一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统和方法，系统包括成型装置、再成型装置和位于成型装置和再成型装置之间的机械手；成型装置包括成型凹模、成型底部固定块和成型凸模；成型凹模、成型凸模分别位于成型底部固定块上方、下方；成型底部固定块上设有温度传感器和加热电极，成型凸模上设有温度传感器和冷却管道；再成型装置包括压边圈、再成型凹模、再成型底部固定块和再成型凸模；压边圈、再成型凹模位于再成型底部固定块上方，再成型凸模位于再成型底部固定块下方；再成型底部固定块上设有温度传感器和冷却管道，再成型凸模和再成型凹模上分别设有温度传感器和加热电极。本系统可增大粘铆接头颈厚值与自锁值，降低粘铆接头的凸出高度。

An Optimum Forming System and Method for Rivetless Bonded Rivet Connection

【技术实现步骤摘要】
一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统和方法
本专利技术涉及无铆钉冲压模具领域，尤其涉及一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统和方法。
技术介绍
交通运输业的快速发展给能源、环境方面带来巨大的压力，利用轻量化技术可减轻车辆自重从而达到节能减排、环保的目的。通过铝、镁合金等轻质材料部分替代传统钢板的方法已成为实现轻量化的重要手段，而如何实现异种金属间的连接则是轻量化研究的重要难点。传统无铆钉铆接是一种利用冲压力使板件产生局部变形而将板件连接在一起的技术，具有成本低、效率高、工序简单等优点。此外，与焊接相比，它具有不损伤工件表面，不产生硬脆金属间化合物的优点。但是异种金属间的无铆钉铆接接头同样具有易出现电化学腐蚀、突然脆性断裂等缺点。粘铆复合连接技术是对已胶接的板件进行铆接，它通过将胶层作为绝缘性材料把板件分开，具有良好的抗腐蚀性与连接固定作用，是车身轻量化的重要连接方式，其工艺路线主要有以下两种：1.上下金属板粘接表面预处理-上下金属板粘接-粘接区域胶粘剂完全固化-上下金属板铆接；2.上下金属板粘接表面预处理-上下金属板粘接-粘接区域胶粘剂达到某固化程度-上下金属板铆接-粘铆接头处胶粘剂完全固化。试验数据表明，在胶粘剂未完全固化前进行铆接，可获得较优的粘铆接头力学性能，因而实际生产中应采用第2种工艺路线进行金属板间的粘铆连接。现有无铆钉粘铆连接的强度主要受其成型后颈厚值与自锁值的限制，且其接头的凸出高度对零件间的装配间隙有较高要求，限制了无铆钉粘铆连接工艺的使用范围。此外，在整个粘铆连接的成型过程中，接头及周边区域内胶粘剂的状态直接影响粘铆接头的力学性能。如果胶粘剂完全固化，铆接时会使胶层撕裂；如果胶粘剂的固化度比较低，铆接时会将胶挤压出来，导致粘铆接头中无胶层或者胶层很少。这两种现象的出现均会降低粘铆接头的强度与可靠性，因而需要恰当地选择铆接时胶粘剂的固化度，保证粘铆接头中的胶粘剂在成型后仍满足工艺要求。因此，需要提出一种无铆钉粘铆连接的优化成型方法，通过合理控制无铆钉粘铆连接成型工艺过程和成型时接头及周边区域内胶粘剂的状态，进一步增大无铆钉粘铆接头的颈厚值与自锁值，并降低粘铆接头的凸出高度。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的主要目的在于提供一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统和方法。本专利技术系统克服了现有无铆钉粘铆接头颈厚值与自锁值较小，且接头凸出高度较大，其工艺使用范围受限的问题，同时，本专利技术系统使得每一个再成型后的粘铆接头性能保持一致，适用于大批量的生产；此外，本专利技术的方法在成型和再成型过程中合理地控制了接头及周边区域内胶粘剂的状态，可以克服传统粘铆连接技术中胶层易被撕裂从而导致其无法使用的问题。