CN204276685U - 无铆钉铆接模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无铆钉铆接模具，为克服现有设备通用性差、板件定位不便、同轴度不能保证与成本高的问题。其由上模具与下模具组成；上模具包括有上模座、导套与凸模；导套的上端从上模座的下方插入上模座上的导套通孔内，导套与上模座上的导套通孔之间采用过盈配合连接，凸模安装在上固定板上的窝座内，上固定板采用螺栓安装在上模座的底面上为固定连接；下模具包括有导柱、下模座与凹模；导柱的下端插入下模座上的导柱通孔内，导柱的下端与下模座上的导柱通孔之间为过盈配合，导柱的上端插入导套内，导柱与导套之间为滑动配合，凹模安装在下固定板上的下窝座内，下固定板采用螺栓和定位销固定在下模座的上表面上，凸模与凹模回转轴线共线。

Description

无铆钉铆接模具

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属板材连接的装置，更确切地说，本实用新型涉及一种无铆钉铆接模具。

背景技术

随着现代工业技术的发展，各种轻质、高强的金属材料被广泛运用于汽车、家电等制造领域。传统的金属件连接方式如点焊、粘接、自穿孔铆接等方法都具有一定的局限性。如点焊铝合金和高强钢的接头容易出现严重的裂纹、缩孔、喷溅等缺陷；粘接需要特殊的表面处理工艺；自穿孔铆接需要额外的铆钉。这些都影响着金属件连接的效果。

无铆钉铆接技术是一种金属板件机械连接新技术，它是在常温状态下，通过凸模和凹模对金属板件进行挤压，使其产生塑性变形后形成一个凸点，从而完成金属板件之间的连接。这种连接方式可对不同材质或有夹层板件进行连接，对板件表面没有特殊要求，连接质量稳定且抗疲劳性能好。另外，一些铝合金和镁合金等轻型材料在汽车产业高度发达的现代，被广泛使用，对于这些材料常用的电焊难以连接，而无铆钉铆接能进行良好的连接。

现有的实现无铆钉铆接的设备基本都是气液增力缸式冲压设备，该方法是利用一个简单的圆形凸模，在气液增力缸产生的冲压力作用下，凸模侧的板件材料挤压凹模侧的板件材料，使其在凹模内流动成形，形成自锁式紧固连接。但是它的型号繁多，不同金属板件的连接需要不同型号的设备，对产品依赖性高，设备决定于产品，通用性差，导致成本高、经济性不好。设备体积较大，对工作场地要求高，且缺少工作台，板件难以定位，需制作专用工装夹具，导致自动化程度较低。由于凸模工作行程较长，导致凸凹模同轴度难以保证。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有无铆钉铆接设备通用性差、板件定位不便、同轴度不能保证与使用成本高等技术问题，提供了一种无铆钉铆接模具。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的无铆钉铆接模具由上模具与下模具组成。

所述的上模具包括有上模座、2个结构相同的导套与凸模。

2个结构相同的导套的上端从上模座的下方插入上模座上的2个结构相同的导套通孔内，导套与上模座上的导套通孔之间采用过盈配合连接，凸模安装在上模座的底面上。

所述的下模具包括有2个结构相同的导柱、下模座与凹模。

2个结构相同的导柱的下端插入下模座上的2个结构相同的导柱通孔内，导柱的下端与下模座上的导柱通孔之间为过盈配合，2个结构相同的导柱的上端插入2个结构相同的导套内，2个结构相同的导柱与2个结构相同的导套之间为滑动配合，凹模安装在下模座上，凸模与凹模回转轴线共线。

技术方案中所述的凸模安装在上模座的底面上是指：凸模安装在上固定板上的窝座内，上固定板采用螺栓安装在上模座的底面上为固定连接。上模座为后侧导柱上模座，上模座的中心处设置有模柄通孔，上模座的模柄通孔与模柄的下端为过盈配合连接，模柄为压入式模柄。

技术方案中所述的凸模为圆柱形的阶梯轴式结构件，凸模由安装座、非工作部分与工作部分组成，顶端为扁平圆柱体形的安装座，中端为圆柱体形的非工作部分，下端为圆柱体形的工作部分，安装座的底端与中端的非工作部分的顶端连成一体，扁平圆柱体形的安装座与中端的非工作部分的回转轴线共线，中端的非工作部分的下端与下端的工作部分的顶端连成一体，顶端的扁平圆柱体形的安装座、中端的非工作部分与下端的工作部分的回转轴线共线，凸模的工作部分的圆柱体的直径为4mm～7mm，凸模的材质为优质碳素工具钢。

技术方案中所述的下模具还包括有固定块、下固定板、8个结构相同的弹簧、下垫板与上衬板。下固定板采用螺栓和定位销固定在下模座的上表面上，凹模安装在下固定板上的下窝座内，长方体的固定块采用螺栓固定安装在2个结构相同的导柱之间的下模座的上表面上并位于下固定板的后侧，上衬板采用螺栓固定安装在固定块上，下垫板采用螺栓和弹簧安装在下固定板的正上方，并与上衬板的下表面贴合，下垫板的下表面和下固定板上表面相距10mm。

