一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置及柳接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，包括：凹模，其下部为实心圆柱形结构，上部中心设置有圆形凹槽，所述凹槽底面向上凸起呈圆锥形；压边圈，其为圆柱形结构且中心设置有圆柱形中心孔，所述压边圈设置在所述凹模上方并与其相对设置；冲头，其为空心圆柱形结构且内部设置有电磁加热器，所述冲头能够在所述中心孔内沿中心孔轴向运动，能够在适宜温度下进行柳接，柳接效果好且结构简单，操作方便。本发明专利技术还提供一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接方法，能够根据复合材料和柳钉的结构特点确定柳钉柳接温度，提高柳接接头的质量，还能够根据冲头的冲击高度和柳接件厚度，主动调节冲头的冲击速度，提高柳接效果。 1

Self piercing riveting device for thermoplastic carbon fiber composite plate and alloy plate and willow jointing method

The invention discloses a hot plastic carbon fiber composite plate and alloy plate self punching riveting device, including a concave mold, the lower part is a solid cylindrical structure, a circular groove is arranged in the upper center, the bottom of the groove is conical to the upper convex, and the edge ring is a cylindrical structure and the center is provided with a cylindrical center hole. The punching ring is arranged above the concave die and is set relative to it; the punch is a hollow cylindrical structure with an electromagnetic heater inside, and the punch can be axially moving along the center hole in the center hole, and the willow connection can be carried out at the suitable temperature, and the willow connection has a good effect, the structure is simple, and the operation is convenient. The invention also provides a self punching riveting method of thermoplastic carbon fiber composite plate and alloy plate. It can determine the connection temperature of willow nail and willow joint according to the structure characteristics of composite material and willow nail, and improve the quality of willow joint joint. It can also adjust the impact speed of the punch and increase the impact speed of the punch according to the impact height of the punch and the thickness of the willow joint. Effect. One

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置及柳接方法
本专利技术涉一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板的铆接领域，更具体的是，本专利技术涉及一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置及铆接方法。
技术介绍
热塑性碳纤维复合材料具有比强度高、比模量高、抗撞吸能性好、抗疲劳性好、耐电化学腐蚀、韧性比价高、成型过程中无化学反应、可回收重复利用等显著优点。因而，热塑性复合材料在航空、船舶、汽车等领域已经广泛应用。在汽车行业中，碳纤维复合材料的应用比重也在逐年上升，作为一种高性能的复合材料正在被广泛认可，其从高端车型向中端车型的转化正在迅速实现。热塑性复合材料在汽车行业的应用将不可避免地产生与钢、铝合金等传统金属材料的连接问题。目前汽车中板件的连接方式主要有：焊接、铆接和粘接。碳纤维复合材料在汽车中和其它板结的连接通常使用粘结和螺栓连接。铆接是一种新型的轻量化连接技术，其通常应用于同种金属或者异种金属的连接。碳纤维复合材料在变形过程中塑性变形很小，延展性比金属材料相差很多，限制了铆接技术的应用。中国专利技术专利申请“CN105479771B”公开了一种“碳纤维复合材料板的制备方法及其与铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】
1.一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，其特征在于，包括：凹模，其下部为实心圆柱形结构，上部中心设置有圆形凹槽，所述凹槽底面向上凸起呈圆锥形；压边圈，其为圆柱形结构且中心设置有圆柱形中心孔，所述压边圈设置在所述凹模上方并与其相对设置；冲头，其为空心圆柱形结构且内部设置有电磁加热器，所述冲头能够在所述中心孔内沿中心孔轴向运动。2.如权利要求1所述的热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，其特征在于，所述圆锥形凸起上表面与凹模上表面共面；所述圆锥形凸起的回转轴线与圆形凹槽的回转轴线共线。3.如权利要求1所述的热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，其特征在于，还包括：真空隔热管，其与所述中心孔过盈配合；过孔，其呈圆周式设置在所述压边圈下部并与所述中心孔连通；柳接件，其设置在所述凹模和压边圈之间；柳钉，其为半空心沉头铆钉，钉帽中心开孔，其设置在所述中心孔内并与所述柳接件上表面接触。4.如权利要求3所述的热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接装置，其特征在于，还包括：多个热敏电阻传感器，其设置所述过孔内并与中心孔连通，用于检测柳钉的温度；高度传感器，其设置在所述冲头底面，用于检测冲头距离柳钉的高度；速度传感器，其设置在所述冲头上，用于检测冲头的冲击速度；厚度传感器，其分别设置在所述压边圈的下表面和凹模的上表面，用于测量柳接件的厚度；驱动机构，其与所述冲头连接，用于控制所述冲头距离柳钉的高度和冲击速度；控制器，其与所述热敏电阻传感器、高度传感器、速度传感器、厚度传感器和驱动机构连接，用于接收所述热敏电阻传感器、高度传感器、速度传感器和厚度传感器的检测数据并控制所述驱动机构工作。5.一种热塑性碳纤维复合材料板与合金板自冲铆接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将待铆接的热塑性碳纤维复合材料板与合金板放置于凹模和压边圈之间并压紧，合金板在下，冲头推送铆钉接触热塑性碳纤维复合材料板上表面；步骤2：启动电磁加热器对柳钉进行加热，直至柳钉的温度满足：其中，T为柳钉的温度，tm为热塑性碳纤维复合材料的熔点；cf为热塑性碳纤维复合材料的比热容；cg为铆钉的比热容；mg为铆钉质量；r1为铆钉腿部外圈半径；r2为铆钉腿部内圈半径；δ为热塑性碳纤维复合材料板与合金板的厚度；t0为环境温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄蔚敏，王鹏跃，解东旋，王楠，敖文宏，施宏达，孙健，王涛，李安琪，杨冠男，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22