铆钉插入方法及设备技术

一种使用铆钉插入设备来将铆钉插入工件的方法，该方法包括在第一铆钉插入步骤期间，使用冲头和模具将铆钉驱动到工件中，使得工件材料块从工件上移除，并进入设置在模具中的孔洞中，从而修改或更换模具以提供接收铆钉的模具表面，然后在第二铆钉插入步骤期间，使用冲头将铆钉进一步驱动到工件中，使得铆钉的柄被接收铆钉的模具表面镦粗。接收铆钉的模具表面镦粗。接收铆钉的模具表面镦粗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铆钉插入方法及设备
[0001]本专利技术涉及一种将铆钉插入工件的方法，并且涉及一种相关的设备。
[0002]自冲铆钉是一项成熟的技术，其与粘合剂结合使用以将金属工件连接在一起。自冲铆钉用于汽车行业，以将铝制汽车面板连接在一起。由于铝特别柔软，也较易延展，因此特别适合使用自冲铆钉进行连接。在使用自冲铆钉形成的典型接合中，包括两片重叠材料的工件位于适当成形的模具上。自冲铆钉被插入材料片。铆钉的柄穿过上层材料片，然后在进入下层材料片并靠近模具时向外张开(flare)。柄的向外张开可称为使铆钉镦粗(upsetting)。当柄向外张开时，其延伸到下层片中，使得下层片的材料包封柄的张开部分。这在铆钉和下层材料片之间提供了牢固的接合。上层和下层材料片牢固地保持在铆钉的头部和铆钉的张开柄之间，从而在材料片之间形成牢固的接合。在铆钉插入过程期间，下层材料片流入模具并形成材料的所谓圆头部(凸起的圆盘)。以这种方式连接铝片是有效且高效的，并且广泛在汽车工业中在铝制车身车辆的制造期间使用。
[0003]尽管自冲铆钉在连接相对柔软和易延展的材料(例如铝)方面非常有效，但它们不太适于连接延展性较差的材料，例如超高强度钢(可以认为是指抗拉强度为800MPa或更高的钢)，镁，7000系列铝，铸铝和碳纤维。自冲铆钉应满足两个要求，以形成良好的连接，即穿过工件并向外张开以提供与最低工件的接合(也称为互锁)。在延展性较小的材料中可能难以满足这些要求，因为穿透低延展性材料并且实现足够的张口以在低延展性材料中提供互锁而不引起该材料开裂也具有挑战性。
[0004]确保铆钉可以穿透低延展性材料(例如超高强度钢(UHSS))而不会被损坏的一种方法是使用具有很高硬度(例如530HV或更高的硬度)的铆钉。这允许铆钉穿透UHSS而不会塌陷。但是，具有很高硬度的铆钉相对较脆，并且在将其插入工件时经常会出现开裂。这导致接合相对较弱，并且在接合承受动态载荷时(例如，在车辆行驶时可能会经历)容易损坏。
[0005]本专利技术的一个目的是提供一种克服与现有技术有关的缺点的方法和设备。该方法和设备可以适合于接合包括UHSS，镁，7000系列铝，铸造铝，碳纤维或其他低延展性材料的工件。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种使用铆钉插入设备来将铆钉插入工件的方法，该方法包括在第一铆钉插入步骤期间，使用冲头和模具将铆钉驱动到工件中，使得工件材料块从工件上移除，并进入设置在模具中的孔洞中，从而修改或更换模具以提供接收铆钉的模具表面，然后在第二铆钉插入步骤期间，使用冲头将铆钉进一步驱动到工件中，使得铆钉的柄被接收铆钉的模具表面镦粗。
[0007]在第二步骤结束时，铆钉的头部可以相对于工件的上表面停在期望的位置。例如，头部可以与工件的上表面接触。
[0008]本专利技术的实施例允许在两个分开的操作中冲孔然后锻造工件，而不需要在工件的两侧上提供能够施加数十kNs的力的致动器。
[0009]在整个铆钉插入过程期间，可以通过铆钉插入设备的鼻部鼻部将工件夹持至模具
组件。
[0010]在某些情况下，在第一铆钉插入步骤之后并在第二铆钉插入步骤之前，铆钉的柄的底端不延伸超过工件。在第二铆钉插入步骤之前，铆钉的杆的底端可以与工件的最下表面大体齐平。在其他情况下，柄的底端可以延伸超过(例如稍微超过)工件的最下表面。
[0011]更换模具可以包括移除设置有孔洞的模具，并且将其替换为具有接收铆钉的模具表面的模具。
[0012]修改模具可以包括移除模具的内部部分，并且将其替换为包括接收铆钉的模具表面的模具内部部分。
[0013]铆钉可以包括部分地沿着铆钉的柄的特征，该特征增加了铆钉和工件之间的接合，使得当特征与工件接触时，将铆钉推入工件所需的力增大。
[0014]铆钉插入设备可以接收指示铆钉位置的反馈，并且可以当第一铆钉插入步骤已经将铆钉插入到期望位置时停止施加力。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了一种铆钉插入设备，其包括鼻部组件，冲头和模具组件，其中，模具组件包括具有夹持表面的模具壳体，该夹持表面被配置为接收由鼻部组件夹持在夹持表面上的工件，并且其中，模具组件还包括被配置为在包括孔洞的模具和具有接收铆钉的表面的模具之间交换的模具更换设备，或者包括被配置为将包括模具孔洞的模具内部部分与包括接收模具的表面的模具内部部分交换的模具修改设备。
[0016]模具更换设备可以包括两个模具，它们被保持在枢转支撑件上，该枢转支撑件允许一个模具或另一模具移动到模具组件中的接收铆钉的位置。
