[发明专利]一种半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法

说明书

本发明公开了一种半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法，包括铆钉主体、上压边圈、上冲杆、上凹模、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，解决了半空心铆钉铆接内锁结构单一，以及铆接强度要求较高、板材难于连接问题，使铆接后板料和半空心铆钉之间形成双重机械自锁结构，铆接强度高。

技术领域

本发明涉及自冲铆接技术领域，具体是一种半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，对汽车经济性要求越来越高，从而使汽车制造商更加重视车身总成的轻量化和连接的高质量，并寻求减少车身重量的办法，减少尾气排放，其中之一的方法就是大量使用轻型材料，如铝和塑料等原料.到目前为止，点焊是连接钢板车身结构的主要方法，但是点焊无法实现黑金属与有色金属的连接、有色金属(如薄铝板)之间的连接、金属与非金属的连接、非金属之间的连接，为了适应快速和自动化的生产需要，为了连接不能进行点焊和难于点焊的材料，铆接越来越受到重视和青睐。

常用的自冲铆接技术是一种机械冷连接技术，可实现同种或异种多层板料的有效连接，其连接原理是通过冲头下行压迫铆钉刺入料板，铆钉在刺入料板的过程中沿周向扩张形成铆扣，在板料中形成一个自锁的紧固结构，从而将板料紧紧连接在一起，现有技术中半空心铆钉自冲铆接方式主要依靠铆钉钉杆沿周向扩张而在板料内形成一个机械内锁结构以起到对板料的连接作用，但是传统方法内锁结构单一，降低了连接强度以及所产生的连接的寿命，现有的连接无法保证例如汽车领域的连接质量要求，不适用于铆接强度要求较高的场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种连接强度高，连接可靠，适用于铆接强度要求较高难于可靠连接板材的半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法。

为了实现上述目的，本发明提供的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。

优选地，空腔顶面与侧面交接处设有内弧面。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述冲芯的顶端直径不大于所述空腔的内径。

优选地，所述行程终止环为环形且设在所述下冲头上端外缘。

优选地，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。

优选地，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。

使用本发明所述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：