[发明专利]一种双层内锁半空心自冲铆铆钉装置及其自冲铆连接方法

权利要求书

1.一种双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：包括一个双层内锁半空心自冲铆铆钉（24）、一个用于双层内锁半空心自冲铆铆钉铆接的下铆模（27）；所述双层内锁半空心自冲铆铆钉（24）包括钉帽（1）、双层且具有中心孔的钉杆（2）；钉杆（2）包括内层钉杆和外层钉杆，所述双层且具有中心孔的钉杆（2）整体以其中心轴线呈轴对称结构，钉帽（1）与钉杆（2）为一体式结构且具有相同的中心轴线，内外层钉杆之间通过穹顶Ⅰ（3）过渡连接；内层钉杆与钉帽连接处通过穹顶Ⅱ（4）和圆倒角Ⅰ（5）来过渡；外层钉杆与钉帽连接处通过圆倒角Ⅱ（6）来过渡；

所述内层钉杆和外层钉杆的钉杆结构均相同，钉杆端部形成刃角，其边缘均依次设有内侧的直线边Ⅰ（7）、圆弧边Ⅰ（8）、直线边Ⅱ（9）、圆弧边Ⅱ（10）及外侧的直线边Ⅲ（11）、圆弧边Ⅲ（12）、直线边Ⅳ（13）进行过渡连接，直线边Ⅱ（9）与直线边Ⅲ（11）延伸至下边缘处通过圆弧边Ⅱ（10）连接；所述下铆模（27）以其中心轴线为轴对称结构，其内侧模腔内设有用于双层内锁半空心自冲铆铆钉（24）内层钉杆铆接的凹腔Ⅰ，外侧设有承纳外扩式的外层钉杆的凹腔Ⅱ；

所述穹顶Ⅰ（3）为圆弧形，穹顶Ⅱ（4）为平面。

2.根据权利要求1所述双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述圆弧边Ⅱ（10）的圆心到直线边Ⅳ（13）水平距离与钉杆壁厚之比为：0.55~0.65；

过所述圆弧边Ⅱ（10）圆心的直线边Ⅱ（9）的垂线与竖直方向的夹角为65°~75°；

过所述圆弧边Ⅱ（10）圆心的直线边Ⅲ（11）的垂线与竖直方向的夹角为55°~65°；

所述圆弧边Ⅱ（10）的半径为0.03~0.25mm。

3.根据权利要求1所述双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述下铆模（27）整体以其中心轴线呈轴对称结构，下铆模（27）外围的凹腔Ⅱ由扩张槽（14）、模圆弧边Ⅰ（15）、模圆弧边Ⅱ（16）、模圆弧边Ⅲ（17）、模倒角（23）构成；内层的凹腔Ⅰ由模圆弧边Ⅳ（18）、模直线边Ⅰ（19）、模圆弧边Ⅴ（20）、底直线边（21）、模直线边Ⅱ（22）构成；凹腔Ⅰ上端的模圆弧边Ⅳ（18）通过模直线边Ⅱ（22）与凹腔Ⅱ上端的模圆弧边Ⅲ（17）过渡连接，凹腔Ⅰ下端通过模圆弧边Ⅴ（20）与底直线边（21）过渡连接。

4.根据权利要求3所述双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述模圆弧边Ⅳ（18）与模直线边Ⅱ（22）的交点到下铆模对称中心轴线的距离与底直线边（21）到模直线边Ⅱ（22）的竖直方向距离之比为1.0~1.2；

所述模直线边Ⅰ（19）与竖直方向夹角为30°~45°。

5.根据权利要求3所述双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述模圆弧边Ⅱ（16）的半径与模圆弧边Ⅰ（15）半径比值为4~5，且模圆弧边Ⅱ（16）曲线方程的二阶导为正值，同时模圆弧边Ⅰ（15）曲线方程二阶导恒为负。

6.根据权利要求3所述双层内锁半空心自冲铆铆钉装置，其特征在于：所述扩张槽（14）圆弧段的半径为2~3mm。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的装置进行自冲铆连接的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：

Step1、将需要进行自冲铆连接的上板（25）和下板（26）充分靠近或者接触，通过相关模具的定位作用将组合的上下板放置在下铆模（27）上方；

Step2、启动自冲铆接设备，自冲铆接设备上的压边圈压紧板料，冲头推动铆钉下行推动双层内锁半空心自冲铆铆钉（24）的内层钉杆向凹腔Ⅰ内扩，外层钉杆向凹腔Ⅱ外扩，铆钉嵌入板料；

Step3、板料塑性变形完成，铆钉与板料间机械内锁形成后，自冲铆接设备上的冲头上行回归到原位，自冲铆连接过程完成。