平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，包括：支撑框架、电磁驱动装置、电磁移动板、导向板、冲压实施机构、圆柱块和外扩片，所述圆柱块用于放置板材，所述支撑框架包括顶部支撑板、引导板和底部支撑板，所述电磁移动板设置在所述顶部支撑板与引导板之间；所述冲压实施机构设置在所述电磁移动板下方，所述电磁驱动装置驱动所述电磁移动板带动所述冲压实施机构旋转下压，将外扩片旋压至板材之中辅助完成板材连接；本发明专利技术还提供了一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接方法，本发明专利技术能够通过电磁驱动完成板材旋压连接，连接精度、机械强度大，连接采用外扩片为辅助材料，有效提升了板材连接点抗冲击能力。

【技术实现步骤摘要】
平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置及方法
本专利技术涉及板材连接
，特别涉及一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置及方法。
技术介绍
随着汽车“白车身”理念的发展，诸如铝合金、镁合金以及钛合金的轻质板材得以大范围使用。这些合金具有质量轻，强度高等特点，被汽车行业，航天行业以及医疗行业广泛采用。近些年来，这些材料的连接成为了研究的热点。其中对于连接点的表面有特殊要求的连接技术也不断的在发展。目前能够实现板材连接且能够满足连接表面的特殊要求的连接方法主要有：电阻点焊、胶接以及平底无铆连接。电阻点焊是连接薄板材的主要方法，适用于同种板材的连接，形成的连接点能够满足某些场合的特定要求。这种连接方式主要是利用电流脉冲，在板材与板材之间产生高温，使板材融化，从而进行连接。其本质上是一种化学的连接方式。但是由于异种金属的熔点差异，电阻点焊不适合异种金属的连接。电阻点焊在连接的过程中，消耗能量较多，产生大量的二氧化碳气体，污染环境。电阻点焊在连接的过程中电极腐蚀较严重，需要频繁的更换电极，设备的投入成本以及后期维护费用较高。此外，由于电阻点焊是一种化学形式的连接方法，其不能实现金属与塑料以及塑料与塑料的相互连接。胶接技术主要用于塑料与塑料以及塑料与金属之间的连接，能够满足连接点表面的特殊要求。由于胶接是采用的是胶接剂，连接板材需要一定的凝固时间，连接效率较低。此外，胶接技术形成的连接点受温度的影响较大，不能在高温的环境下保持良好的稳定性。形成的连接点强度较低，抗冲击性能较差。现有的平底无铆连接方法是一种机械连接方式，能够实现异种金属、同种金属、塑料之间的连接，其形成的连接点能够满足功能性表面的要求。平底无铆连接方式是一种耗能低、投入少、效率高、零污染的连接方式。但是现有的平底无铆连接形成的连接点具有抗拉伸强度低，连接点的“机械锁”过小，抗冲击性能过低等缺点。
技术实现思路
本专利技术提供了平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置及方法，其目的是为了提供能够满足表面的特殊要求且连接强度高的连接方式。为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，包括：支撑框架、电磁驱动装置、电磁移动板、导向板、冲压实施机构、圆柱块和外扩片；所述支撑框架包括顶部支撑板、引导板和底部支撑板，所述引导板的中心开设有通孔，所述顶部支撑板与引导板之间通过对称设置的两个连接副固定连接，所述引导板与底部支撑板之间通过对称设置的两根空心圆筒固定连接，所述电磁移动板设置在所述顶部支撑板和引导板之间，所述电磁移动板的底部设置有所述冲压实施机构，所述冲压实施机构穿设在所述引导板的通孔中，所述圆柱块与所述冲压实施机构同轴设置，所述圆柱块放置在所述底部支撑板的中心，所述电磁驱动装置设置在所述电磁移动板和顶部支撑板上，所述电磁驱动装置用于驱动所述电磁移动板移动，所述圆柱块上用于放置连接板材，所述外扩片用于辅助板材连接。其中，所述电磁驱动装置包括驱动铜线和被动铜线，所述驱动铜线设置在所述顶部支撑板底部的凹槽内，所述被动铜线设置在所述电磁移动板的顶部，所述驱动铜线和被动铜线均连通电源。其中，所述电磁移动板与引导板之间还设置有一缓冲回弹橡胶块，所述缓冲回弹橡胶块的中心开设有通孔，所述缓冲回弹橡胶块与所述引导板同轴设置，所述冲压实施机构通过所述缓冲回弹橡胶块的通孔穿设在所述引导板的通孔内。其中，还包括两个导向板，两个所述导向板对称设置在所述顶部支撑板和引导板两侧，每个所述导向板的上端和下端分别固定连接在所述顶部支撑板和引导板上，所述导向板上设置有导向装置，所述电磁移动板的两侧对称设置有导向连接杆，所述电磁移动板通过所述导向连接杆与所述导向装置连接。