[发明专利]用于自冲摩擦铆焊的铆钉及其自冲摩擦铆焊连接系统

摘要

一种用于自冲摩擦铆焊的铆钉及其自冲摩擦铆焊连接系统，所述铆钉包括半空心铆钉体以及铆钉盖，其中铆钉盖的下表面与半空心铆钉体相连，半空心铆钉体的底端设有楔形锥角，铆钉盖上端边缘设有用于装卸的倒角及旋转驱动结构，铆钉盖的中心设有定位结构，其中旋转驱动结构为中心对称的有向凹形面或有向凸形面；定位结构为中心对称且镜像对称的凸形面或凹形面。本发明通过铆钉与驱动系统配合使用可以提高自冲摩擦铆焊过程中铆钉的驱动刚度与定位精度，解决半空心铆钉高速旋转过程中稳定性差以及铆钉轴线与旋转轴线不重合的问题，降低接头失效概率，避免铆钉与板材之间产生隙等问题，保证自冲摩擦铆焊工艺在连接钢、铝、镁、复合材料，以及异质材料时的工艺可靠性。

主权项

一种用于自冲摩擦铆焊的铆钉的自冲摩擦铆焊连接系统的铆钉旋转进给方法，其特征在于，包括：能够轴向垂直运动以及径向旋转运动驱动所述铆钉的驱动杆、铆钉、模具以及层叠设置于铆钉与模具之间的待连接板件，其中：驱动杆的下表面与所述铆钉的上表面形状相互匹配；所述的相互匹配，是指：驱动杆的底部形面与所述铆钉的铆钉盖上表面形面相匹配；所述的模具的上表面正对铆钉的位置设有用于配合所述铆钉控制材料流动的固定结构，该固定结构的形状包括：平底凹槽、中间带凸起的凹槽、平板以及通孔；所述的铆钉包括：半空心铆钉体以及铆钉盖，其中：铆钉盖的下表面与半空心铆钉体相连，半空心铆钉体的底端设有楔形锥角，铆钉盖上端边缘设有用于装卸的倒角及旋转驱动结构，铆钉盖的中心设有定位结构，半空心铆钉体楔形锥角的顶点与半空心铆钉体内壁或外壁重合或位于内壁和外壁之间；所述的旋转驱动结构为中心对称的有向凹形面或有向凸形面；所述的定位结构为中心对称且镜像对称的凸形面或凹形面；所述的铆钉旋转进给方法，包括如下步骤：步骤1，将铆钉竖直置于驱动杆下方，并施加适当阻尼，限制铆钉的轴向运动与周向转动；步骤2，驱动杆轴向向下快速直线进给至距铆钉上端面；步骤3，驱动杆轴向向下慢速进给，并同时慢速旋转，使驱动杆中心的定位凸台与铆钉盖中心的定位凹槽自动啮合，实现铆钉的自对中，同时驱动杆底部边缘的楔形凸起与铆钉盖边缘的楔形缺口相接触，每一对楔形凸起与楔形缺口中与铆钉盖上端面垂直的一对平面相接触，驱动杆下端面与铆钉上端面相接触，驱动杆与铆钉啮合过程中，当驱动杆对铆钉施加的轴向压力或周向扭矩大于铆钉受到的外部阻尼时，铆钉随驱动杆进行轴向运动或周向转动；步骤4，驱动杆与铆钉共同运动至距铆钉空行程末端，驱动杆轴向与周向运动加速至自冲摩擦铆焊工艺所需参数，并驱动铆钉以所需工艺参数完成自冲摩擦铆焊过程。