[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

本發明涉及一種適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置及自沖鉚接方法，將沖頭輔助裝置套設于沖頭外側，利用驅動機構驅動沖頭輔助裝置的中空變幅機構進行變幅振動，將變幅機構的振動傳遞到與其螺紋連接的沖頭，進行振動輔助。本發明中振動通過鉚釘傳遞到待連接件上，促使待連接件之間接觸充分，防止金屬板材開裂、降低鉚接所需壓力，促進設備輕量化，促使鉚釘、板材、凹模間充分接觸，提高鉚接質量，提高連接可靠性，可在傳統自沖鉚設備上疊加，具有結構簡單、可操作性強等優點。本發明在傳統SPR工藝基礎上添加微幅可控的縱扭復合振動輔助激勵，提高SPR工藝的應用范圍和待連接件間的連接可靠性，結構簡單、可操作性強、改善制造過程、提高成品質量。

技術領域

本發明涉及金屬板或管、棒或型材的基本無切削加工或處理；沖壓的技術領域，特別涉及一種自沖鉚接過程中用于振動輔助的適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置及自沖鉚接方法。

背景技術

目前在國家的支持和市場的利好下，動力鋰電池行業發展非常迅速，其應用已經擴展到了電動大巴、電動小汽車、微公交和儲能等領域。

當前汽車行業車身裝配中使用的主要連接方法有電阻點焊和自沖鉚接。

電阻點焊在焊接單一材料的傳統鋼制車身時具有不可替代的優勢，已在工業界上大規模成功應用了幾十年，然而近年來，隨著汽車輕量化的需求不斷提高，車身材料向多樣化、輕質化轉變，對于異種材料的連接來說，電阻點焊具有明顯的不足，可焊性差、焊接溫度高、焊接質量差。

自沖鉚接機(SPR，Self Piercing Riveting Machine)首先對待連接板件進行預壓，防止板件在鉚接過程中出現不良變形如凹陷、扭曲等，在預壓狀態下自沖鉚接機將鉚釘頂出進入待鉚接位置，在壓力的作用下，自沖鉚釘刺穿第一層板件，鉚釘在下壓過程中受下模的作用，底部擴張為喇叭口，形成鑲嵌連接體。SPR技術(自沖鉚接技術)作為一種常用的板材連接技術，具有工序周期短，不刺穿底層板材、可連接異種材料、鉚接時無煙塵火花等優點，特別適用于鋁合金等塑性良好的材料，然而對于塑性差、強度高的材料如鎂合金、高強鋼等，自沖鉚接過程中易造成金屬開裂，鉚接力大，金屬成型困難、接頭力學性能差。

發明內容

本發明解決了現有技術中，電阻點焊在異種材料的連接上存在可焊性差、焊接溫度高、焊接質量差的問題，而自沖鉚接對于塑性差、強度高的材料，如鎂合金、高強鋼等易造成金屬開裂，存在鉚接力大、金屬成型困難、接頭力學性能差等缺陷，本發明提供了一種優化的適用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置及自沖鉚接方法。

本發明所采用的技術方案是，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，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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°。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

一種采用所述的用于自沖鉚接的沖頭輔助裝置的自沖鉚接方法，所述方法包括以下步驟：