金属板件的冲压腰形点连接模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种金属板件的冲压腰形点连接模具，包括凸模及位于凸模下方的凹模。凸模包含凸模体及位于凸模体下端的腰形压头，腰形压头具有与凸模体相连接的腰形压头根部、腰形压头底面及环绕腰形压头底面的腰形压头底角边，腰形压头底面包括由腰形端部半圆弧、半圆直径切点、连接切线依次相连接构成的腰形面；凹模包含凹模体，凹模体的上端具有凹模顶面及位于凹模顶面内侧边缘的凹口边、凹模腰形底面及环绕凹模腰形底面的导流槽；当凸模自上而下依次将第一板件与第二板件压入凹模内时，第一板件与第二板件分别在凹模体内部的凹口边、导流槽处以板件夹层为界互相挤压交错流动并形成呈内层角、外层角，从而形成具有底边凸筋的凹槽的连接点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属板件的冲压腰形点连接模具与冲压腰形点连接方法，尤其涉及一种广泛用于气液增力缸式冲压设备上的金属板件的冲压腰形点连接模具与冲压腰形点连接方法。
技术介绍
金属板件连接技术包括焊接连接、点焊连接、铆钉连接、螺纹连接、滚口及卷边连接等技术。金属板件冲压点连接技术的创造性问世，突破了传统的板件连接的工艺模式，并以其独特的模具结构简单、低成本高效率、经济节能环保、质量稳定可靠、不损坏任何表面涂层，及不同材质不同厚度板件多层连接的技术特征，广泛应用于航天、机械、汽车、家电、 五金等领域。金属板件冲压点连接技术异军突起的贡献显而易见，是现在板件连接
里的一朵奇葩，是一种工艺成熟、高效节能、普及迅速、先进的板件连接技术，具有不可估量的社会效益。金属板件冲压点连接技术实际上是一种冲压圆点连接技术，其表现方式是在气液增力缸式冲压设备上，利用一个简单的圆形凸模把被连接的板件通过一个冲压加工过程， 在压力作用下挤压进相应的凹模内，受到挤压的板件材料在凹模腔内，按设计的导流结构使板件材料的外部及夹层内部之间产生体积形态移动，使压力点周边的夹层材料产生流动变形，互相包扣咬合把板件连接一起，脱模后塑性变形成一面凹陷、一面凸起的圆形点状， 即板件冲压圆点连接。目前，这种板件连接的出色表现彰显出其独特技术优势。然而，经过多年的生产实践，发现这种板件冲压圆点连接技术仍然存在着缺陷和不足1、板件需要单点连接时，冲压圆点连接部位虽然表面包扣咬合为一体，其内部仍然是圆周分层结构，两层板件当受到两个不同方向外力时极易转动，容易破坏板件连接的稳定性；2、冲压圆点的直径是根据板件的材质、厚度、冲压位置等条件，选用相应的模具而有不同的变化，但圆形模具结构不会改变，在相同的条件，冲压圆点的直径制约了板件连接部位的互相包扣咬合的接触面积，不适合连接强度要求较高的窄小法兰边的板件；3、由于连接部位受到圆形的互相包扣咬合的接触面积限制，同时也制约了板件连接强度的范围，而板件连接形成的圆点式结构，其抗拉、抗剪受力状态，不能有避重就轻合理的进行针对性、方向性的选择。因此，在现有技术中为了克服现有技术存在的缺陷和不足出现了一种板件双圆点连接，即两个并列圆形凸模对应两个并列的两个相通圆形凹模，来实现板件连接，虽然增加了压力点的咬合接触面积、提高了抗拉抗剪强度，但是不足之处是模具形状复杂，制造成本增加，而两个圆形凸模之间分离成夹缝形状，使被压力挤进的流动材料形成夹持力，在冲压加工过程中增加了脱模阻力，加力脱模后容易使板件变形。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷不足，本技术的目的是提供一种全新的金属板件的冲压腰形点连接模具与冲压腰形点连接方法。为了达到以上目的，本技术提供了一种金属板件的冲压腰形点连接模具，它包括凸模以及位于凸模下方的凹模。凸模包含凸模体以及位于凸模体下端的腰形压头，腰形压头具有与凸模体相连接的腰形压头根部、腰形压头底面以及环绕腰形压头底面的腰形压头底角边，腰形压头底面包括由腰形端部半圆弧、半圆直径切点、连接切线依次相连接构成的腰形面；凹模包含凹模体，凹模体的上端具有凹模顶面以及位于凹模顶面内侧边缘的凹口边、凹模腰形底面以及环绕凹模腰形底面的导流槽；当凸模自上而下依次将第一板件与第二板件压入凹模内时，第一板件与第二板件分别在凹模体内部的凹口边、导流槽处以板件夹层为界互相挤压交错流动并形成呈内层角、外层角，从而形成具有底边凸筋的凹槽的连接点。