自冲铆钉模具制造技术

本发明专利技术描述了一种用于安装装置的自冲铆钉模具，通过所述自冲铆钉模具，可在多个部件中通过形成闭合头形成自冲铆钉连接。所述自冲铆钉模具的特征在于，主体3具有关于自冲铆钉模具的中心轴线M旋转对称布置的上侧8和形成在其中的凹部9。在自冲铆钉模具1的横截面中，凹部9具有脱模部分10的脱模倾斜部12，其通过台阶16径向过渡到环形通道部分20的圆弧形下降部22中，其中圆弧形下降部22径向向内呈直线或圆弧形或曲线形地上升到模具底部30。

Self-piercing rivet die

The invention describes a self-piercing rivet die for an installation device. Through the self-piercing rivet die, a self-piercing rivet connection can be formed through forming a closed head in a plurality of components. The self-piercing rivet die is characterized in that the main body 3 has an upper side 8 rotated symmetrically arranged on the central axis M of the self-piercing rivet die and a concave 9 formed therein. In the cross section of the self-piercing rivet die 1, the concave part 9 has a demoulding inclined part 12 of the demoulding part 10, which transits radially through step 16 to the circular arc descending part 22 of the annular passage part 20, in which the circular arc descending part 22 rises to the bottom 30 of the die radially in a straight line or arc or curve.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自冲铆钉模具1.
本专利技术涉及一种用于在至少第一和第二部件设定自冲铆接的自冲铆钉模具，安装装置与该自冲铆钉模具结合的一安装装置，通过该自冲铆钉模具在至少两个部件之间建立的连接，以及一种建立此连接的方法。2.专利技术背景在现有技术中，通过自冲铆接的方式对至少第一和第二部件进行连接是已知的。为此，自冲铆钉通过一安装装置驱动到至少两个部件，其中所述至少两个部件被支撑在与所述冲头相对布置的模具处。由于其形状，该模具影响接头连接的特征。例如，DE19905528B4公开了一砧座模具，该砧座模具的特征在于平坦表面，该平坦表面用作支撑待连接部件的支座。以这种方式形成的模具在与自冲铆钉相对的接头连接的一侧上提供美学上吸引人的表面。这对于可见的自冲铆钉连接尤其有利。然而，不利的是，由自冲铆钉移位的部件的材料不能逃逸到模腔中。这导致自冲铆钉被压缩并且比通常的自冲铆接过程中更强地伸展。这会对部件的材料产生应力，并因此对整个接头连接产生应力。另外，平面砧座模具引起自冲铆钉的更强地伸展，这导致部件材料中的更高压缩应力。而且，这种额外的压缩应力会缩短已建立的连接的寿命。在DE102009039936A1中，使用用于建立自冲铆钉连接的模具，其示出了具有中心凹部的角形模腔。特别是这种自冲铆钉模具的角形实施例在铆接过程中引起材料的不一致流动。这导致模腔内的材料分布不协调。结果，模腔被模具侧面部件的材料不均匀地填充，使得形成的闭合头不会均匀地包围伸展的铆钉轴。EP1078701A2和EP2606993B1提出了一种具有球形区段形凹部的自冲铆钉模具，用于建立可靠的自冲铆钉连接。这种自冲铆钉模具特别适用于更具延展性的材料，例如，铝，板厚可达1.5mm。即使均匀形成的球形区段形状在铆接过程中支撑一致的材料流，还是发现了自冲铆钉的缺失伸展和自冲铆钉的可能压缩。这些过程缩短了已经建立连接的生命周期。在车辆结构中，由镁和铝制成的部件越来越频繁地使用。由于它们与钢材相比具有减轻的重量，这些部件有助于减轻车辆重量并且减少了燃料消耗。然而，如果建立由这些材料制成的部件之间的连接，例如，在由7000系列的铝制成的部件之间，这些连接经常受到负裂纹形成的影响。