热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉制造技术

本发明专利技术提供一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，本发明专利技术涉及工程安装技术领域，本发明专利技术对热塑性纤维增强金属层压板在机械铆合后造成的纤维层破坏起到重新整合的作用，减少纤维增强金属层压板在铆接后的分层现象。在铆钉铆入层压板时铆钉前端先行嵌入层板，经过加热，熔融状态下的热塑性树脂充分填充到铆钉外壁和热塑性纤维增强金属层压板之间、金属板和纤维增强层之间以及两块热塑性纤维增强金属层压板之间。在机械铆接的前提下实现胶接的作用，实现铆钉和纤维增强金属层压板固化为一体。本发明专利技术具有结构简单、成本较低、适用范围广、操作简单和使用方便的特点，能够适应自动化发展潮流。

Rivets for thermoplastic fiber reinforced metal laminates

【技术实现步骤摘要】
热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉
本专利技术涉及工程安装
，具体涉及一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉。
技术介绍
热塑性纤维增强金属层压板，因为其具有的轻质、高比模量、高比强度、耐腐蚀等优良性能，已经在航空航天、汽车工业、风力发电和体育休闲器械等领域有非常广泛的应用。但是，为满足设计和生产工艺等要求，往往需要实现构件和构件之间的连接。机械连接因其可靠性强、易拆卸、工艺简单和受环境影响小等优点，成为热塑性纤维增强金属层压板连接结构设计的首选。热塑性纤维增强金属层压板的失效形式不同于传统层压板。由于纤维增强层的存在，纤维增强金属层压板的失效形式要考虑到纤维破坏的程度。若采用传统铆接工艺则直接导致纤维增强层的破坏，严重削弱层压板的承载能力，铆钉的铆入不仅会切断纤维还会导致增强纤维的分叉，金属层和纤维增强层的剥离。
技术实现思路
针对以上情况，本专利技术提供一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，其具有结构简单、成本较低、适用范围广、操作简单和使用方便的特点。本专利技术所采用的技术方案是提供一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，其包括铆钉本体、热塑性树脂和通孔，所述铆钉本体包括铆钉头、铆钉体和铆钉变形端，所述铆钉体设置为中空结构，所述铆钉头设置于所述铆钉体的第一端，且为平锥头型，所述铆钉变形端设置于所述铆钉体的第二端，且所述铆钉变形端的壁厚由第一端到第二端逐渐减小，所述通孔有多个，对称设置于所述铆钉体侧壁的第一端，且所述通孔设置为圆孔，所述通孔的中心轴线与所述铆钉头的第二端面之间的距离为一个层压板的厚度，所述铆钉体的内腔上端与所述通孔的中心轴线平行，所述热塑性树脂设置于所述铆钉体的内腔上端，所述热塑性树脂常温下为固态。所述铆钉体设置有内腔，为中空圆柱体型，且所述铆钉体的外壁和内腔表面均为光滑表面，所述铆钉变形端受力可变形，所述热塑性纤维增强金属层压板包括金属层和纤维增强层，所述纤维增强层设置于两个所述金属层之间，所述纤维增强层主要由增强纤维和热塑性树脂组成，所述加热板为中空结构，所述下模设置为圆柱体型，所述下模第一端的中央设置有铆钉变形槽，且所述铆钉变形槽的形状能够保证所述铆钉变形端变形后容入，铆合时，所述下模放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第一端面，所述加热板放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第二端面，且所述加热板和所述下模对正，所述加热板和所述下模的第一端面平行，所述胶铆铆钉放置于所述加热板的中央，所述冲头放置于所述胶铆铆钉的铆钉头的第一端面；所述加热板加热，所述热塑性树脂由固态融化，所述冲头向下压下，所述胶铆铆钉铆入所述热塑性纤维增强金属层压板，所述铆钉变形端先行嵌入所述热塑性纤维增强金属层压板，熔融状态下的热塑性树脂在压力作用下充分填充到所述热塑性纤维增强金属层压板的开裂处，所述铆钉变形端到达所述下模时产生变形，所述铆钉变形端压入所述铆钉变形槽内，将两块所述热塑性纤维增强金属层压板铆接。