其中，所述导向装置设置有一导向座，所述导向座与水平面呈预设角度倾斜设置，所述导向座为腰型边框结构，所述导向座固定设置在所述导向板上，所述导向座内设置有导向滑块和导向固定块，所述导向滑块和导向固定块之间通过弹簧连接，所述导向固定块固定在所述导向座的一端端头，所述导向滑块活动地设置在所述导向座内，所述导向滑块上开设有连接杆通孔，所述导向连接杆穿设在所述连接杆通孔内。其中，所述冲压实施机构包括冲压头、压边橡胶块、压边垫片和压边圈，所述压边橡胶块为环形结构，所述电磁移动板底部设置有变截面凸出部，所述变截面凸出部的上部半径大，下部半径小，所述压边橡胶块套设在所述变截面凸出部的上部，所述压边橡胶块的顶面与所述电磁移动板的底部相接触，所述变截面凸出部与压边橡胶块穿设在所述引导板的通孔内，所述压边垫片为环状结构，所述压边垫片设置在所述压边橡胶块底部，所述压边圈套设在所述变截面凸出部的下部，所述压边圈设置在所述压边垫片的底部，所述压边垫片底部涂设有润滑油，所述冲压头嵌设在所述变截面凸出部的下部底面。其中，所述冲压头的顶面设置有安装凸起，所述变截面凸出部的下部底面开设有安装槽，所述安装槽内设置有安装凹槽，所述冲压头通过所述安装凸起与所述安装凹槽相互过盈配合紧密安装在所述变截面凸出部的底部，所述冲压头的下端为圆柱体，在所述冲压头的圆柱体侧面均匀开设有多条螺旋凹槽。其中，所述冲压头的底面设置有底部凸起，所述外扩片的顶面中心开设有连接凹陷，所述连接凹陷用于与所述底部凸起配合，令所述外扩片连接在所述冲压头的底部。其中，所述外扩片为片状结构，所述外扩片的外沿均匀开设有多个弧槽，所述弧槽与螺旋凹槽一一对应。本专利技术的实施例还提供了平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接方法，包括：步骤一：将需要连接的板材放置在冲压头与圆柱块之间，将外扩片安装在冲压头底部；步骤二：启动电源，令驱动铜线与被动铜线产生相斥磁力，电磁移动板受磁力影响沿导向装置方向旋转并向下移动，此时弹簧和橡胶块受力压缩；步骤三：冲压头受电磁移动板驱动向下旋转冲压，当冲压实施机构接触到板材，压边橡胶块会受力压缩，压边橡胶块将压边力通过压边垫片传导至压边圈，压边圈将板材压紧；冲压头连接着外扩片在继续旋转下压上层板材，上层板材与下层板材开始形成机械锁，外扩片发生弹性形变。随下压距离变大，外扩片产生过塑性形变，并逐渐被压扁，挤压材料向四周流动，促使机械锁的进一步成形，随着外扩片的螺旋凹陷旋转下压上层板材与下层板材，外扩片嵌入到板材中，板材的材料相互交织形成螺旋凸起。直至旋压到设定的距离，板材连接点成形；步骤四：冲压完成后，将驱动铜线与被动铜线断电，磁力消失，电磁移动板在橡胶块回弹以及弹簧回复的共同作用下，将沿着导向座内的凹槽旋转上升至原位，电磁移动板复位，板材连接完成，可以开始下一轮板材连接。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：1.本专利技术采用电磁驱动，可控性强，反应速度快；2.采用外扩片辅助板材连接，并且外扩片采用屈服强度略高于被连接板材的材料，随着压力逐渐增大，机械锁逐渐形成时，外扩片逐渐向外扩展，促使板材材料流动，从而形成更大的机械锁；3.本专利技术的冲压头设置有螺旋凹槽，能在连接的时候进一步促进材料的流动，便于板材材料的进一步交织，使得连接更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，包括：支撑框架、电磁驱动装置、电磁移动板、导向板、冲压实施机构、圆柱块和外扩片；/n所述支撑框架包括顶部支撑板、引导板和底部支撑板，所述引导板的中心开设有通孔，所述顶部支撑板与引导板之间通过对称设置的两个连接副固定连接，所述引导板与底部支撑板之间通过对称设置的两根空心圆筒固定连接，所述电磁移动板设置在所述顶部支撑板和引导板之间，所述电磁移动板的底部设置有所述冲压实施机构，所述冲压实施机构穿设在所述引导板的通孔中，所述圆柱块与所述冲压实施机构同轴设置，所述圆柱块放置在所述底部支撑板的中心，所述电磁驱动装置设置在所述电磁移动板和顶部支撑板上，所述电磁驱动装置用于驱动所述电磁移动板移动，所述圆柱块上用于放置连接板材，所述外扩片用于辅助板材连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，包括：支撑框架、电磁驱动装置、电磁移动板、导向板、冲压实施机构、圆柱块和外扩片；
所述支撑框架包括顶部支撑板、引导板和底部支撑板，所述引导板的中心开设有通孔，所述顶部支撑板与引导板之间通过对称设置的两个连接副固定连接，所述引导板与底部支撑板之间通过对称设置的两根空心圆筒固定连接，所述电磁移动板设置在所述顶部支撑板和引导板之间，所述电磁移动板的底部设置有所述冲压实施机构，所述冲压实施机构穿设在所述引导板的通孔中，所述圆柱块与所述冲压实施机构同轴设置，所述圆柱块放置在所述底部支撑板的中心，所述电磁驱动装置设置在所述电磁移动板和顶部支撑板上，所述电磁驱动装置用于驱动所述电磁移动板移动，所述圆柱块上用于放置连接板材，所述外扩片用于辅助板材连接。