因此，DE112012003904T5提出了一种适用于这种材料的自冲铆钉连接的热处理方法，尽管在此描述的热处理可减少裂缝的形成，但是它增加了建立这种连接的工作。因此，本专利技术的一个目的是提出一种适当形成的自冲铆钉模具，即使在建立脆性材料(例如7000系列铝或铝合金)的自冲铆钉连接时，也不需要额外的热处理。DE4404659A1描述了另一种用于建立自冲铆钉连接的详细方法。这里，主要目的是在两个部件之间建立液密自冲铆钉连接。以这种方式，应该避免由待设定的自冲铆钉引起的裂缝形成。为此，将彼此连接的两个部件预成形为与自冲铆钉互补的形式，作为用于建立自冲铆钉连接的准备。该目的通过冲头实现，该冲头接合在自冲铆钉模具中，其模腔由铆钉轴的环形凹部和铆钉轴中的腔的中心凸起形成。这样，减少了铆接过程中半中空自冲铆钉的伸展。此外，铆钉轴在冲头侧部件上的压力减小，使得铆钉轴在铆接过程中不会切穿面向冲头的板层。以这种方式，实际的铆接过程受模具深度的限制，该模具的深度被调节到铆钉轴的长度。足够大的模腔被调节到自冲铆钉，并且不能为自冲铆钉提供足够的反作用力，这导致自冲铆钉的压缩并形成足够的底切。WO2014/009129A1公开了一种自冲铆钉模具，其在模腔中使用环形阻挡物来进行材料流动。该环形阻挡物旨在防止模具侧部件的材料一旦被推向模腔的底板时径向向外流动。以这种方式，应该确保在建立连接之后，在自冲铆钉下方提供足够的剩余材料厚度。此外，材料流动阻挡物内的材料堵塞应确保抵消自冲铆钉的材料强度提供铆钉轴的充分伸展。由于材料的流动被环形材料流动阻挡物以及模具的几乎垂直的高耸侧壁阻挡，在模腔内仅发生材料的不协调分布，这支持了待建立的自冲铆钉连接内部连接力的不均匀实现。而且，在模腔内设置中心凹部仅在建立自冲铆钉连接期间仅略微改善了材料的流动。特别是当该凹部与环形材料流动阻挡物结合使用时，产生径向外模腔的一种屏蔽，直到中心凹部和环形材料流动阻塞物的体积填充有面向模具的部件的移位材料。之后材料在剩余的模腔中流动。在模腔内逐渐形成闭合头需要足够大的模腔填充体积，特别是使用脆性材料时。通常这不会实现，这会导致自冲铆钉连接的弱化。EP1294504B1描述了一种自冲铆钉模具，其中超出模腔的材料可以排出。例如通过模腔的开口使得排出部件材料可实现。移位部件材料以这种方式排出，防止了模腔中的材料阻塞，从而导致安装的自冲铆钉的塌陷。同时，防止通过模腔缺失精确调节的排出材料，超出材料的足够的反压力导致可靠的伸展并因此导致两个部件之间的永久连接。因此，本专利技术的目的是提出一种自冲铆钉模具，其克服了现有技术中存在的缺点，并且允许建立具有长寿命的可靠的自冲铆钉连接。另外，本专利技术的另一个目的是提供相应的冲压铆钉连接，具有这种冲压铆钉模具的安装装置以及用于进行这种连接的方法。3.
技术实现思路
上述目的通过根据独立权利要求1和10的自冲铆钉模具，根据独立权利要求12的安装装置，根据独立权利要求13的连接，以及根据独立权利要求15的自冲铆接的方法来解决。本专利技术的优选实施例和进一步的扩展将在以下说明书，说明书附图和所附权利要求中变得显而易见。根据本专利技术的用于安装装置的自冲铆钉模具，通过该模具，可在形成闭合头的同时在多个部件之间建立自冲铆钉连接，包括以下特征：主体，优选圆柱形主体，具有上侧和形成在其中的凹部，所述上侧和凹部关于自冲铆钉模具的中心轴线旋转对称地布置，所述凹部在上侧具有直径DM，其中所述凹部包括径向向外设置的环形脱模部分，随后或相邻的环形通道部分和居中布置的模具底部，其中在自冲铆钉模具的平行于中心轴线延伸的横截面中，脱模部分的脱模倾斜部与自冲铆钉模具的上侧围成一体。模具角度∝在5°≤∝≤45°的范围内，脱模倾斜部在一个台阶上径向向内过渡成环形通道截面的圆弧形下降部，半径RS范围在8.2/1000DM≤RS≤8.2/100DM，圆弧形的下降部径向向内呈直线或圆弧形上升到模具底部。上述形状的自冲铆钉模具在铆接过程中积极影响模具侧面部件的材料流动，以便形成用于铆接连接的闭合头。从而，自冲铆钉模具的预定形状提供了自冲铆钉的限定的伸展，同时减小了铆钉脚内的机械张力。这尤其通过环形通道部分实现，该环形通道部分提供用于卸载铆钉脚区域的材料接收空间。此外，环形通道部分和环形脱模部分之间的平滑过渡确保了材料的一致流动，这支持可靠的闭合头形成。根据本专利技术的自冲铆钉模具的优选的第一实施例，脱模倾斜部线性地形成。根据另一优选实施例，脱模倾斜部具有凹圆弧形状，其半径RES在7/10DM≤RES≤9/10DM的范围内。由于前述的环形脱模部分与随后或相邻的环形通道部分之间的平滑且无障碍的过渡，移位到自冲铆钉模具的凹部中的材料不会累积。