[发明专利]一种组合冲压铆接方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于小尺寸薄板工件铆接的组合冲压铆接方法及其装置，属于金加工技术领域。

背景技术

在现有的小尺寸薄板工件铆接工艺技术中，大多采用铆接机进行旋转铆接。将工件固定的在底座上，通过高速旋转的铆接转头使得铆钉翻边，这种铆接方式对普通工件虽然铆接质量稳定翻边均匀，但是对于表面要求高、尺寸小而且夹持有困难的工件，采用旋转铆接就很难保证被铆接工件的零件间的同轴度关系。为了确保被铆接的小尺寸薄板工件既能满足零件间的同轴度关系，端面又能有效贴合，在本发明中采用定位底座、铆接冲头、预压紧套、预压紧弹簧、圆柱销和调整杆等构成的组合冲压铆接装置，将压力机的轴向力转换成径向铆接力，并压紧和定向中间被铆接零件。该装置铆接均匀稳定、牢固可靠、端面贴合效果良好，并能保证工件内外零件之间的同轴度。

发明内容

为了解决旋转铆接时工件尺寸小、表面要求光洁而不能夹持或零件间同轴度有较高要求等问题，本发明提供一种具有结构简单紧凑、安装调试操作简单、维护方便的组合冲压铆接方法及其装置。

本组合冲压铆接装置的零件包括定位底座、铆接冲头、预压紧套、预压紧弹簧、圆柱销和调整杆等。定位底座安装在压力机的工作台上，主要是支撑和定位工件。铆接冲头装夹在压力机的压力杆上，中心线与定位底座的中心线对齐，铆接时冲头与铆钉接触，并使铆钉向外翻卷。预压紧套、预压紧弹簧、圆柱销安装在铆接冲头上，主要通过预压紧套和预压紧弹簧实现对被铆接薄板零件的预压紧和防止工件卡在铆接冲头上，圆柱销用于将预压紧套和预压紧弹簧连接在铆接冲头上，避免工作时脱落。调整杆作为辅助定位工具，主要用于将定位底座的定位中心线调整为与压力机的压杆中心线对齐。

定位底座为两节阶梯状圆柱形结构，主要是定位和支撑工件。定位底座的高度应比工件的支撑定位端插入定位底座的长度大10mm以上，与支撑工件接触的端面外径尺寸应至少有工件支撑部位的直径尺寸大，下端设置高约10mm外径比上端大15mm～20mm的凸出台阶，用于将定位底座压紧在压力机的工作台上。定位底座的底面和上表面保持平行关系，在上表面的中间设置中心定位孔与工件定位圆柱构成精密的间隙配合。

铆接冲头为多节阶梯圆柱体结构，用于支撑预压紧套和预压紧弹簧，并对工件进行压紧和铆接。铆接冲头上端第一节外径与压力机压杆的孔内形成精密间隙配合的圆柱，长度按压力机压杆的安装尺寸要求。第二节设置一个圆盘，外径比上端圆柱大6mm至8mm，长度为8mm，圆盘上端面与压力机压杆的端面接触，下端面与预压紧弹簧的上端面接触。第三节圆柱的外径为22mm，长度为65mm，距离底端6mm处设置两个对称的圆柱孔，孔深为4mm，直径为4mm。第四设置一个直径比铆钉翻边后外径稍大的圆柱，长度约为12mm。最下端设置一个圆锥型台，下端直径比铆钉孔稍小，母线全角为10度，长度为5mm，圆锥与上端面用半径为1mm的圆角过度。圆锥表面要求进行抛光加工，并且进行表层热处理，提高壁面的硬度和耐磨性。

预压紧套为圆柱筒形结构，主要是在铆接时用于预先压紧被铆接的小尺寸薄板零件，以确保铆接后薄板件的端面与支撑零件的端面有效的贴合，在铆接之后，通过预压紧套的推力使得工件与铆接冲头迅速脱离，避免工件卡在铆接冲头上。预压紧套的外圆柱直径为30mm，长28mm，中间设置一个台阶孔，大孔直径为22mm并与铆接冲头保持精密的间隙配合关系，深度为20mm，第二节为小孔直径比铆接冲头的对应的第四节圆柱外径尺寸约大0.5mm，并贯穿整个零件。另外，在距离大孔外端面3mm直至孔的底面设置一个宽度为4.5mm的对称沟槽，并且要求预压紧套下端面与大孔的轴线有较精密的垂直度关系。通过内孔与铆接冲头圆柱形成的精密间隙配合，保证了预压紧套滑动时不产生晃动，将圆柱销穿过预压紧套的对称沟槽，就能限制滑动范围，避免其脱落。

预压紧弹簧主要用于对预压紧套产生推力，进而避免在铆接过程中薄板工件随意晃动，实现铆接后工件的零件间端面紧密贴合。并且，在铆接冲头回程时对工件施加推力，试工件从铆接冲头上顺利脱落。预压紧弹簧为圆柱形弹簧，自由长度为55mm，内径为24mm，钢丝直径为7mm，弹簧刚度为280N/mm。

圆柱销按照国家标准选用标准件，主要用于阻止预压紧套和预压紧弹簧的脱落。圆柱销外径尺寸为4mm，长度为16mm，通过过盈配合连接到铆接冲头的圆柱孔内。