[发明专利]一种旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法

说明书

本发明公开了一种旋转摩擦挤压铆接装置，包括工作台、工作头、支撑板及工作头驱动控制装置。工作头包括夹持装置和摩擦头，摩擦头底端加工有球面凹槽，支撑板上表面加工有圆形凹槽，与平头铆钉的平头端相配合。还公开一种铆接方法，包括以下步骤：a、两工件搭接固定,使对应的圆形通孔共轴线；b、平头铆钉的平头端插入支撑板圆形凹槽，移动支撑板至抵靠工件表面且使平头铆钉插入工件圆形通孔；c、摩擦头旋转并轴向挤压铆钉至摩擦头底面与工件表面接触；d、针对另一平头铆钉重复步骤c；e、待工件冷却，即完成铆接连接。本发明的装置结构简单、易于制造，本发明的铆接方法适用性强，能够一次性获得成型美观、力学性能优异的接头。

技术领域

本发明涉及金属连接技术领域，具体为一种旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法。

背景技术

铆接技术是汽车制造、航空航天等领域不可或缺的连接技术，传统的冷铆技术通常用在小直径的铆钉上，同时对铆钉材料的塑性要求较高；热铆是将铆钉加热到一定温度后进行的铆接方法，适用直径较大和材质塑性较差的铆钉，但是由于需要额外加热，铆接过程能耗较大，传统热铆接过程中需将加热到一定温度的铆钉插入钉孔，操作危险系数较高，并且要求加热装置靠近操作场地。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

为了克服现有热铆技术中存在的不足，本发明目的是提供一种结构简单的旋转摩擦挤压铆接装置，本发明的另一目的是提供一种利用该装置的铆接方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明的技术方案1为一种旋转摩擦挤压铆接装置，包括工作台、工作头、支撑板及工作头驱动控制装置，其中，

工作台用于使第一工件和第二工件搭接固定，且使第一工件上的一个以上圆形通孔和第二工件上的相应一个以上圆形通孔共轴线，其中第一工件上的所述一个以上圆形通孔与第二工件上的所述相应一个以上圆形通孔具有相等孔径，分别供平头铆钉的钉杆插入；

支撑板设在第二工件侧，平行于工件表面，支撑板面对工件的表面加工有位置与第一工件和第二工件的相应一个以上圆形通孔对应且形状与平头铆钉的平头匹配的一个以上支撑板圆形凹槽，一个以上平头铆钉的平头分别纳入支撑板圆形凹槽内，支撑板用于向工件位移至抵靠工件表面且使一个以上平头铆钉的钉杆分别插入第一工件和第二工件的相应一个以上圆形通孔；

工作头设在平头铆钉的钉杆端，包括夹持装置和摩擦头，夹持装置一端可操作地连接至工作头驱动控制装置，另一端与摩擦头的一端固定连接，摩擦头的另一端设有摩擦头球面凹槽；

工作头驱动控制装置驱动夹持装置，从而带动摩擦头旋转和位移，使摩擦头球面凹槽逐一与一个以上平头铆钉对准且摩擦挤压平头铆钉的钉杆端，在钉杆端形成与摩擦头球面凹槽形状相同的球冠钉头结构，对第一工件和第二工件起到铆接固定作用。

优选地，平头铆钉的钉杆半径比第一工件的圆形通孔半径小0.5～1mm。

优选地，所述支撑板圆形凹槽的形状与平头铆钉的平头匹配包括：所述支撑板圆形凹槽的圆面半径与平头铆钉的平头半径相同，凹槽深度与平头铆钉的平头厚度相同，对平头铆钉有限位作用。

优选地，所述支撑板上所加工的圆形凹槽的位置与第一工件和第二工件的相应一个以上圆形通孔对应包括：所述支撑板上所加工的圆形凹槽分别与第一工件和第二工件的相应一个以上圆形通孔同轴线。

优选地，所述摩擦头球面凹槽的圆面半径与平头铆钉的平头半径相同，摩擦头球面凹槽的截面圆弧为1/3圆。

优选地，摩擦头与支撑板均由硬度大于平头铆钉的材料制成。

在另一实施例中，提供一种利用技术方案1所述的旋转摩擦挤压铆接装置的旋转摩擦挤压铆接方法，包括以下步骤：