[发明专利]一种半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法

权利要求书

1.一种半空心铆钉的自冲铆接装置，包括铆钉主体、上压边圈、上冲杆和上凹模，其特征在于，还包括下压边圈、下凹模和下冲头，所述铆钉主体上端为圆盘形钉帽，所述铆钉主体的下端为与所述钉帽一体成型的空心钉杆，所述钉杆的底部呈环锥形，所述钉杆底部外侧为外斜面、内侧为内斜面，所述钉帽顶部设有限位台，所述钉杆内部为空腔；所述上冲杆或所述上凹模上下活动嵌入所述上压边圈，所述下凹模或所述下冲头上下活动嵌入所述下压边圈；所述上冲杆底部端面设有与所述限位台相配合的限位台槽；所述下冲头的上端设有冲芯和行程终止环。

2.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，空腔顶面与侧面交接处设有内弧面。

3.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述外斜面与水平面呈75-85°夹角，所述内斜面与水平面呈70-80°夹角。

4.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述限位台顶部端面为平面，所述空腔顶面的直径不大于所述限位台的端面直径，所述限位台底面直径不大于所述钉杆的外径。

5.根据权利要求4所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述限位台与所述钉帽的交接面为限位面，所述限位面与所述钉帽顶部平面呈135°夹角。

6.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述冲芯的顶端直径不大于所述空腔的内径。

7.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述行程终止环为环形且设在所述下冲头上端外缘。

8.根据权利要求7所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述行程终止环内径不小于所述钉帽外径，所述行程终止环顶端到所述冲芯顶端的距离不大于要铆接的板料厚度总和。

9.根据权利要求1所述的半空心铆钉的自冲铆接装置，其特征在于，所述上冲杆与所述上凹模外径相同，所述下凹模与所述下冲头外径相同。

10.使用权利要求1-9任意一项所述的半空心铆钉的自冲铆接装置进行自冲铆接的方法，具体步骤如下：

(1)一次冲裁阶段：

将需要进行铆接的板料摞在一起，并放置在所述下凹模上方，启动自冲铆接设备，所述上压边圈压紧板料上表面，所述下压边圈压紧板料下表面，所述上冲杆正下方的上板料上表面放置所述铆钉主体，所述上冲杆开始下行移动；

(2)扩张阶段：

所述上冲杆推动所述铆钉主体刺穿上板料，同时所述铆钉主体迫使下板料在所述下凹模内产生塑性变形，随着下板料逐渐填充所述下凹模，在所述外斜面和所述内斜面及所述下凹模形状的作用下，所述钉杆底部向周围扩张同时刺入下板料，所述钉杆外侧面与上板料和下板料接触面形成下内变形面，下板料的底面在所述下凹模的作用下形成下外变形面，最终所述下内变形面与上板料和下板料之间形成机械自锁结构；

(3)一次回程：

一次冲裁完成，所述上压边圈和所述下压边圈保持静压力，所述上冲杆和所述下凹模返回初始工位，此时，通过机械手将所述上冲杆替换成所述上凹模，将所述下凹模替换成所述下冲头，所述上凹模下行压在所述限位台上方待命；

(4)二次冲裁及变形阶段：

所述下冲头顶住所述下外变形面，随着所述冲芯的上行，所述下外变形面及下板料和上板料随着所述冲芯外轮廓变形，同时所述限位台也逐渐沿着所述上凹模内轮廓变形，所述行程终止环顶面顶住下板料底面时，所述下冲头停止，所述铆钉主体顶面与上凹模内轮廓紧密接触形成铆钉变形面，下板料底部与所述冲芯外轮廓接触面形成冲头变形面，所述空腔顶面与上板料接触面挤压形成上内变形面B，所述空腔中的上板料与下板料接触面形成上内变形面A；

(6)复合冲铆完成：

所述上凹模和所述下冲头返回初始工位，所述上压边圈和所述下压边圈释放压边力，上板料和下板料复合铆接完成。