[0017]模具修改设备可以包括在其中设置有模具孔洞的可轴向移动杆，并且可进一步包括可移除模具件，该可移除模具件包括接收铆钉的表面，该可移除模具件可移动到可轴向移动杆的一端的位置或从该位置移动。
[0018]模具组件可以包括锁，该锁被配置为将模具或模具内部部分保持在适当的位置。
[0019]模具组件可以进一步包括被配置为移动模具或模具内部部分的电动致动器或气动致动器。
[0020]铆钉插入设备可以包括控制器，该控制器被配置为接收指示铆钉的位置的反馈。控制器可以被配置为当第一铆钉插入步骤已经将铆钉插入到期望位置时停止施加到铆钉的力。
[0021]根据本专利技术的第三方面，提供了一种铆钉，其包括头部和圆柱柄，其中，铆钉设有多个肋，该多个肋从铆钉的柄中间向上延伸到头部的下侧。
[0022]当肋朝向头部延伸时，肋可以向外逐渐变细。
[0023]根据本专利技术的第四方面，提供了一种铆钉，其包括头部和设置有凹部的圆柱柄，其中，柄包括上部和下部，上部具有大于下部的直径的直径。凹部可具有小于柄的下部的长度的深度。
[0024]倒角或弯曲的过渡部可以在柄的上部和下部之间延伸。
[0025]根据本专利技术的第五方面，提供了一种包括头部和圆柱柄的铆钉，其中，铆钉设有围绕柄周向地延伸的脊。
[0026]脊可以具有弯曲的外表面。
[0027]根据本专利技术的第六方面，提供了一种包括头部和圆柱柄的铆钉，其中，铆钉设置有
在铆钉柄周围延伸的滚花带。
[0028]根据本专利技术的第七方面，提供了一种车辆，其包括使用本专利技术的第一方面的方法形成的铆接接合。
[0029]上面关于本专利技术的方面中的一个的特征所阐述的优点同样适用于具有相同或等同特征的本专利技术的其他方面。上面关于本专利技术的任何一个方面阐述的可选特征可以与本专利技术的任何其他方面结合。
[0030]现在将参考附图仅以举例的方式描述本专利技术的具体实施方式，其中：
[0031]图1是根据本专利技术的一个实施例的铆钉插入设备的透视图；
[0032]图2是可以形成图1的铆钉插入设备的一部分的模具组件和鼻部的剖视图，其与铆钉和工件一起示出；
[0033]图3是与图2相同的剖视图，但示出了在第一铆钉插入步骤期间铆钉到工件中的插入；
[0034]图4是相同的剖视图，但是描绘了模具组件的模具的修改；
[0035]图5和图6是模具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用铆钉插入设备将铆钉插入到工件中的方法，所述方法包括：在第一铆钉插入步骤期间，使用冲头和模具将所述铆钉驱动到所述工件中，使得工件材料块从所述工件上移除，并进入设置在所述模具中的孔洞中；修改或更换所述模具以提供接收铆钉的模具表面；然后在第二铆钉插入步骤期间，使用所述冲头将所述铆钉进一步驱动到所述工件中，使得所述铆钉的柄由所述接收铆钉的模具表面镦粗。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述铆钉的整个插入中，通过所述铆钉插入设备的鼻部将所述工件夹持至模具组件。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述第一铆钉插入步骤之后且在所述第二铆钉插入步骤之前，所述铆钉的所述柄的底端不延伸超过所述工件。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第二铆钉插入步骤之前，所述铆钉的所述柄的所述底端与所述工件的最下表面大体齐平。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，更换所述模具包括移除设置有所述孔洞的所述模具并且将其替换为具有所述接收铆钉的模具表面的模具。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，修改所述模具包括移除所述模具的内部部分，并且将其替换为包括所述接收铆钉的模具表面的模具内部部分。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述铆钉包括部分地沿着所述铆钉的所述柄的特征，所述特征增加所述铆钉与所述工件之间的接合，使得当所述特征与所述工件接触时，将所述铆钉推入所述工件所需的力增大。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述铆钉插入设备接收指示所述铆钉的位置的反馈，并且当所述第一铆钉插入步骤已经将所述铆钉插入到期望位置时，停止施加力。9.一种铆钉插入设备，包括鼻部组件，冲头和模具组件，其中所述模具组件包括具有夹持表面的模具壳体，所述夹持表面被配置为接收由所述鼻部组件夹持在所述夹持表面上的工件；以及其中，所述模具组件还包括模具更换设备或模具修改设备，所述模具更换设备被配置为将包括孔洞的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：阿特拉斯，
类型：发明
国别省市：