[发明专利]一种带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉及自冲铆设备和方法

权利要求书

1.一种带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉，其特征在于，所述带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉(3)包括具有半空心结构的铆钉主体(31)和设置于所述铆钉主体(31)上端面的带有紧固螺纹的螺纹头(32)，所述螺纹头(32)底部设有便于螺纹加工完成后退刀的退刀槽(33)，所述铆钉主体(31)的外径与所述螺纹头(32)的外径相同。

2.根据权利要求1所述的带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉，其特征在于，所述螺纹头(32)用于连接较厚的板材，其具有M3-M8的粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹，其公称长度为12mm-22mm。

3.一种自冲铆设备，其特征在于，应用权利要求1或2所述的带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉(3)，与其配合使用的自冲铆冲头(1)内部的冲杆设有用于容纳所述带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉(3)的光孔，所述光孔与所述螺纹头(32)顶端互相配合，用于确保铆接成型过程的对心性；所述自冲铆设备还包括嵌套设置在所述自冲铆冲头(1)外侧的压边圈(2)和与所述压边圈(2)呈上下相对设置的自冲铆下模具(6)，将待铆接的上层板材(4)和下层板材(5)上下堆叠放置在所述自冲铆下模具(6)上，通过所述自冲铆冲头(1)带动所述压边圈(2)向下运动与所述自冲铆下模具(6)合模后，推动所述带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉(3)使得所述铆钉主体(31)与所述上层板材(4)和下层板材(5)之间形成机械互锁，再通过所述螺纹头(32)的螺纹机构实现与较厚的板材之间的连接。

4.根据权利要求3所述的自冲铆设备，其特征在于，所述上层板材(4)和下层板材(5)的材质选用高强轻质合金、高强度钢板、低强度碳钢或非金属复合材料中的一种；所述较厚的板材是指塑性较差的金属材料或非金属材料。

5.根据权利要求4所述的自冲铆设备，其特征在于，所述上层板材(4)和下层板材(5)的板材厚度为2mm-6mm，所述较厚的板材的板材厚度为4mm-16mm。

6.一种应用如权利要求5所述的自冲铆设备铆接多层板材的方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将带铆接的上层板材(4)和下层板材(5)上下堆叠放置在所述自冲铆下模具(6)上；

S2、通过所述自冲铆冲头(1)带动所述压边圈(2)向下运动与所述自冲铆下模具(6)合模后，推动所述带有紧固螺纹的半空心自冲铆接螺钉(3)使得所述铆钉主体(31)与所述上层板材(4)和下层板材(5)之间形成机械互锁；

S3、再通过所述螺纹头(32)的螺纹机构实现与较厚的板材之间的连接，从而实现多层板材在不同厚度范围内的连接。

7.根据权利要求6所述的铆接多层板材的方法，其特征在于，当铆接高强度轻质合金或高强度钢板时，所述步骤S1还包括将待铆接的上层板材(4)和下层板材(5)放入加热炉中加热，使其温度快速达到预设的固溶温度，保温一段时间后使溶质原子充分溶解到基体中以获得饱和固溶体，然后将固溶后的两层板材快速转运至自冲铆下模具(6)上准备进行步骤S2的自冲铆接，再对铆接部件进行保压淬火。