本技术的更进一步改进在于，腰形压头底角边的横断剖面是圆弧形，腰形压头底角边的整体外形尺寸略小于腰形压头根部的整体外形尺寸，从而腰形压头底角边与腰形压头根部之间形成角度较小的斜面，因此腰形压头的纵截面基本呈梯形，并且腰形压头底面在垂直方向上的投影落在腰形压头根部的投影内。本技术的更进一步改进在于，凹口边的横断剖面是圆弧形，导流槽的横断剖面是圆弧形，凹模腰形底面与导流槽的连接处的横断剖面是圆弧形。根据本技术的另一方面，提供了一种金属板件的冲压腰形点连接方法，依次进行如下步骤冲压准备过程调整凸模与凹模的位置，使凸模与凹模的中轴线位于同一直线上， 将待加工的第一板件与第二板件依次堆叠在凹模上，其中，凸模包含凸模体以及位于凸模体下端的腰形压头，腰形压头具有与凸模体相连接的腰形压头根部、腰形压头底面以及环绕腰形压头底面的腰形压头底角边，腰形压头底面包括由腰形端部半圆弧、半圆直径切点、 连接切线依次相连接构成的腰形面；凹模包含凹模体，凹模体的上端具有凹模顶面以及位于凹模顶面内侧边缘的凹口边、凹模腰形底面以及环绕凹模腰形底面的导流槽；初压入拉伸过程凸模下压将第一板件与第二板件冲压入凹模中，当第一板件与第二板件之间的板件夹层的剖面呈直角边时，测量并记录拉伸底厚值Xl并与预定值相比较，根据比较结果调整模具的对准，其中，拉伸底厚值Xl定义为凹模顶面和凹模腰形底面的之间距离，拉伸底厚值Xl的大小直接反映压痕深浅，是检验观察模具之间的偏移量的指标，是模具对准调整固定重要环节；成型挤压过程凸模自上而下依次将第一板件与第二板件压入凹模内，第一板件与第二板件分别在凹模体内部的凹口边、导流槽处以板件夹层为界互相挤压交错流动并形成呈内层角、外层角，从而形成具有底边凸筋的凹槽的连接点。由于第一板件材料把导流槽填满形成底边凸筋，第一板件材料流动让位供第二板件材料继续延伸挤压占位，凹模腔内周围材料晶粒逐渐变细，同时第二板件与第一板件内部材料以板件夹层为界，互相有规律交错流动横断剖面呈内层角、外层角的变形，形成预定的纤维流线分布，互相包扣咬合、挤压镶嵌使板件连接在一起。本技术的更进一步改进在于，腰形压头底角边的横断剖面是圆弧形，腰形压头底角边的整体外形尺寸略小于腰形压头根部的整体外形尺寸，从而腰形压头底角边与腰形压头根部之间形成角度较小的斜面。本技术的更进一步改进在于，凹口边的横断剖面是圆弧形，导流槽的横断剖面是圆弧形，凹模腰形底面与导流槽的连接处的横断剖面是圆弧形。本技术的更进一步改进在于，在成型挤压过程之后还具有检验过程，包括测量并记录腰形点底厚值X并与预定值相比较，根据比较结果判定产品质量的好坏，其中，腰形点底厚值X定义为腰形压头底面和凹模腰形底面的之间距离。腰形点底厚值X是经抗拉、抗剪检测而制定的最佳X腰形点底厚的参数，因此在连接过程中需要精确控制该指标， 通过压力控制腰形压头底面和凹模腰形底面的之间距离X值，来实现板件连接腰形点底厚值X达到强度要求。根据以上内容不难看出，金属板件的冲压腰形点连接模具是本技术的技术核心，而核心的关键是用简单的模具结构控制着复杂的材料流动变形，连接的金属板件有着各种不同材质、不同板厚、不同位置、不同夹层、不同涂层等约束条件，涉及着模具的结构设计要具备在一定的压力条件下通过冷拉伸、冷挤压连贯的加工工艺过程达到板件连接强度要求。而在气液增力缸式冲压设备上，冲压腰形点连接是利用金属材料塑性，使金属板件在满足强度、刚度、稳定性能的条件下，通过相应的压力作用在一个形状简单、尺寸合理的腰形凸模和与其相对应的凹模上，经过冷拉伸挤压使板件材料产生残余变形，并在凹模腔内毫无空隙的充满整个容积，材料沿着凹模几何形状从各个不同方向转移流动，使板与板之间的材料晶粒变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣魁，夏元海，
申请(专利权)人：苏州托克斯冲压设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：