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统，包括成型装置、再成型装置和机械手；所述机械手位于成型装置和再成型装置之间；所述成型装置包括成型凹模、成型底部固定块和成型凸模；所述成型底部固定块上设有开口，所述成型凹模、成型凸模分别位于所述成型底部固定块上方、下方；所述成型底部固定块上设有所述温度传感器和加热电极，所述成型凸模上设有所述温度传感器和冷却管道；所述再成型装置包括压边圈、再成型凹模、再成型底部固定块和再成型凸模；所述再成型底部固定块上设有开口，所述压边圈、再成型凹模位于所述再成型底部固定块上方，所述再成型凸模位于所述再成型底部固定块下方；所述再成型底部固定块上设有所述温度传感器和冷却管道，所述再成型凸模和再成型凹模上分别都设有所述温度传感器和加热电极。作为一种优选的实施方式，所述成型底部固定块的四周设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔，所述成型底部固定块的上表面设有用于放置所述温度传感器的凹槽。作为一种优选的实施方式，所述成型凸模靠近顶部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述成型凸模顶部设有用于安装所述冷却管道的冷却管道通孔。作为一种优选的实施方式，所述再成型底部固定块的上表面设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述凹槽布置在所述开口附近；所述再成型底部固定块内部设有用于安装所述冷却管道的冷却管道通孔。作为一种优选的实施方式，所述再成型凹模靠近底部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述再成型凹模底部设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔。作为一种优选的实施方式，所述再成型凸模靠近顶部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述再成型凸模顶部设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔。第二方面，本专利技术提供一种基于上述系统的无铆钉粘铆连接的优化成型方法，所述方法包括以下步骤：S1、将涂有胶粘剂的上板料、下板料固定在所述成型装置上，对所述上板料、下板料进行加热及冷却处理，实现所述上板料、下板料两侧区域内的胶粘剂的固化及中间区域内的胶粘剂的未固化，对所述上板料、下板料进行成型处理，得到成型完成的粘铆接头；其中，所述粘铆接头包括周边区域和凸起部分；S2、将所述粘铆接头转移至所述再成型装置上；S3、将所述粘铆接头固定在所述再成型装置上并对其进行再成型处理，对再成型完成的粘铆接头进行加热及冷却处理，实现所述再成型完成的粘铆接头凸起部分的胶粘剂的固化。作为一种优选的实施方式，所述步骤S1具体包括：将涂有胶粘剂的所述上板料、下板料固定在所述成型底部固定块上，驱动所述成型凹模向所述成型底部固定块方向运动直至所述成型凹模与所述上板料接触，驱动所述成型凸模向所述成型底部固定块方向运动直至所述成型凸模与所述下板料接触；控制所述成型底部固定块上的加热电极对所述上板料、下板料两侧区域进行加热，同时控制所述成型凸模上的冷却管道对所述上板料、下板料中间区域进行冷却，实时监测加热及冷却过程中的温度变化，实现所述上板料、下板料两侧区域内的胶粘剂的固化及中间区域内的胶粘剂的未固化；驱动所述成型凸模向上运动，同时实时监测运动过程中成型凸模的位置，得到成型完成的粘铆接头，其中，所述粘铆接头包括周边区域和凸起部分。作为一种优选的实施方式，所述步骤S3具体包括：驱动所述再成型凸模向所述再成型底部固定块方向运动直至达到预设的表面距离；驱动所述压边圈运动以使所述粘铆接头被固定；驱动所述再成型凹模运动直至其下表面与所述粘铆接头接触；对所述粘铆接头进行冲压，同时实时监测冲压过程中施加在所述再成型凹模和再成型凸模上的压力以及两者的位置，完成所述粘铆接头的再成型，得到再成型完成的粘铆接头；控制所述再成型凸模和再成型凹模上的加热电极对所述再成型完成的粘铆接头的凸起部分进行加热，同时控制所述再成型底部固定块上的冷却管道对所述再成型完成的粘铆接头的周边区域进行冷却，实时监测加热及冷却过程中的温度变化，实现所述再成型完成的粘铆接头的凸起部分的胶粘剂的固化。