[發明專利]一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置及自沖鉚接方法

在審

• 申請號: 201811335112.7
• 申請日: 2018-11-10
• 公開（公告）號: CN109365713A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 占偉濤;劉勇;程國陽
• 申請（專利權）人: 杭州捷能科技有限公司
• 主分類號: B21J15/02
• 分類號: B21J15/02;B21J15/38
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

1.一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，所述沖頭輔助裝置套設于沖頭外側，其特征在于：所述沖頭輔助裝置包括中空的變幅機構，所述變幅機構配合設有驅動機構，所述變幅機構與所述沖頭螺紋連接。

2.根據權利要求1所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述變幅機構包括第一變幅桿，所述第一變幅桿為中空桿體，所述桿體上均勻設有若干長條斜孔，相鄰的所述長條斜孔的任一水平位置的間距相等。

3.根據權利要求2所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述第一變幅桿底部設有第二變幅桿，所述第一變幅桿和第二變幅桿通過螺栓連接，所述第二變幅桿與所述沖頭螺紋連接。

4.根據權利要求3所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述第二變幅桿外為臺階結構，所述第二變幅桿朝向第一變幅桿的頂面的直徑大于第二變幅桿背向第一變幅桿的底面的直徑。

5.根據權利要求2所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述長條斜孔的最高點與最低點間的連接線與垂直面呈θ角設置，20°≤θ≤60°。

6.根據權利要求1所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述驅動機構包括同軸套設于沖頭外側的壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片設于變幅機構的頂部，所述壓電陶瓷片連接至電源。

7.根據權利要求6所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述壓電陶瓷片的頂部設有端蓋，所述端蓋同軸套設于沖頭外側。

8.根據權利要求1所述的一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置，其特征在于：所述沖頭底部同軸設有鉚釘槽，所述沖頭下部配合設有凹模。

9.一種采用權利要求1～8之一所述的用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置的自沖鉚接方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：配置沖頭輔助裝置；

步驟2：將配置完成的沖頭輔助裝置套設在沖頭外側，將第二變幅桿與沖頭螺紋連接固定；

步驟3：在沖頭底部的鉚釘槽內放置鉚釘，將鉚釘對準沖頭正下方的凹模；

步驟4：在凹模上放置需要被連接的2塊待連接件，2塊待連接件充分接觸，將需要被鉚接的位置對準鉚釘槽和凹模的中心連線；

步驟5：啟動沖機，沖頭帶動沖頭輔助裝置下行，鉚釘底端距離2塊待連接件距離為1-2mm時，啟動沖頭輔助裝置；

步驟6：鉚釘貫穿第一塊待連接件，并將第二塊待連接件沖壓至形變，形變位置完全填充凹模；關閉沖機，保持沖頭輔助裝置工作1-2s；

步驟7：完成2塊待連接件間的自沖鉚接，鉚釘留在已完成連接的連接件中，關閉振動開關，沖機復位。

10.根據權利要求9所述的一種用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置的自沖鉚接方法，其特征在于：所述步驟1包括以下步驟：

步驟1.1：基于沖頭輔助裝置需要工作在諧振狀態，聯立系統頻率公式：

其中，k₀、k₁和k₂分別為壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿的圓波數量，l₀、l₁和l₂分別為壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿端部的厚度，ρ₀、ρ₁和ρ₂分別為壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿的材料密度，c₀、c₁和c₂分別為聲波在壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿中的傳播速度，S₀、S₁和S₂分別為壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿的橫截面積；F為壓電陶瓷片產生的縱向激振力；

步驟1.2：預設沖頭輔助裝置的振動頻率f及壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿的材料彈性模量E，由k＝2πf/c及計算得到壓電陶瓷片、端蓋和第一變幅桿的圓波數量、厚度和橫截面積；

步驟1.3：基于沖頭輔助裝置的振動傳播有效性、強度及聲波在材料中的傳遞性，所述長條斜孔的寬度需滿足振動扭矩其中，n為第一變幅桿上長條斜孔的數量，R為第一變幅桿的外徑，r為第一變幅桿的內徑，p為長條斜孔的長度，F為縱向激振力，θ為長條斜孔的斜度；

步驟1.4：縱向振動能量為扭矩和θ的乘積，計算θ。