一种加热式电磁无铆钉连接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种加热式电磁无铆钉连接装置，连接装置包括固定架；固定架的上部设有冲头驱动装置，下部设有铆模；所述铆模处设有能以涡流效应对待连接工件加热的感应加热线圈；冲头驱动装置包括电磁感应线圈和与冲头相连的带金属结构的驱动器；所述电磁感应线圈与驱动器的金属结构紧邻或相接，所述电磁感应线圈工作时，其通电形成的交变磁场在驱动器的金属结构处感应出形成互斥磁场的感应电流，电磁感应线圈以电磁斥力推动驱动器下行，带动冲头冲击铆模上已被加热的两种待连接金属工件使之连接；本实用新型专利技术利用电磁感应加热的原理实现两种待连接金属的预加热，以电磁力作为驱动力使两种待连接金属产生变形实现一次冲压成形，改善了成形效果。

【技术实现步骤摘要】
一种加热式电磁无铆钉连接装置
本技术涉及电热加工
，尤其是一种加热式电磁无铆钉连接装置。
技术介绍
汽车的生产制造能力是一个国家综合国力的重要体现。近年来我国汽车工业高速发展，目前产销量已超过美国，位居全球第一实现汽车车身轻量化是改善汽车经济性的有效方法。研究表明，当整车质量减轻10%时，燃油经济性提高3.8%，加速时间减少8%,CO2排放减少4.5%，制动距离减少5%，轮胎寿命提高7%，转向力减小6%。实现汽车轻量化的关键是在车身的制造中大量使用轻金属和非金属，而连接这些金属的最佳方法是采用铆接技术。原有的铆接工艺都要求对铆接材料进行预冲孔，然后再用铆钉进行连接，这样的铆接工艺复杂、外观差、效率低且不易实现自动化。无铆钉连接工艺克服了传统铆接的弊端，实现了冲铆一次完成，为汽车车身的制造开辟了新的途径。无铆钉连接(Clinching)技术，又叫“冲压铆接”，1897年由德国人技术。无铆钉连接是利用板件本身的冷变形能力，对板件进行压力加工，使板件产生局部变形而将板件连接在一起的机械连接技术。无铆钉连接相对于传统的点焊，具有疲劳强度高、外观质量优、无变形和安全环保等优点。目前国际上提供该工艺装备的公司主要为德国的TOX和美国的BTM(注册商标为Tog-L-Loc)。因为成本低的优势，无铆钉铆接工艺已经在国外汽车工业中普遍应用。国内SVW的途安、波罗、斯柯达明睿、斯柯达晶睿，以及SGM的爱维欧、科鲁兹、别克英朗、迈瑞宝、君越、君威都采用了TOX的技术与装备。无铆钉连接在冲压过程中需要大量的成形力，现有的无铆钉连接设备主要集中在对无铆钉连接装置结构上的调整，但动力源仍主要采用的是传统的液压、气压，从而铆接成形后连接接头性能的提升空间有限，对于一些变形抗力大和成形后接头性能差的材料的无铆钉连接改进方案受限，成形工艺有一定的局限性，很难实现一次冲压成形。由于是利用板件本身的冷变形能力，使板件产生局部变形而将板件连接在一起的机械连接，造成成形效果和连接接头的各项性能并不理想容易在板料上产生裂纹。
技术实现思路
本技术提出一种加热式电磁无铆钉连接装置，利用电磁感应加热的原理实现两种待连接金属的预加热，以电磁力作为驱动力使两种待连接金属产生变形实现一次冲压成形，改善了成形效果。本技术采用以下技术方案。一种加热式电磁无铆钉连接装置，所述连接装置包括固定架（2）；固定架的上部设有冲头驱动装置，下部设有铆模（9）；所述铆模处设有能以涡流效应对待连接工件加热的感应加热线圈（14）；所述冲头驱动装置包括电磁感应线圈（11）和与冲头（6）相连的带金属结构的驱动器（12）；所述电磁感应线圈与驱动器的金属结构紧邻或相接，所述电磁感应线圈工作时，其通电形成的交变磁场在驱动器的金属结构处感应出形成互斥磁场的感应电流，电磁感应线圈以电磁斥力推动驱动器下行，带动冲头冲击铆模（9）上已被加热的两种待连接金属工件（7）使之连接。所述固定架呈C形；固定架包括上板面（29）、连接板（27）、下板面（26）。所述电磁感应线圈通过电磁感应接头（1）接入交流电；所述电磁感应接头固定于固定架上板面（29）处的阶梯孔（21）处；所述上板面处开有多个第一螺纹孔（22）；所述电磁感应线圈固定于线圈框架（3）处；所述线圈框架的外壳处开有多个第二螺纹孔（34）；所述线圈框架以穿过第一螺纹孔、第二螺纹孔的紧固件固定于上板面处。所述线圈框架的外壳呈以轴线重合的上方的第一大圆柱形（32）和下方的第一小圆柱形（33）拼接而成的异形结构；所述第一大圆柱形与第一小圆柱形的轴线重合处开有第一大凹槽（35）和第一通孔（36）；所述电磁感应线圈（11）置于第一大凹槽（35）内；所述第一通孔内自上而下设有驱动器（12）、冲头（6）和弹簧（13）；所述驱动器上表面与电磁感应线圈接触；所述驱动器下表面与冲头上部（61）接触以驱动冲头向下冲击；所述弹簧（13）与冲头下部（62）配合以驱动冲头上移复位。