【技术实现步骤摘要】
本技术属于汽车，特别是涉及一种铆钉、铆接结构及铆接设备。
技术介绍
1、随着车身轻量化技术的发展，很多传统的钢制车身相应也在朝着钢铝等多种材料混合车身的方向过渡。汽车行业现有钢铝零件连接主要采用自冲铆接(self piercingrivet简称spr)及旋转攻丝铆接(flow drill screw简称fds)工艺实现连接。对于传统汽车企业，其连接工艺体系是钢制车身电阻点焊工艺，若要实现钢铝车身生产，则需升级连接设备，购买spr铆接及fds铆接设备；或者建立专有的钢铝混合生产线，这将需要企业巨额投资。
2、此外，现有铆接工艺中，超高强钢与多层铝板，钢板或超高强钢与碳纤维等异种材料，存在连接困难或者无法连接的问题。
技术实现思路
1、本技术所要解决的技术问题是：针对现有技术中，超高强钢与多层铝板，钢板或超高强钢与碳纤维等异种材料，存在连接困难或者无法连接的问题，提供一种铆钉、铆接结构及铆接设备。
2、为解决上述技术问题，一方面，本技术实施例提供了一种铆钉，包括铆头及连接在所述铆头的一端的铆腿，所述铆头凸出于所述铆腿的部分形成铆肩，所述铆头背离所述铆腿的一侧端面为球面，且背向所述铆腿凸出，所述铆腿内设置有沿所述铆钉的轴向延伸的铆钉孔，所述铆钉孔的靠近所述铆头的一端封闭，所述铆钉孔的远离所述铆头的一端敞开。
3、根据本实施例提供的铆钉，在铆接时，使铆腿远离铆头的一端伸出孔外，然后对铆钉的两端施加压力，使铆肩与板材的一侧壁抵接；同时铆钉孔周围的铆腿在压力
4、可选地，所述球面的半径为100-1000mm。在铆钉与钢板焊接时，此范围球面半径可保证结构胶有效的排出，也可以保证铆钉端面凸出板材平面的高度在一定范围，并且保证焊接工序铆钉端面全部形成焊核，获得较好的焊点性能。
5、可选地，所述铆头的高度由中心向边缘逐渐减小。在本实施例中，球面的顶点在铆头的中心处，在焊接时，这样可以有效保证结构胶的排出。
6、可选地，所述铆钉孔的轴线穿过所述铆头的最高点。
7、可选地，所述铆肩的高度为0.2-1mm。在铆钉与钢板焊接时，铆钉球面端部在焊接工序时在电流和压力作用下形成熔核，会使铆肩的高度变小，完成焊接工艺后的的铆肩高度满足结构胶对板件间隙的要求，以保证结构胶不失效。
8、可选地，所述铆肩的靠近所述铆腿的一侧表面与所述铆腿的外周面圆弧过渡。这样可以为铆肩提供足够的强度，使铆点获得更大的铆接力。
9、可选地，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面为平面，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面与所述铆腿的外周面之间的夹角为直角。利用本装置中的铆钉进行冲孔时，可以使铆钉与位于板材另一侧的冲孔模形成剪切结构，这样可以更好的对板材完成冲孔。
10、可选地，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面与铆钉孔的内壁面圆角过渡。在实现铆钉与板材互锁铆接时，这样可以使第二铆模插入至铆钉孔中对铆腿施加压力，进而可以使铆腿发生变形形成锁扣，并与板材实现互锁。
11、可选地，所述铆腿的外周面为圆柱面，所述铆腿的外周面的直径为4-8mm，可以使铆钉的强度适中，在铆接过程中不会发生失效。
12、可选地，所述铆钉孔为圆孔，所述铆钉孔的直径为1-4mm，可以更好地实现铆钉与板材互锁铆接，保证铆接性能。
13、另一方面，本技术实施例提供了一种铆接结构，包括铆接件及至少一层板材，所述铆接件由上述的铆钉制得，所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端被压缩，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间。
14、根据本实施例提供的铆接结构，板材不需要变形即可实现铆钉与板材互锁，对板材的厚度、延伸率等要求较低，且可以铆接多层板材。通过铆腿变形来实现铆接，对于一定厚度内的板材，可通过同一铆钉铆腿变形长度来对应。对于厚度差异较大的情况，可以使用不同长度铆腿的铆钉来实现铆接。同时，一定厚度内的板材可以使用同一种铆钉，通过同一铆钉铆腿变形长度来对应。大大减少了铆钉种类和生产管理难度，同时，本装置中的铆钉通用性较高，易于实现大规模生产管理。
15、另一方面，本技术实施例提供了一种铆接结构，包括铆接件、焊接板及至少一层板材，所述铆接件由上述的铆钉制得，所述铆钉的铆腿插接在所述至少一层板材上形成的安装孔中，所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端被压缩，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间，所述铆头焊接在所述焊接板上。
