【技术实现步骤摘要】
用于形成板材平底铆接的改进结构铆钉
[0001]本专利技术涉及的是一种材料连接领域的技术,具体是一种用于形成板材平底铆接的改进结构铆钉。
技术介绍
[0002]现有的点连接方法包括预制孔铆接和无预制孔铆接等工艺形式,但前者不仅增加了额外的工序,而且严重影响接头的密封性和抵抗电化学腐蚀的能力,而后者需要采用带有凹凸结构的支撑模具引导最下层被连接材料变形。最终获得的接头虽然底部未穿透,但接头底部凸出于被连接材料表面,无法实现底面平整。接头底部的凸起将影响风阻系数等指标,导致接头的服役性能大大降低。并且针对最下层材料为7系铝合金、镁合金、铸铝等室温下延展性较低的轻合金,或者是塑料、树脂基复合材料等难变形材料,以及厚度较薄的板材等连接场景,无预制孔铆接过程中的大塑性变形容易使材料发生开裂,严重影响接头服役性能。
[0003]此外,铆接接头为了获得理想的干涉互锁效果,需要施加较大冲压力使铆钉变形,对铆接设备的结构强度和刚度、冲压驱动机构的可靠性以及铆钉自身的强度要求极高且冲头和模具损耗严重。
[0004]经过对现有技术的检索发现,中国专利文献号CN105728627A公开日20160706,公开了一种中心带有凸起的内翻式铆钉的板材平底冲铆连接工艺,平底冲铆连接开始前,用压边圈将上、下板料压在下模具上,下模具的上表面平整光滑,压边圈中心设有铆钉,铆钉的中心带有一个凸起,铆钉的底部呈内翻式,铆钉的上端接触与冲头接触;平底冲铆连接开始后,冲头将铆钉压入上板料中,使上、下板料发生变形,由于被压边圈压住,板料的材料无法向 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于点连接工艺的用于形成板材平底铆接的改进结构铆钉,其特征在于,包括:铆钉盖、铆钉肩部和铆钉体,其中:铆钉盖上设有用于驱动铆钉旋转的扭矩传递结构和定位结构;铆钉体包括:钉体内腔、钉体外壁、钉体端部;所述的钉体内腔深度h满足:h
‑
L≤H,其中:H为铆钉盖厚度,D为钉体外壁直径,d为钉体内腔直径;所述的铆钉体的长度L与待连接工件的厚度以及层数满足:其中:t
i
为第i层待连接工件的厚度,n为待连接工件的层数,且n≥1;所述的钉体内壁和钉体外壁之间设有钉体贯穿结构,该钉体贯穿结果为若干个通孔,用于在铆接过程中将截留于钉体内腔的待连接材料排出至铆钉体外侧,避免截留材料在填满钉体空腔后挤压待连接工件,导致工件间出现间隙,或接头底部产生变形。2.根据权利要求1所述的的改进结构铆钉,其特征是,所述的通孔为3~6个,沿钉体圆周方向均匀分布,直径为钉体壁厚的0.8~1.2倍,该通孔在最终接头中被待连接工件材料填满,形成机械嵌合,提升接头的锁紧力,防止接头松动。3.根据权利要求1所述的的改进结构铆钉,其特征是,所述的铆钉肩部设有凹槽,用于容纳铆钉下压过程中被挤出的待连接工件材料,该凹槽的容积D为钉体外壁直径,d为钉体内腔直径,L为铆钉体长度,h为钉体空腔深度,k1为修正系数且1.0<k1≤1.2。4.根据权利要求1所述的的改进结构铆钉,其特征是,所述的铆钉肩部进一步设有加强筋,在最终接头中通过加强筋嵌入待连接工件实现接头在圆周方向的紧固。5.根据权利要求1所述的的改进结构铆钉,其特征是,所述的钉体外壁以及钉体内腔上设有嵌合结构,用于与被连接材料形成嵌合,防止接头松动。6.一种基于权利要求1~5中任一所述改进结构铆钉的点连接装置,其特征在于,包括:驱动组件、压边圈和支撑机构,其中:半空心铆钉、驱动组件和压边圈同轴设置于待连接工件一侧且半空心铆钉位于压边圈内并与驱动组件啮合,支撑机构位于待连接工件另一侧;驱动组件驱动半空心铆钉进行轴向直线运动和/或周向旋转运动;所述的支撑机构与第n层工件的接触面为平面,且接触面在铆钉轴线方向上的投影区域覆盖整个铆钉的投影区域。7.一种基于权利要求6所述点连接装置将改进结构铆钉形成底面平整不可拆卸接头的点连接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)工艺准备:待连接工件层叠放置于支撑机构上,待连接工件经压边圈压紧;2)接触阶段:驱动机构轴向进给至铆钉的钉体端部位于待连接工件表面上方,驱动机构按照预定工艺参数驱动半空心铆钉同时沿轴向进给并旋转接近待连接工件,直至半空心铆钉与待连接工件接触;3)切断阶段:半空心铆钉在轴向运动和旋转运动的作用下刺入待连接工件,切断除第n层待连接工件以外的所有工件,被切断的材料一部分沿钉体外壁流动至半空心铆钉外侧的待连接工件表面,另一部分容纳至钉体内腔中,形成截...
【专利技术属性】
技术研发人员:李永兵,马运五,楼铭,山河,杨炳鑫,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:
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