所述第一通孔下端覆有密封板（4）；所述第一通孔（36）的端部处开有多个第三螺纹孔（31）；所述密封板处开有多个第四螺纹孔（42）；所述密封板以穿过第三螺纹孔（31）、第四螺纹孔的紧固件固定于第一通孔端部处；所述密封板中部处开有可供冲头通过的轴套孔（41）；所述轴套孔中固定有轴套（5）；所述轴套包括圆柱体（53）；所述圆柱体一端以圆柱形法兰（52）固定于轴套孔内；圆柱体中轴处开设有冲头孔（51）为冲头冲击作业提供路径通道。所述连接板（27）为竖向设置的矩形板结构；所述连接板形成上板面与下板面之间的连接结构；所述连接板中部设有垂直于连接板的第五螺纹孔（28）；所述冲头驱动装置以穿过第五螺纹孔的紧固件固定于连接板处；下板面与冲头中轴相交处开设有第二大凹槽（23）；所述冲头为柱形冲头；第二大凹槽周沿处设有第一圆形阶梯孔（24）；所述第一圆形阶梯孔处设有感应加热接头（8）。所述下板面（26）为水平设置的矩形板结构；下板面与冲头中轴相交处开设有第二大凹槽（23）；所述第二大凹槽中部处开设有第六螺纹孔（25）；所述第一圆形阶梯孔处设有感应加热接头（8）；所述铆模（9）为以第二大圆柱形（95）和第二小圆柱形（96）组合成的上大下小的阶梯柱结构；所述第二小圆柱形为设于第六螺纹孔处的螺纹头结构；所述第六螺纹孔与铆模的第二小圆柱形通过螺纹连接；所述第二大圆柱形周沿处设有第四通孔（94）；所述第二大圆柱形中部处开设有第三大凹槽（91）；所述第三大凹槽中部处开设有第二圆形阶梯孔（92）；所述第三大凹槽为铆模上两种待连接金属工件提供受到冲头冲击时进行连接所需形变的变形空间；所述第二大圆柱形上还开有用于容置感应加热线圈（14）的矩形槽（93）；所述感应加热线圈的正极（141）经第四通孔和第一圆形阶梯孔与感应加热接头（8）相连；所述感应加热线圈的负极（142）经第二圆形阶梯孔与感应加热接头（8）相连。所述两种待连接金属工件包括基板（73）、被冲击板（71）；所述基板上设有孔洞（74）；所述被冲击板置于基板的孔洞（74）上；所述基板、被冲击板均以可导电金属成型；所述被冲击板、基板均由传送装置（10）输送。所述电磁感应线圈的正极与电磁感应接头正极（101）相连，负极与电磁感应接头负极相连（102）相连；电磁感应接头正极、电磁感应接头负极经外接导线接入交流电源；所述感应加热线圈的正极（141）与感应加热接头正极相连，负极（142）与感应加热接头负极相连；感应加热接头经外接导线与操控箱（15）相连；所述电磁感应线圈、感应加热线圈各自接入的电源频率不同；所述电磁感应线圈的内部线圈导体的截面呈矩形；所述感应加热线圈的内部线圈导体的截面呈圆形。以上所述的加热式电磁无铆钉连接装置，其工作方法包括以下步骤；步骤S1、装配本装置，并确保电磁感应线圈、感应加热线圈起始端的氧化层已去除；并在电磁感应线圈、感应加热线圈需要绝缘的部位处缠绕聚酰亚胺胶带；步骤S2、按据需连接的两种待连接金属工件的尺寸，选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述连接装置包括固定架（2）；固定架的上部设有冲头驱动装置，下部设有铆模（9）；所述铆模处设有能以涡流效应对待连接工件加热的感应加热线圈（14）；所述冲头驱动装置包括电磁感应线圈（11）和与冲头（6）相连的带金属结构的驱动器（12）；所述电磁感应线圈与驱动器的金属结构紧邻或相接，所述电磁感应线圈工作时，其通电形成的交变磁场在驱动器的金属结构处感应出形成互斥磁场的感应电流，电磁感应线圈以电磁斥力推动驱动器下行，带动冲头冲击铆模（9）上已被加热的两种待连接金属工件使之连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述连接装置包括固定架（2）；固定架的上部设有冲头驱动装置，下部设有铆模（9）；所述铆模处设有能以涡流效应对待连接工件加热的感应加热线圈（14）；所述冲头驱动装置包括电磁感应线圈（11）和与冲头（6）相连的带金属结构的驱动器（12）；所述电磁感应线圈与驱动器的金属结构紧邻或相接，所述电磁感应线圈工作时，其通电形成的交变磁场在驱动器的金属结构处感应出形成互斥磁场的感应电流，电磁感应线圈以电磁斥力推动驱动器下行，带动冲头冲击铆模（9）上已被加热的两种待连接金属工件使之连接。