2.根据权利要求1所述的平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，所述电磁驱动装置包括驱动铜线和被动铜线，所述驱动铜线设置在所述顶部支撑板的底部，所述被动铜线设置在所述电磁移动板的顶部，所述驱动铜线和被动铜线均连通电源。


3.根据权利要求1所述的平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，所述电磁移动板与引导板之间还设置有一缓冲回弹橡胶块，所述缓冲回弹橡胶块的中心开设有通孔，所述缓冲回弹橡胶块与所述引导板同轴设置，所述冲压实施机构通过所述缓冲回弹橡胶块的通孔穿设在所述引导板的通孔内。


4.根据权利要求1所述的平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，所述导向板共设置有两个，两个所述导向板对称设置在所述顶部支撑板和引导板两侧，每个所述导向板的上端和下端分别固定连接在所述顶部支撑板和引导板上，所述导向板上设置有导向装置，所述电磁移动板的两侧对称设置有导向连接杆，所述电磁移动板通过所述导向连接杆与所述导向装置连接。


5.根据权利要求4所述的平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，所述导向装置设置有一导向座，所述导向座与水平面呈预设角度倾斜设置，所述导向座为腰型边框结构，所述导向座固定设置在所述导向板上，所述导向座内设置有导向滑块和导向固定块，所述导向滑块和导向固定块之间通过弹簧连接，所述导向固定块固定在所述导向座的一端端头，所述导向滑块活动地设置在所述导向座内，所述导向滑块上开设有连接杆通孔，所述导向连接杆穿设在所述连接杆通孔内。


6.根据权利要求1所述的平底无铆钉的压片式交叉旋锁连接装置，其特征在于，所述冲压实施机构包括冲压头、压边橡胶块、压边垫片和压边圈，所述压边橡胶块为环形结构，所述电磁移动板底部设置有变截...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，彭浩，黄明辉，冉向坤，赵升吨，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43