上述技术方案带来的有益效果在于：1、本专利技术系统可改变无铆钉粘铆接头的形状，增大无铆钉粘铆接头的颈厚值与自锁值，提高粘铆接头的连接强度；2、本专利技术系统可降低无铆钉粘铆接头的凸出高度，增大无铆钉粘铆工艺的使用范围；3、本专利技术系统使得每一个再成型后的粘铆接头性能保持一致，适用于大批量的生产；4、本专利技术系统通过在成型装置和再成型装置上设置加热电极、冷却管道和温度传感器，使得在粘铆接头的优化成型过程中通过控制加热电极、冷却管道和温度传感器进一步控制接头及周边区域内胶粘剂的状态，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统，其特征在于，包括成型装置、再成型装置和机械手；所述机械手位于成型装置和再成型装置之间；所述成型装置包括成型凹模、成型底部固定块和成型凸模；所述成型底部固定块上设有开口，所述成型凹模、成型凸模分别位于所述成型底部固定块上方、下方；所述成型底部固定块上设有所述温度传感器和加热电极，所述成型凸模上设有所述温度传感器和冷却管道；所述再成型装置包括压边圈、再成型凹模、再成型底部固定块和再成型凸模；所述再成型底部固定块上设有开口，所述压边圈、再成型凹模位于所述再成型底部固定块上方，所述再成型凸模位于所述再成型底部固定块下方；所述再成型底部固定块上设有所述温度传感器和冷却管道，所述再成型凸模和再成型凹模上分别都设有所述温度传感器和加热电极。

【技术特征摘要】
1.一种无铆钉粘铆连接的优化成型系统，其特征在于，包括成型装置、再成型装置和机械手；所述机械手位于成型装置和再成型装置之间；所述成型装置包括成型凹模、成型底部固定块和成型凸模；所述成型底部固定块上设有开口，所述成型凹模、成型凸模分别位于所述成型底部固定块上方、下方；所述成型底部固定块上设有所述温度传感器和加热电极，所述成型凸模上设有所述温度传感器和冷却管道；所述再成型装置包括压边圈、再成型凹模、再成型底部固定块和再成型凸模；所述再成型底部固定块上设有开口，所述压边圈、再成型凹模位于所述再成型底部固定块上方，所述再成型凸模位于所述再成型底部固定块下方；所述再成型底部固定块上设有所述温度传感器和冷却管道，所述再成型凸模和再成型凹模上分别都设有所述温度传感器和加热电极。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成型底部固定块的四周设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔，所述成型底部固定块的上表面设有用于放置所述温度传感器的凹槽。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述成型凸模靠近顶部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述成型凸模顶部设有用于安装所述冷却管道的冷却管道通孔。4.根据权利要求1～3任意一项所述的系统，其特征在于，所述再成型底部固定块的上表面设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述凹槽布置在所述开口附近；所述再成型底部固定块内部设有用于安装所述冷却管道的冷却管道通孔。5.根据权利要求1～3任意一项所述的系统，其特征在于，所述再成型凹模靠近底部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述再成型凹模底部设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔。6.根据权利要求1～3任意一项所述的系统，其特征在于，所述再成型凸模靠近顶部的侧壁上设有用于放置所述温度传感器的凹槽，所述再成型凸模顶部设有用于安装所述加热电极的加热电极通孔。7.根据权利要求1～6任意一项所述系统的无铆钉粘铆连接的优化成型方法其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将涂有胶粘剂的上板料、下板料固定在所述成型装置上，对所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：解东旋，王楠，范守哲，李翠，
申请(专利权)人：一汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22