2.根据权利要求1所述的一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述固定架呈C形；固定架包括上板面（29）、连接板（27）、下板面（26）。


3.根据权利要求2所述的一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述电磁感应线圈通过电磁感应接头（1）接入交流电；所述电磁感应接头固定于固定架上板面（29）处的阶梯孔（21）处；所述上板面处开有多个第一螺纹孔（22）；所述电磁感应线圈固定于线圈框架（3）处；所述线圈框架的外壳处开有多个第二螺纹孔（34）；所述线圈框架以穿过第一螺纹孔、第二螺纹孔的紧固件固定于上板面处。


4.根据权利要求3所述的一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述线圈框架的外壳呈以轴线重合的上方的第一大圆柱形（32）和下方的第一小圆柱形（33）拼接而成的异形结构；所述第一大圆柱形与第一小圆柱形的轴线重合处开有第一大凹槽（35）和第一通孔（36）；所述电磁感应线圈（11）置于第一大凹槽（35）内；所述第一通孔内自上而下设有驱动器（12）、冲头（6）和弹簧（13）；所述驱动器上表面与电磁感应线圈接触；所述驱动器下表面与冲头上部（61）接触以驱动冲头向下冲击；所述弹簧（13）与冲头下部（62）配合以驱动冲头上移复位。


5.根据权利要求4所述的一种加热式电磁无铆钉连接装置，其特征在于：所述第一通孔下端覆有密封板（4）；所述第一通孔（36）的端部处开有多个第三螺纹孔（31）；所述密封板处开有多个第四螺纹孔（42）；所述密封板以穿过第三螺纹孔（31）、第四螺纹孔的紧固件固定于第一通孔端部处；所述密封板中部处开有可供冲头通过的轴套孔（41）；所述轴套孔中固定有轴套（5）；所述轴套包括圆柱体（53）；所述圆柱体一端以圆柱形法兰（52）固定于轴套孔内；圆柱体中轴处开设有冲头孔（51）为冲头冲击作业提供路径通道。


6.根据权利要求2所述的一种加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓将华，黄顺强，范治松，解梦琪，钟学聪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35