[发明专利]用于通过铆接接合部件的系统和方法

说明书

一种用于机械地联结相邻工件的铆接系统，其包括具有大于所联结工件的厚度(沿着铆接线测量)和的高度的铆钉使得该铆钉可完全穿过工件。该系统还包括可以是单独产品的铆接模具。该模具包括从顶点朝过渡点延伸的突出体；以及具有凹槽表面的凹槽。该凹槽表面包括从过渡点延伸至凹槽底部的凹槽内壁以及从凹槽底部延伸至凹槽外缘的凹槽外壁。本技术还包括计算机化系统，其用于比较铆接的负荷‑移位曲线与预设曲线以确定是否适当地执行铆接。

技术领域

本技术总体上涉及用于接合零部件或工件的系统和方法，并且更具体地涉及用于使用包括独特配置的模具和铆钉的铆接系统互锁部件的系统和方法。模具和铆钉配置成使得铆钉的远侧边缘或尖端在被迫穿过这两个部件之后向上朝工件转动，从而产生将部件锁定在一起的机械挂钩。

背景技术

在诸如消费者电子器件、家用产品和用具、农业、建筑设备、运输系统、汽车、航空和航海的行业中，诸如铝的各种制造材料接合以形成重量相对较轻的连接部分。聚合复合物还连接至金属或其它聚合物。

制造商可通过将某些聚合物或复合物材料与其它材料组合来选择具有有利特性（诸如重量轻、极高的顺应性或可成型、高强度、耐用）或具有理想纹理或颜色的材料。制品可以包括各种部件（例如，外部、内部或装饰特征），其中材料经过选择并且配置成承受（例如）热和/或化学侵蚀性环境或用于喷涂或者随时间变化的耐化学性。

由于聚合物和其它低质量材料的使用日益增长，诸如激光焊接和超声焊接等压缩模制和模制后接合技术也被更普遍地使用。

用于接合类似或不同材料的工艺包括机械接合（例如，螺栓和铆钉）、熔接（例如，熔接弧焊和激光焊接）、固态接合（例如，摩擦搅拌焊接和超声焊接）、钎焊和锡焊以及粘附剂粘合等。

稳健而无需大的成本的接合材料具有挑战性。考虑因素包括所接合的材料的化学、机械和热行为。当设计不同材料接头时，必须考虑例如（诸如但不限于）材料厚度、表面能量、熔化温度的差异以及每种材料的热膨胀/收缩的因素必须。不同材料的材料性质的差异使得焊接接合尤其具有挑战性并且在某些情况中是不可能的。

转向附图并且更具体地转向第一附图，图1说明用于将第一工件110接合至第二工件120的常规铆钉接合系统100。

系统100包括铆接机130，其包括主体132以及定位邻近于机器主体132并且可相对于该机器主体移动的活塞或冲压机134。系统100包括基座140、模具150和铆钉160。

在操作中，机器主体132定位邻近于工件中的第一工件110，如由图1中的箭头133所指示。

铆钉160定位在冲压机134与第一工件110之间。冲压机134向下推压在铆钉160上，如由箭头180所指示，从而迫使铆钉160的远侧尖端162刺穿工件110、120，首先穿过工件110、120中的近侧工件110、超出该两个工件110、120之间的界面115，并且进入工件110、120中的远侧工件120。

常规技术的设计者必须在更多裂纹或更小铆钉扩张之间做出选择，其中的每一个均降低了接头质量。

这样的技术的缺点包括接头具有的强度小于理想强度。传统技术还使用相对较短的铆钉，该铆钉并未穿过下部、第二工件120。当铆钉160保持为浅深度并且未能扩张时，接头强度低于理想强度。

非理想接头强度还可起因于产生在铆接过程中的不可接受的裂开程度（例如，裂纹117）。尤其对于具有相对较低延展性的材料（诸如碳纤维热塑性复合物），裂开（包含工件内的微裂纹和脱层）是可能的。为了避免裂开，多种技术使用相对较短的铆钉160来尽可能较低程度地刺穿至第二工件120中。另外，为了避免裂开，通常使用具有相对较高延展性的材料，这限制了在最终产品中使用的选项。

发明内容

归因于前述提及的缺陷，需要用于牢固地、有效地且具成本效益地接合工件的铆接系统和方法。