优选地，所述通孔的中心轴线位置设置于所述铆钉本体高度的二分之一处。优选地，所述通孔的中心轴线与所述铆钉本体的中心轴线互相垂直。进一步地，所述铆钉本体的内部安装的所述热塑性树脂的用量满足公式v胶体＝(1+k)v通孔，其中，v胶体为所述热塑性树脂的体积，v通孔为所述铆钉体的体积，k为修正系数，k的取值范围为5％到15％之间。优选地，所述胶铆铆钉铆入所述热塑性纤维增强金属层压板后，所述通孔的中心轴线方向与所述增强纤维的方向平行。优选地，所述热塑性树脂在常温下为固体，在高温下为熔融状态，且具有良好的流动性。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术具有结构简单、成本较低、适用范围广、操作简单、使用方便的特点；2、本专利技术能对热塑性纤维增强金属层压板在机械铆合后造成的纤维层剥离起到一种重新整合的作用，减少纤维增强金属层压板在铆接后的分层现象；3、本专利技术通过铆钉内腔中热塑性树脂的加入能够建立铆钉和纤维层之间的连接，改善纤维增强金属层压板的受力状况，而传统铆钉和纤维层无任何连接机理；4、本专利技术通过胶接和铆接的互锁原理使两层压板连接更可靠，由于胶接的参与使连接抗疲劳性提升；5、本专利技术通过胶体形成一个密闭的空间，对热塑性树脂起到抗氧化防吸潮的功用；6、本专利技术适应自动化装配加工，能够同时安装多个，大大提高工装效率。附图说明图1为本专利技术的胶铆铆钉的结构示意图；图2为本专利技术的热塑性纤维增强金属层压板结构示意图；图3为本专利技术的安装示意图；以及图4为本专利技术连接后热塑性纤维增强金属层压板和胶铆铆钉铆合的结构示意图。本专利技术的主要附图标记如下：1：胶铆铆钉；11：铆钉本体；111：铆钉头；112：铆钉体；12：通孔；13：铆钉变形端；2：冲头；3：加热板；4：下模；5：热塑性纤维增强金属层压板；51：金属层；52：纤维增强层；521：增强纤维；522：热塑性树脂。具体实施方式为详尽本专利技术之
技术实现思路
、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。本专利技术提供一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，如图1所示，其包括铆钉本体11、热塑性树脂522和通孔12，铆钉本体11包括铆钉头111、铆钉体112和铆钉变形端13，铆钉体112设置为中空结构，铆钉头111设置于铆钉体112的第一端，且为平锥头型，铆钉变形端13设置于铆钉体112的第二端，且铆钉变形端13的壁厚由第一端到第二端逐渐减小，通孔12有多个，对称设置于铆钉体112侧壁的第一端，且通孔12设置为圆孔，通孔12的中心轴线与铆钉头111的第二端面之间的距离为一个层压板的厚度，铆钉体112的内腔上端与通孔12的中心轴线平行，热塑性树脂522设置于铆钉体112的内腔上端14，热塑性树脂522常温下为固态。如图1～4所示，铆钉体112设置有内腔，为中空圆柱体型，且铆钉体112的外壁和内腔表面均为光滑表面，铆钉变形端13受力可变形，热塑性纤维增强金属层压板5包括金属层51和纤维增强层52，纤维增强层52设置于两个金属层51之间，纤维增强层52主要由增强纤维521和热塑性树脂522组成，加热板3为中空结构，下模4设置为圆柱体型，下模4第一端的中央设置有铆钉变形槽41，且铆钉变形槽41的形状能够保证铆钉变形端13变形后容入，铆合时，下模4放置于热塑性纤维增强金属层压板5的第一端面，加热板3放置于热塑性纤维增强金属层压板5的第二端面，且加热板3和下模4对正，加热板3和下模4的第一端面平行，胶铆铆钉1放置于加热板3的中央，冲头2放置于胶铆铆钉1的铆钉头111的第一端面；加热板3加热，热塑性树脂522有固态融化，冲头2向下压下，胶铆铆钉1铆入热塑性纤维增强金属层压板5，铆钉变形端13先行嵌入热塑性纤维增强金属层压板5，熔融状态下的热塑性树脂522在压力作用下充分填充到热塑性纤维增强金属层压板5的开裂处，铆钉变形端13到达下模4时产生变形，铆钉变形端13压入铆钉变形槽41内，将两块热塑性纤维增强金属层压板5铆接。