[發明專利]一種雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置及其自沖鉚連接方法

有效

• 申請號: 201710913143.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107639201B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 何曉聰;丁文有
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B21J15/38
• 分類號: B21J15/38;B21J15/10;F16B19/08
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1.一種雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：包括一個雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘（24）、一個用于雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘鉚接的下鉚模（27）；所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘（24）包括釘帽（1）、雙層且具有中心孔的釘桿（2）；釘桿（2）包括內層釘桿和外層釘桿，所述雙層且具有中心孔的釘桿（2）整體以其中心軸線呈軸對稱結構，釘帽（1）與釘桿（2）為一體式結構且具有相同的中心軸線，內外層釘桿之間通過穹頂Ⅰ（3）過渡連接；內層釘桿與釘帽連接處通過穹頂Ⅱ（4）和圓倒角Ⅰ（5）來過渡；外層釘桿與釘帽連接處通過圓倒角Ⅱ（6）來過渡；

所述內層釘桿和外層釘桿的釘桿結構均相同，釘桿端部形成刃角，其邊緣均依次設有內側的直線邊Ⅰ（7）、圓弧邊Ⅰ（8）、直線邊Ⅱ（9）、圓弧邊Ⅱ（10）及外側的直線邊Ⅲ（11）、圓弧邊Ⅲ（12）、直線邊Ⅳ（13）進行過渡連接，直線邊Ⅱ（9）與直線邊Ⅲ（11）延伸至下邊緣處通過圓弧邊Ⅱ（10）連接；所述下鉚模（27）以其中心軸線為軸對稱結構，其內側模腔內設有用于雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘（24）內層釘桿鉚接的凹腔Ⅰ，外側設有承納外擴式的外層釘桿的凹腔Ⅱ；

所述穹頂Ⅰ（3）為圓弧形，穹頂Ⅱ（4）為平面。

2.根據權利要求1所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：所述圓弧邊Ⅱ（10）的圓心到直線邊Ⅳ（13）水平距離與釘桿壁厚之比為：0.55~0.65；

過所述圓弧邊Ⅱ（10）圓心的直線邊Ⅱ（9）的垂線與豎直方向的夾角為65°~75°；

過所述圓弧邊Ⅱ（10）圓心的直線邊Ⅲ（11）的垂線與豎直方向的夾角為55°~65°；

所述圓弧邊Ⅱ（10）的半徑為0.03~0.25mm。

3.根據權利要求1所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：所述下鉚模（27）整體以其中心軸線呈軸對稱結構，下鉚模（27）外圍的凹腔Ⅱ由擴張槽（14）、模圓弧邊Ⅰ（15）、模圓弧邊Ⅱ（16）、模圓弧邊Ⅲ（17）、模倒角（23）構成；內層的凹腔Ⅰ由模圓弧邊Ⅳ（18）、模直線邊Ⅰ（19）、模圓弧邊Ⅴ（20）、底直線邊（21）、模直線邊Ⅱ（22）構成；凹腔Ⅰ上端的模圓弧邊Ⅳ（18）通過模直線邊Ⅱ（22）與凹腔Ⅱ上端的模圓弧邊Ⅲ（17）過渡連接，凹腔Ⅰ下端通過模圓弧邊Ⅴ（20）與底直線邊（21）過渡連接。

4.根據權利要求3所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：所述模圓弧邊Ⅳ（18）與模直線邊Ⅱ（22）的交點到下鉚模對稱中心軸線的距離與底直線邊（21）到模直線邊Ⅱ（22）的豎直方向距離之比為1.0~1.2；

所述模直線邊Ⅰ（19）與豎直方向夾角為30°~45°。

5.根據權利要求3所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：所述模圓弧邊Ⅱ（16）的半徑與模圓弧邊Ⅰ（15）半徑比值為4~5，且模圓弧邊Ⅱ（16）曲線方程的二階導為正值，同時模圓弧邊Ⅰ（15）曲線方程二階導恒為負。

6.根據權利要求3所述雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘裝置，其特征在于：所述擴張槽（14）圓弧段的半徑為2~3mm。

7.一種利用權利要求1-6任一項所述的裝置進行自沖鉚連接的方法，其特征在于：所述方法的具體步驟為：

Step1、將需要進行自沖鉚連接的上板（25）和下板（26）充分靠近或者接觸，通過相關模具的定位作用將組合的上下板放置在下鉚模（27）上方；

Step2、啟動自沖鉚接設備，自沖鉚接設備上的壓邊圈壓緊板料，沖頭推動鉚釘下行推動雙層內鎖半空心自沖鉚鉚釘（24）的內層釘桿向凹腔Ⅰ內擴，外層釘桿向凹腔Ⅱ外擴，鉚釘嵌入板料；

Step3、板料塑性變形完成，鉚釘與板料間機械內鎖形成后，自沖鉚接設備上的沖頭上行回歸到原位，自沖鉚連接過程完成。