【技术实现步骤摘要】
本技术涉及薄板材料连接，尤其涉及一种自冲铆钉及自冲铆接接头。
技术介绍
1、随着汽车车身轻量化的发展，以碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料及铝合金、镁合金等轻量化材料为主的混合材料白车身结构成为主流，而实现复合材料及其它金属材料之间的有效连接则成为混合材料结构车身制造的关键环节。自冲铆作为一种高效优质的连接工艺，适用于复合材料板和金属板材之间的连接。特别是在汽车制造中，通过压迫自冲铆钉刺入金属板材，自冲铆钉在刺入金属板材的过程中沿周向扩张形成机械内锁结构，在金属板材中形成一个永久性紧固结构，从而将复合材料板和金属板材连接在一起形成自冲铆接接头。
2、由于复合材料特殊的材料结构及力学性能，采用现有的自冲铆钉连接时，形成的自冲铆接接头的强度和承载能力不足，容易导致复合材料受载损伤破坏。
3、因此，亟需对自冲铆钉的结构进行改进，提高自冲铆接接头的强度和承载能力。
技术实现思路
1、本技术提供一种自冲铆钉及自冲铆接接头，用以提高自冲铆接接头的强度和承载能力。
2、为了实现上述目的，本技术提供一种自冲铆钉，所述自冲铆钉包括：杆部和头部，所述头部连接于所述杆部的第一端，所述杆部的第二端形成钉脚，所述杆部内部具有贯穿所述钉脚的中心孔，所述头部的最大直径为d1，所述杆部的外径为d2，其中2≤d1:d2≤3.02。
3、本技术实施例提供的一种自冲铆钉，相对于现有的自冲铆钉，头部的直径相对于杆部的外径增加，在连接复合材料板和金属板时，能够在形成的自冲铆接接
4、在一种可能实施的方式中，所述钉脚的内壁面为引导面，所述引导面为圆弧面；
5、所述钉脚的底部具有刃面，所述刃面连接于所述杆部的外壁面和所述引导面之间，所述刃面与所述引导面之间形成刃尖端。
6、在一种可能实施的方式中，沿所述杆部的中轴线方向，所述刃面的高度h3满足：0.15mm≤h3≤0.35mm；和/或，
7、所述刃面与所述杆部的中轴线之间具有第二倾角β，所述第二倾角β满足40°≤β≤50°。
8、在一种可能实施的方式中，所述杆部的外径d2与所述杆部的内径d3满足：1.6mm≤d2-d3≤2.2mm；
9、和/或，所述杆部的高度h4满足：3.5mm≤h4≤12mm。
10、在一种可能实施的方式中，所述头部的外边缘为侧围面，自所述头部的上表面向所述头部的下表面的方向，所述侧围面的直径逐渐缩小。
11、在一种可能实施的方式中，所述头部中轴线与所述杆部的中轴线相互重合；
12、所述侧围面与所述头部的中轴线之间具有第一倾角α，所述第一倾角α满足60°≤α≤65°。
13、在一种可能实施的方式中，所述头部为第一钉头，所述中心孔的顶面与所述第一钉头的下表面重合，所述中心孔的内壁和中心孔的顶面之间通过第一过渡面连接，所述第一过渡面为圆弧面。
14、在一种可能实施的方式中，所述第一钉头的厚度h1满足：0.7mm≤h1≤2mm；和/或，
15、所述第一钉头的下表面与所述杆部的外壁之间形成第二过渡面，所述第二过渡面为半径为r1的圆弧面，其中r1满足：1mm≤r1≤1.2mm。
16、在一种可能实施的方式中，所述头部包括第二钉头和环形片，所述第二钉头与所述杆部相互连接，所述环形片套设在所述杆部和所述第二钉头的连接位置，所述环形片的外径大于所述第二钉头的外径。
17、在一种可能实施的方式中，所述环形片的厚度为h2，其中，h2满足0.7mm≤h2≤2mm。
18、本技术还提供一种自冲铆接接头，包括第一板材、第二板材以及上述的自冲铆钉，至少部分所述第一板材和至少部分所述第二板材层叠设置，所述自冲铆钉的杆部通过所述第一板材连接到所述第二板材内，所述自冲铆钉的头部压靠在所述第一板材的背向于所述第二板材的一面；
19、所述第一板材包括复合材料板，所述第二板材包括金属板。
20、在一种可能实施的方式中，所述第二板材的厚度t1与所述第一板材的厚度t2满足：t1：t2≥1.5。
21、本技术提供的一种自冲铆钉及自冲铆接接头，结构简单，无需在铆接过程注入结构胶来修复因铆接而损伤的复合材料板的材料，成本较低。
22、本技术提供的一种自冲铆钉及自冲铆接接头，在自冲铆接接头承受拉伸剪切载荷时，能够有效分散和降低头部和复合材料板之间的挤压和剪切应力，进而降低复合材料板受载时的损伤破坏，自冲铆接接头的载荷承受能力及能量吸收性能得到显著的提升。
23、除了上面所描述的本技术实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本技术提供的一种自冲铆钉及自冲铆接接头所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作进一步详细的说明。
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1.一种自冲铆钉，其特征在于，所述自冲铆钉包括：杆部(10)和头部(20)，所述头部(20)连接于所述杆部(10)的第一端，所述杆部(10)的第二端形成钉脚(30)，所述杆部(10)内部具有贯穿所述钉脚(30)的中心孔(11)，所述头部(20)的最大直径为D1，所述杆部(10)的外径为D2，其中2≤D1:D2≤3.02。