通孔12的中心轴线位置设置于铆钉本体11高度的二分之一处，通孔12的中心轴线与铆钉本体11的中心轴线互相垂直，铆钉本体11的内部安装的热塑性树脂522的用量满足公式v胶体＝(1+k)v通孔，其中，v胶体为热塑性树脂522的体积，v通孔为铆钉体112的体积，k为修正系数，k的取值范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，其特征在于，其包括铆钉本体、热塑性树脂和通孔，所述铆钉本体包括铆钉头、铆钉体和铆钉变形端，所述铆钉体设置为中空结构，所述铆钉头设置于所述铆钉体的第一端，且为平锥头型，所述铆钉变形端设置于所述铆钉体的第二端，且所述铆钉变形端的壁厚由第一端到第二端逐渐减小，所述通孔有多个，对称设置于所述铆钉体侧壁的第一端，且所述通孔设置为圆孔，所述铆钉体的内腔上端与所述通孔的中心轴线平行，所述热塑性树脂设置于所述铆钉体的内腔上端，所述热塑性树脂常温下为固态；所述铆钉体设置有内腔，为中空圆柱体型，且所述铆钉体的外壁和内腔表面均为光滑表面，所述铆钉变形端受力可变形，所述热塑性纤维增强金属层压板包括金属层和纤维增强层，所述纤维增强层设置于两个所述金属层之间，所述纤维增强层主要由增强纤维和热塑性树脂组成，所述加热板为中空结构，所述下模设置为圆柱体型，所述下模第一端的中央设置有铆钉变形槽，且所述铆钉变形槽的形状能够保证所述铆钉变形端变形后容入，铆合时，所述下模放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第一端面，所述加热板放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第二端面，且所述加热板和所述下模对正，所述加热板和所述下模的第一端面平行，所述胶铆铆钉放置于所述加热板的中央，所述冲头放置于所述胶铆铆钉的铆钉头的第一端面；以及所述加热板加热，所述热塑性树脂由固态熔化，所述冲头向下压下，所述胶铆铆钉铆入所述热塑性纤维增强金属层压板，所述铆钉变形端先行嵌入所述热塑性纤维增强金属层压板，熔融状态下的热塑性树脂，在压力作用下充分填充到所述热塑性纤维增强金属层压板的开裂处，所述铆钉变形端到达所述下模时产生变形，所述铆钉变形端压入所述铆钉变形槽内，将两块所述热塑性纤维增强金属层压板铆接。...

【技术特征摘要】
1.一种热塑性纤维增强金属层压板用胶铆铆钉，其特征在于，其包括铆钉本体、热塑性树脂和通孔，所述铆钉本体包括铆钉头、铆钉体和铆钉变形端，所述铆钉体设置为中空结构，所述铆钉头设置于所述铆钉体的第一端，且为平锥头型，所述铆钉变形端设置于所述铆钉体的第二端，且所述铆钉变形端的壁厚由第一端到第二端逐渐减小，所述通孔有多个，对称设置于所述铆钉体侧壁的第一端，且所述通孔设置为圆孔，所述铆钉体的内腔上端与所述通孔的中心轴线平行，所述热塑性树脂设置于所述铆钉体的内腔上端，所述热塑性树脂常温下为固态；所述铆钉体设置有内腔，为中空圆柱体型，且所述铆钉体的外壁和内腔表面均为光滑表面，所述铆钉变形端受力可变形，所述热塑性纤维增强金属层压板包括金属层和纤维增强层，所述纤维增强层设置于两个所述金属层之间，所述纤维增强层主要由增强纤维和热塑性树脂组成，所述加热板为中空结构，所述下模设置为圆柱体型，所述下模第一端的中央设置有铆钉变形槽，且所述铆钉变形槽的形状能够保证所述铆钉变形端变形后容入，铆合时，所述下模放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第一端面，所述加热板放置于所述热塑性纤维增强金属层压板的第二端面，且所述加热板和所述下模对正，所述加热板和所述下模的第一端面平行，所述胶铆铆钉放置于所述加热板的中央，所述冲头放置于所述胶铆铆钉的铆钉头的第一端面；以及所述加热板加热，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，张广武，朱伟，于跃，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13