖视图；图2为图1中顶杆脚A处局部视图；图3为图1中实心钉杆脚B处局部视图；图4为下铆模剖视图；图5为本专利技术下铆模和被连接件铆接完成后的剖视图。图1-5中各标号：1-钉帽，2-钉杆，3-穹顶Ⅰ，4-容料穴，5-实心钉杆，6-圆倒角Ⅰ，7-圆倒角Ⅱ，8-直线边A，9-圆弧边A，10-直线边B，11-圆弧边B，12-直线边C，13-圆弧边C，14-直线边D，15-直线边E，16-圆弧边E，17-直线边F，18-圆弧边F，19-扩张槽，20-模圆弧边A，21-模圆弧边B，22-模圆弧边C，23-模圆弧边D，24-模直线边E，25-模圆弧边F，26-模直线边，27-模倒角，28-实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉，29-上板，30-下板，31-下铆模。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。实施例1：一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，如图1-2所示，包括一个实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28、一个与铆钉对应配合使用的下铆模31，所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28包括钉帽1、具有中心孔的钉杆2、实心钉杆5，且其整体以其中心轴线呈轴对称结构；钉帽1与钉杆2及其实心钉杆5为一体式结构且具有相同的中心轴线，实心钉杆5处于铆钉的对称中心处，其上端与钉帽1连接，所述下铆模31为轴对称结构，下铆模31内侧模腔内设有用于实心钉杆5铆接的凹腔Ⅱ，外侧设有承纳沿周向扩张的钉杆2的凹腔Ⅰ。进一步的，如图2所示，所述钉杆2边缘依次设有直线边A8、圆弧边A9、直线边B10、圆弧边B11、直线边C12、圆弧边C13、直线边D14进行过渡连接，直线边B10与直线边C12延伸至下边缘处通过圆弧边B11连接，钉杆2端部形成刃角Ⅰ；如图3所示，所述实心钉杆5为轴对称结构，其一边的边缘从上到下依次设有直线边E15、圆弧边E16、直线边F17、圆弧边F18进行过渡连接，实心钉杆5对称的两边缘通过圆弧边F18连接，并形成刃角Ⅱ，钉杆2和实心钉杆5依次通过圆倒角Ⅰ6、穹顶Ⅰ3、容料穴4进行过渡连接，钉杆2与钉帽1连接处通过圆倒角Ⅱ7进行过渡连接。进一步的，所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉28在竖直方向的高度与直线边A8到铆钉对称中心轴线的水平距离比值为：2.5~3.3。进一步的，所述圆弧边B11的圆心到直线边D14水平距离与钉杆2壁厚之比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法，其特征在于：包括一个实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉（28）、一个与铆钉对应配合使用的下铆模（31），所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉（28）包括钉帽（1）、具有中心孔的钉杆（2）、实心钉杆（5），且其整体以其中心轴线呈轴对称结构；钉帽（1）与钉杆（2）及其实心钉杆（5）为一体式结构且具有相同的中心轴线，实心钉杆（5）处于铆钉的对称中心处，其上端与钉帽（1）连接，所述下铆模（31）为轴对称结构，下铆模（31）内侧模腔内设有用于实心钉杆（5）铆接的凹腔Ⅱ，外侧设有承纳沿周向扩张的钉杆（2）的凹腔Ⅰ。
【技术特征摘要】
1.一种实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置及铆接方法，其特征在于：包括一个实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉（28）、一个与铆钉对应配合使用的下铆模（31），所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉（28）包括钉帽（1）、具有中心孔的钉杆（2）、实心钉杆（5），且其整体以其中心轴线呈轴对称结构；钉帽（1）与钉杆（2）及其实心钉杆（5）为一体式结构且具有相同的中心轴线，实心钉杆（5）处于铆钉的对称中心处，其上端与钉帽（1）连接，所述下铆模（31）为轴对称结构，下铆模（31）内侧模腔内设有用于实心钉杆（5）铆接的凹腔Ⅱ，外侧设有承纳沿周向扩张的钉杆（2）的凹腔Ⅰ。2.根据权利要求1所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述钉杆（2）边缘依次设有直线边A（8）、圆弧边A（9）、直线边B（10）、圆弧边B（11）、直线边C（12）、圆弧边C（13）、直线边D（14）进行过渡连接，直线边B（10）与直线边C（12）延伸至下边缘处通过圆弧边B（11）连接，钉杆（2）端部形成刃角Ⅰ；所述实心钉杆（5）为轴对称结构，其一边的边缘从上到下依次设有直线边E（15）、圆弧边E（16）、直线边F（17）、圆弧边F（18）进行过渡连接，实心钉杆（5）对称的两边缘通过圆弧边F（18）连接，并形成刃角Ⅱ，钉杆（2）和实心钉杆（5）依次通过圆倒角Ⅰ（6）、穹顶Ⅰ（3）、容料穴（4）进行过渡连接，钉杆（2）与钉帽（1）连接处通过圆倒角Ⅱ（7）进行过渡连接。3.根据权利要求2所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉（28）在竖直方向的高度与直线边A（8）到铆钉对称中心轴线的水平距离比值为：2.5~3.3。4.根据权利要求2所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述圆弧边B（11）的圆心到直线边D（14）水平距离与钉杆（2）壁厚之比为：0.55~0.65。5.根据权利要求2所述实心钉杆辅助的半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：过所述圆弧边B（11）圆心的直线边B（10）的垂线与竖直方向的夹角为60°~70°；过所述圆弧边B（11）圆心的直线边C（12）的垂线与竖直...
【专利技术属性】
技术研发人员：何晓聪，丁文有，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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