模具侧面部件的这种材料自身可在所提供的开放空间中移动，使得自冲铆钉在铆接过程中始终如一地展开。根据本专利技术的另一个优选实施例，自冲铆钉模具的圆弧形下降部相对于自冲铆钉模具的上侧具有最大深度TRK，6/100DM≤TRK≤12/100DM。根据模具侧面部件的材料，环形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于安装装置的自冲铆钉模具(1)，通过该自冲铆钉模具(1)可在多个部件之间通过形成闭合头建立自冲铆钉连接，包括以下特征：a.主体(3)，其具有上侧(8)以及形成于其中的凹部(9)，所述上侧(8)和凹部(9)被布置为关于自冲铆钉模具的中心轴线(M)旋转对称，所述凹部(9)在所述上侧(8)具有直径DM。b.所述凹部(9)包括一径向向外布置的环形脱模部分(10)，其后的环形通道部分(20)和居中布置的模具底部，其中c.在自冲铆钉模具(1)平行于中心轴线(M)延伸的横截面中，c1.脱模部分(10)的脱模倾斜部(12)与自冲铆钉模具(1)的上侧(8)围成一个角度∝，其范围为5°≤∝≤45°,c2.脱模倾斜部(12)通过台阶(16)径向向内过渡到环形通道部分(20)的圆弧形下降部(22)，圆弧形下降部(22)具有半径RS在8.2/1000DM≤RS≤8.2/100DM范围内；以及c3.圆弧形下降部(22)径向向内呈直线或圆弧形或曲线上升到模具底部(30)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 DE 102016103999.31.用于安装装置的自冲铆钉模具(1)，通过该自冲铆钉模具(1)可在多个部件之间通过形成闭合头建立自冲铆钉连接，包括以下特征：a.主体(3)，其具有上侧(8)以及形成于其中的凹部(9)，所述上侧(8)和凹部(9)被布置为关于自冲铆钉模具的中心轴线(M)旋转对称，所述凹部(9)在所述上侧(8)具有直径DM。b.所述凹部(9)包括一径向向外布置的环形脱模部分(10)，其后的环形通道部分(20)和居中布置的模具底部，其中c.在自冲铆钉模具(1)平行于中心轴线(M)延伸的横截面中，c1.脱模部分(10)的脱模倾斜部(12)与自冲铆钉模具(1)的上侧(8)围成一个角度∝，其范围为5°≤∝≤45°,c2.脱模倾斜部(12)通过台阶(16)径向向内过渡到环形通道部分(20)的圆弧形下降部(22)，圆弧形下降部(22)具有半径RS在8.2/1000DM≤RS≤8.2/100DM范围内；以及c3.圆弧形下降部(22)径向向内呈直线或圆弧形或曲线上升到模具底部(30)。2.根据权利要求1所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述脱模倾斜部(12)成形为直线的或具有半径RES的凹曲面，RES的半径范围为7/10DM≤RES≤9/10DM。3.根据权利要求1或2所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述圆弧形下降部(22)相对于上侧(8)的最大深度TRK在6/100DM≤TRK≤12/100DM范围内。4.根据前述任意一项权利要求所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述脱模倾斜部(12)在凸形台阶(16)中过渡到所述环形通道部分(20)的下降部(22)。5.根据前述任意一项权利要求所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述环形通道部分(20)的下降部(22)在凸形台阶中过渡到模具底部(30)。6.根据权利要求5结合权利要求4所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述圆弧形下降部(22)以两个相邻的过渡点切向过渡到相邻的凸形台阶，并且相邻过渡点UP之间的径向距离AUP限定所述环形通道部分(20)的圆弧形下降部(22)的宽度。7.根据权利要求6所述的自冲铆钉模具(1)，其中所述圆弧形下降部(22)的宽度优选为3/100DM≤AUP≤20/100DM。8.根据前述任意一项权利要求所述的自冲铆钉模具(1)，在模具底部还具有中心凹部，所述中心凹部的深度TA在2/100DM≤TA≤8/10...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·亨克，丹尼尔·荣克维茨，安德烈亚斯·马克思克斯，弗朗茨费迪南·门恩，
申请(专利权)人：伯尔霍夫连接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE