一种铆接式紧固件具有圆柱形本体，本体具有顶部、底部、侧壁和轴向内孔。紧固件在本体的底端具有单个柄部，其具有与孔正交的顶面和朝向本体底部逐渐变细的倒角。柄部的顶面适于接收围绕工件的接收孔的材料冷流。柄部可在其最外边缘具有延伸通过柄部的顶面和倒角的多个切口。紧固件的孔从紧固件的本体顶部延伸到底部且可具有螺纹。一种紧固件安装系统具有工具，其设有附在工业机器的旋转的垂直往复元件的器件。工具的末端具有远端面，远端面具有至少一个拱形置换件，置换件适于当工具旋转并压向工件时将工件变形。末端内孔保持由工具安装的紧固件。置换件沿着绕轴向孔置中的拱形脊在垂直和径向方向逐渐变细。置换件的宽度也朝向一点逐渐变细。一点逐渐变细。一点逐渐变细。
【技术实现步骤摘要】
紧固件及安装极薄板材的方法
[0001]本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2018/031919，国际申请日为2018年5月9日，进入中国国家阶段的申请号为201880045518.3，名称为“紧固件及安装极薄板材的方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请是2017年5月9日提交的题为“用于极薄板材的具有隐藏头的紧固件”(Concealed Head Fastener for Very Thin Sheets)的临时专利申请第62/503,582号以及2018年2月1日提交的题为“浮动式销组件”(Floating Pin Assembly)的临时专利申请第62/625,310号的非临时专利申请，两者皆引入本文作为参考，并且在此要求其优先权。
专利
[0004]本专利技术涉及紧固件以及安装方法，该紧固件可固定到极薄板材材料。一个优选实施例中，该紧固件为具有隐藏头的螺柱紧固件(standoff fastener)，该螺柱紧固件藉由旋转式冲头安装。
[0005]专利技术背景
[0006]现有众多紧固件应用要求将螺纹式紧固件安装于盲孔中。例如，这种安装方法经常用于组装防水设备的部件。然而，当设备的外观是重要考虑以及不可在组装后看到瑕疵的时候，往往会使用这种安装方法。
[0007]已知的自紧式紧固件具有置换件以及位于紧固件底部的底切部。盲孔的深度以致于板材或部件的材料厚度必须足够地大以接收置换件、底切部和柄部的总高度。而且，必须在盲孔之下有额外材料厚度以分散安装压力，以及消除或减少安装期间产生的痕迹到一个可在二次修整工作中可移除任何瑕疵的程度。因此，很多已知的自紧式紧固件只可安装于相对地厚的板材或部件中。
[0008]另一方面，很多应用，例如消费类电子产品，要求组装相对地薄的板材或元件。一种已知的组装方法中，消费类电子产品部件首先由厚的材料形成。接着，为了降低材料的整体重量和大小，除了部件的紧固位置之外材料的任何地方都经切削加工，只有紧固位置保留了部件的原有(较大)厚度。此过程昂贵且造成浪费。其他组装薄的板材或部件的方法，例如激光焊接或粘合剂，由于材料被焊穿或固化时间长，并不实用或在生产中不可行。由于自紧式紧固件是优选的紧固件类型，理想的是提供一种改良的紧固件和安装方法，该改良的紧固件和安装方法具有自紧式紧固件的优点而且可被系紧在极薄板材中。
技术实现思路
[0009]一个优选实施例中，本专利技术提供铆接式紧固件，利用新颖的加工及安装方法以铆接系紧的方式将该紧固件安装在诸如金属板材的极薄工件的孔中。例如，紧固件可铆接在深度浅若0.014英寸的盲孔中。铆接式紧固件优选地与安装工具一起使用，该安装工具使板材材料克服并越过抵抗轴向拉出和力矩的紧固件的结构特征而被置换。再者，本专利技术的紧固件和安装方法把安装期间的平板的相对侧上的痕迹或瑕疵减至最小和/或消除。
[0010]用于薄的平板的自紧式紧固件通常允许极小偏差。为适应这要求，所述紧固件的优选实施例具有前导安装柄部，所述前导安装柄部具有倒角前导表面和轻微地干涉孔侧的外径。
[0011]优选实施例中，所述柄部在安装期间并不由工具主动地压紧。而是首先把力施加到该紧固件的顶部以克服柄部/孔的干涉，将所述紧固件插入所述孔中。所述力也在铆接期间将所述紧固件保持在孔中。一个优选实施例中，所述力由安装工具内的加载了弹簧的板施加。接着，所述安装工具旋转地压紧围绕所述孔的材料并且使所述材料变形到所述柄部的顶面上，以使所述紧固件铆接到工件。
[0012]本专利技术的一个优选实施例中，紧固件具有圆柱形本体，所述本体具有顶壁、底壁、侧壁和内轴向孔。所述孔可延伸完整地通过所述本体。单个柄部固定到侧壁并且从接近所述本体的底部的侧壁径向地延伸。所述柄部具有顶面、侧面和倒角。所述顶面优选地位于与所述本体的中心轴线正交的平面中。所述侧面优选地与所述中心轴线同轴。所述倒角以偏向所述中心轴线的角度从所述侧面延伸。所述倒角从所述侧面向所述本体的底部向下及向内逐渐变细。所述柄部的顶面经构造和布置成用于接收围绕工件中的孔的工件材料的冷流。
[0013]另一优选实施例中，柄部包括多个周边切口。切口的至少一个优选地形成于所述柄部的最外边缘。至少一个切口可延伸通过所述柄部的顶面、所述侧面、所述倒角、或该等面的组合。
[0014]本专利技术的另一优选实施例包括固定在工件的盲孔中的上述铆接式紧固件组合。所述工件优选地可以是铝的平板。所述紧固件通过使围绕所述孔的材料置换到至少所述柄部的顶面上而被固定到所述工件。被置换的材料也可填充所述紧固件的柄部中的一个或多个切口。一个实施例中，所述紧固件的内螺纹的至少一个由从接收孔中的工件材料的中央凸起区域被置换的材料所覆盖。
[0015]所述紧固件可具有不同形状和功能。例如，一个实施例中，所述紧固件可以是具有隐藏头的螺柱。另一优选实施例中，所述紧固件可包括用于连接联动平板的两段式紧固件装置。此实施例中，例如一个紧固件可以是浮动式销保持器而另一个可以是磁释放夹持器。后者的实施例中，所述紧固件相互连接以将联动平板如便携式电脑的外壳般连结在一起。
[0016]另一优选实施例中，本专利技术包括紧固件安装系统，所述紧固件安装系统具有安装工具，所述安装工具适于固定把紧固件固定到旋转和平移的工业机器的元件。优选地，所述工业机器是CNC铣床，由于所述紧固件被安装在所述工件中，所述CNC铣床对所述工具施加同时旋转平移动作，尤其是垂直下行动作。
[0017]所述工具在其顶端部具有主轴，所述主轴可移除地固定到所述工业机器。在所述工具的底端部，所述工具的末端具有(相对于所述主轴的)远端面。至少一个置换件被固定到所述远端面，所述远端面经构造和布置成当所述末端旋转并且被压靠所述工件的时候使所述工件变形。所述末端中的轴向孔保持由所述工具安装的所述紧固件。优选地，所述远端面与所述轴向孔正交。
[0018]优选实施例中，所述置换件沿着拱形脊在垂直和径向方向逐渐变细，所述拱形脊以所述末端的轴向孔为中心。所述置换件的内缘形成从所述拱形脊至所述轴向孔的倒角，以及形成从置换件脊至所述置换件的外缘的倒角。所述置换件优选地沿着所述拱形脊垂直
地逐渐变细。该逐渐变细部分从最高点的第一端延伸到零高度的第二端。所述置换件在所述第二端融入所述工具的端面。所述置换件的宽度也逐渐变细使得所述置换件的一端与所述端面相交于一点。
[0019]一个实施例中，所述工具具有180度分隔开的两个相同的置换件。一个实施例中，每个置换件的长度被定义为从所述第一端部到所述第二端部大约90的度径向延伸。
[0020]所述工具可具有流体连通装置，所述流体连通装置从所述主轴延伸到所述末端。所述流体连通装置优选地包括将真空源连接到所述末端的流体流动通道。当所述工具的本体旋转时，在所述末端形成的真空保持所述紧固件于所述末端的孔内。
[0021]另一实施例中，本专利技术提供通过将工件材料向所述紧固件置换来将如上所述的紧固件牢固地固定到工件的方法。将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于固定紧固件于工件的盲孔中的紧固件安装工具，其包括：a.壳体，其具有顶端部、底端部以及中心旋转轴线；b.主轴工具，其被固定于所述顶端部且适于附加在工业机器的可旋转的垂直往复元件；c.所述底端部的末端，所述末端适于在旋转且压靠工件时使所述工件变形；以及d.位于所述末端内的轴向孔，所述轴向孔适于保持由所述工具安装的所述紧固件。2.根据权利要求1所述的安装工具，其特征在于，所述末端具有与所述轴向孔互相垂直的远端面，所述远端面经构造和布置成与所述工件接合并使所述工件变形。3.根据权利要求2所述的安装工具，其包括位于所述远端面上的置换件。4.根据权利要求3所述的安装工具，其特征在于，所述置换件在垂直方向上沿着拱形脊从最高点的后端向下到最低点的前端逐渐变细，所述拱形脊围绕所述轴向孔置中，在所述最低点的前端所述拱形脊与端面会合。5.根据权利要求4所述的安装工具，其特征在于，所述置换件的内缘从所述拱形脊至所述轴向孔被形成倒角。6.根据权利要求5所述的安装工具，其特征在于，所述置换件从置换件的脊至所述置换件的...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦可，
申请(专利权)人：宾工程工厂公司，
类型：发明
国别省市：
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