16、根据本实施例提供的铆接结构，铆肩与锁扣对至少一层板材完成铆接，铆接后的铆钉与板材形成铆接接头，然后铆接接头通过铆钉的球面与焊接板完成焊接。本实施例中的板材可以为铝合金，焊接板可以为钢板，铆钉为钢制钉。
17、可选地，所述焊接板与其相邻的所述板材之间设置有结构胶层，以粘接所述焊接板与中间板。这里的中间板指的是最靠近焊接板的那一层板材。
18、可选地，所述焊接板为超高强钢板，所述至少一层板材为至少一层铝合金板。
19、可选地，所述焊接板为钢板或者超高强钢板，所述至少一层板材为碳纤维板。
20、另一方面，本技术实施例提供了一种铆接设备，用于形成上述的铆接结构，包括第一铆接架、第二铆接架、第一铆模及第二铆模，所述第一铆接架及第二铆接架用于夹持所述至少一层板材；所述第一铆模沿垂直于所述至少一层板材的方向滑动连接在所述第一铆接架中，所述第二铆模能够沿垂直于所述至少一层板材的方向滑动连接在所述第二铆接架中；所述第一铆模能够推动铆钉的铆腿插接在所述至少一层板材上形成的安装孔中，并使所述铆钉的铆肩压紧在所述至少一层板材的背离所述第二铆接架的一侧，所述第二铆模能够滑动至与所述至少一层板材抵接，并压缩所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，以使得所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间。
21、可选地，还包括冲孔模，所述第二铆模及冲孔模能够选择性地沿垂直于所述至少一层板材的方向滑入或滑出所述第二铆接架，所述冲孔模滑入所述第二铆接架中并与所述至少一层板材抵接时，所述第一铆模能够推动所述铆钉朝向所述至少一层板材运动，以在所述至少一层板材上冲出供所述铆腿插入的所述安装孔。
22、根据本实施例提供的铆接设备，第二铆接架固定不动，第一铆接架可以在上下方向移动，以放置或取出板材，通过切换冲孔模与第二铆模在一套设备上即可完成冲孔与铆接，且不需移动零件，提升了铆接精度和品质，达到一序完成冲孔和铆接。同时，本装置还包括焊接设备，进行完铆接后的组件会进一步进行焊接工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铆钉，其特征在于，包括铆头及连接在所述铆头的一端的铆腿，所述铆头凸出于所述铆腿的部分形成铆肩，所述铆头背离所述铆腿的一侧端面为球面，且背向所述铆腿凸出，所述铆腿内设置有沿所述铆钉的轴向延伸的铆钉孔，所述铆钉孔的靠近所述铆头的一端封闭，所述铆钉孔的远离所述铆头的一端敞开。
2.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述球面的半径为100-1000mm。
3.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆头的高度由中心向边缘逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的铆钉，其特征在于，所述铆钉孔的轴线穿过所述铆头的最高点。
5.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆肩的高度为0.2-1mm。
6.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆肩的靠近所述铆腿的一侧表面与所述铆腿的外周面圆弧过渡。
7.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面为平面，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面与所述铆腿的外周面之间的夹角为直角。
8.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的远
9.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的外周面为圆柱面，所述铆腿的外周面的直径为4-8mm。
10.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆钉孔为圆孔，所述铆钉孔的直径为1-4mm。
11.一种铆接结构，其特征在于，包括铆接件及至少一层板材，所述铆接件由权利要求1-10任意一项所述的铆钉制得，所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端被压缩，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间。