2.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述钉脚(30)的内壁面为引导面(32)，所述引导面(32)为圆弧面；
3.根据权利要求2所述的自冲铆钉，其特征在于，沿所述杆部(10)的中轴线方向，所述刃面(31)的高度H3满足：0.15mm≤H3≤0.35mm；和/或，
4.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述杆部(10)的外径D2与所述杆部(10)的内径D3满足：1.6mm≤D2-D3≤2.2mm；和/或，
5.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)的外边缘为侧围面(23)，自所述头部(20)的上表面向所述头部(20)的下表面的方向，所述侧围面(23)的直径逐渐缩小。
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7.根据权利要求1-6任一所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)为第一钉头(21)，所述中心孔(11)的顶面与所述第一钉头(21)的下表面重合，所述中心孔(11)的内壁和中心孔(11)的顶面之间通过第一过渡面(12)连接，所述第一过渡面(12)为圆弧面。
8.根据权利要求7所述的自冲铆钉，其特征在于，所述第一钉头(21)的厚度H1满足：0.7mm≤H1≤2mm；和/或，
9.根据权利要求1-4任一所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)包括第二钉头(22)和环形片(50)，所述第二钉头(22)与所述杆部(10)相互连接，所述环形片(50)套设在所述杆部(10)和所述第二钉头(22)的连接位置，所述环形片(50)的外径大于所述第二钉头(22)的外径。
10.根据权利要求9所述的自冲铆钉，其特征在于，所述环形片(50)的厚度为H2，其中，H2满足0.7mm≤H2≤2mm。
11.一种自冲铆接接头，其特征在于，包括第一板材(60)、第二板材(70)以及权利要求1-10任一所述的自冲铆钉，至少部分所述第一板材(60)和至少部分所述第二板材(70)层叠设置，所述自冲铆钉的杆部(10)通过所述第一板材(60)连接到所述第二板材(70)内，所述自冲铆钉的头部(20)压靠在所述第一板材(60)的背向于所述第二板材(70)的一面；
12.根据权利要求11所述的自冲铆接接头，其特征在于，所述第二板材(70)的厚度T1与所述第一板材(60)的厚度T2满足：T1：T2≥1.5。
...【技术特征摘要】
1.一种自冲铆钉，其特征在于，所述自冲铆钉包括：杆部(10)和头部(20)，所述头部(20)连接于所述杆部(10)的第一端，所述杆部(10)的第二端形成钉脚(30)，所述杆部(10)内部具有贯穿所述钉脚(30)的中心孔(11)，所述头部(20)的最大直径为d1，所述杆部(10)的外径为d2，其中2≤d1:d2≤3.02。
2.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述钉脚(30)的内壁面为引导面(32)，所述引导面(32)为圆弧面；
3.根据权利要求2所述的自冲铆钉，其特征在于，沿所述杆部(10)的中轴线方向，所述刃面(31)的高度h3满足：0.15mm≤h3≤0.35mm；和/或，
4.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述杆部(10)的外径d2与所述杆部(10)的内径d3满足：1.6mm≤d2-d3≤2.2mm；和/或，
5.根据权利要求1所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)的外边缘为侧围面(23)，自所述头部(20)的上表面向所述头部(20)的下表面的方向，所述侧围面(23)的直径逐渐缩小。
6.根据权利要求5所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)中轴线与所述杆部(10)的中轴线相互重合；
7.根据权利要求1-6任一所述的自冲铆钉，其特征在于，所述头部(20)为第一钉头(21)，所述中心孔(11)的顶面与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：符平坡，丁华，周长学，罗时清，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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