12.一种铆接结构，其特征在于，包括铆接件、焊接板及至少一层板材，所述铆接件由权利要求1-10任意一项所述的铆钉制得，所述铆钉的铆腿插接在所述至少一层板材上形成的安装孔中，所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端被压缩，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间，所述铆头焊接在所述焊接板上。
13.根据权利要求12所述的铆接结构，其特征在于，所述焊接板与其相邻的所述至少一层板材之间设置有结构胶层。
14.根据权利要求12-13任意一项所述的铆接结构，其特征在于，所述焊接板为超高强钢板，所述至少一层板材为至少一层铝合金板。
15.根据权利要求12-13任意一项所述的铆接结构，其特征在于，所述焊接板为钢板或者超高强钢板，所述至少一层板材为碳纤维板。
16.一种铆接设备，用于形成权利要求12-13任意一项所述的铆接结构，其特征在于，包括第一铆接架、第二铆接架、第一铆模及第二铆模，所述第一铆接架及第二铆接架用于夹持所述至少一层板材；
17.根据权利要求16所述的铆接设备，其特征在于，还包括冲孔模，所述第二铆模及冲孔模能够选择性地沿垂直于所述至少一层板材的方向滑入或滑出所述第二铆接架，所述冲孔模滑入所述第二铆接架中并与所述至少一层板材抵接时，所述第一铆模能够推动所述铆钉朝向所述至少一层板材运动，以在所述至少一层板材上冲出供所述铆腿插入的所述安装孔。
18.根据权利要求16所述的铆接设备，其特征在于，还包括用于定位所述铆钉的定位爪，所述定位爪设置在所述第一铆接架上，所述定位爪用于在冲出所述安装孔之前夹持所述铆钉。
19.根据权利要求16所述的铆接设备，其特征在于，所述第二铆模上设有与所述铆钉孔相匹配的凸起，所述第二铆模压缩所述铆钉的铆腿时，所述凸起插接在所述铆钉孔中。
...【技术特征摘要】
1.一种铆钉，其特征在于，包括铆头及连接在所述铆头的一端的铆腿，所述铆头凸出于所述铆腿的部分形成铆肩，所述铆头背离所述铆腿的一侧端面为球面，且背向所述铆腿凸出，所述铆腿内设置有沿所述铆钉的轴向延伸的铆钉孔，所述铆钉孔的靠近所述铆头的一端封闭，所述铆钉孔的远离所述铆头的一端敞开。
2.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述球面的半径为100-1000mm。
3.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆头的高度由中心向边缘逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的铆钉，其特征在于，所述铆钉孔的轴线穿过所述铆头的最高点。
5.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆肩的高度为0.2-1mm。
6.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆肩的靠近所述铆腿的一侧表面与所述铆腿的外周面圆弧过渡。
7.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面为平面，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面与所述铆腿的外周面之间的夹角为直角。
8.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的远离所述铆头的一端端面与铆钉孔的内壁面圆角过渡。
9.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆腿的外周面为圆柱面，所述铆腿的外周面的直径为4-8mm。
10.根据权利要求1所述的铆钉，其特征在于，所述铆钉孔为圆孔，所述铆钉孔的直径为1-4mm。
11.一种铆接结构，其特征在于，包括铆接件及至少一层板材，所述铆接件由权利要求1-10任意一项所述的铆钉制得，所述铆钉的铆腿的远离所述铆头的一端被压缩，以形成凸出于所述铆腿的外周面的锁扣，所述至少一层板材被夹紧在所述铆肩与锁扣之间。
12.一种铆接结构，其特征在于，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡钢，李银波，刘志敏，王小海，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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