技术方案中所述的凹模为圆柱形结构件，由圆盘形的安装底座与凹模主体组成，安装底座的顶端与凹模主体的底端连成一体，安装底座与凹模主体的回转轴线共线；凹模主体的顶端面的中心处设置有圆柱形的凹槽，圆柱形的凹槽底面的中心处设置一个圆柱形凸起，圆柱形凸起的圆柱面与凹槽的圆柱形槽壁之间由横截面为弧形的圆环面圆滑连接，凹模上的凹槽直径比凸模工作部分直径大2mm～3mm，凹槽中心处的圆柱形突起的直径比凸模工作部分的圆柱直径小1mm～2mm。

技术方案中所述的下固定板为非标准的矩形板式结构件，下固定板的中间位置设置有长方体形的突起部分，突起部分对称面与下固定板的对称面平行，突起部分与下垫板上的凹槽部分相配装为滑动连接，下固定板上设置有四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔，四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔分两排对称地设置在下固定板的左、右两侧，每排皆为2个螺栓通孔与1个圆柱销通孔，圆柱销通孔位于2个螺栓通孔之间，两排孔中心线的连线与突起部分的对称面平行；下固定板中间位置的长方体形的突起部分的两侧分别设置有一排用于插入螺栓的通孔，两排用于插入螺栓的通孔与矩形的下垫板上的两排用于插入螺栓的通孔对正，下固定板右侧的下端设置有一个用于安装凹模的下窝座，下固定板采用螺栓和定位销固定在下模座的上表面上。

技术方案中所述的下垫板为非标准的矩形板式结构件，下垫板的底端面的中间位置设置有与下固定板上的长方体形的突起部分配装的凹槽，凹槽两侧设置有两排用于插入螺栓的通孔，矩形的下垫板上的两排用于插入螺栓的通孔与下固定板上的两排用于插入螺栓的通孔对正，下垫板的右下方设置有一个U形的缺口。

技术方案中所述的上衬板为非标准的矩形的板式结构件，左侧中心处设置有一个大矩形通孔，大矩形通孔右侧设置两个用于安装螺栓的小矩形通孔，大矩形通孔与两个小矩形通孔的纵向对称面平行，两个小矩形通孔相对于大矩形通孔为对称地设置。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的无铆钉铆接模具组件结构简单，易于加工，制造成本低；

2.本实用新型所述的无铆钉铆接模具小巧轻便，适合各种工作场合，操作方便；

3.本实用新型所述的无铆钉铆接模具中的凸、凹模同轴度好，保证板件铆接质量；

4.本实用新型所述的无铆钉铆接模具可以铆接厚度小于10mm的多种金属板件，通用性好，节约成本，提高了经济性；

5.本实用新型所述的无铆钉铆接模具可以实现板件的粗定位，方便实现流水线加工，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1为本实用新型所述的无铆钉铆接模具结构组成的轴测投影视图

图2为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中所采用的凸模结构组成的主视图；

图3为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中所采用的凹模结构组成的主视图；

图4为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中所采用的下固定板结构组成的轴测投影视图；

图5为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中所采用的下垫板结构组成的轴测投影视图；

图6为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中所采用的上衬板结构组成的轴测投影视图；

图7为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中凹模与下固定板安装关系的主视图；

图8为本实用新型所述的无铆钉铆接模具中凸模采用上固定板安装在上模座底面上的主视图；

图中：1.模柄，2.上模座，3.导套，4.导柱，5.固定块，6.下模座，7.凹模，8.下固定板，9.弹簧，10.下垫板，11.上衬板，12.凸模，13.上固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参阅图1，本实用新型所述的无铆钉铆接模具主要由上模具与下模具组成。

所述的上模具包括模柄1、上模座2、上固定板13、2个结构相同的导套3与凸模12。

参阅图2，所述的凸模12为圆形变横截面的直杆类结构件，为了增强凸模12的强度与刚度，凸模12各组成部分的直径做成从下到上逐级增大的多级型式，即凸模12为阶梯轴式结构件，确切地说，凸模12由安装座、非工作部分与工作部分组成，顶端为扁平圆柱体的安装座，中端为圆柱形的非工作部分，下端为圆柱形的工作部分，安装座的底端与凸模12非工作部分的顶端连成一体，扁平圆柱体的安装座与凸模12的中端非工作部分的回转轴线共线，中端非工作部分的底端与下端工作部分的顶端连成一体，扁平圆柱体的安装座、中端的非工作部分与下端的工作部分的回转轴线共线。

参阅图8，扁平圆柱体的安装座与上固定板13上的窝座配装实现凸模12的安装与定位，所述的固定板13上的窝座为沉头螺钉孔式结构，凸模12插入沉头螺钉孔式窝座里，凸模12的安装座的顶端面与固定板13的顶端面共面，凸模12通过固定板13安装在上模座2的底面上，凸模12的安装座的上表面与上模座2的底面接触连接。材料为优质碳素工具钢，凸模12的下端即工作部分的圆柱体的直径在4mm～7mm之间，可完成各种铝合金和结构钢板材之间的连接。凸模12的总长度使其安装在上模座2后，在上模座2位于最大高度时，凸模12的底面位于下垫板10上表面以上。

所述的模柄1为压入式模柄，上模座2为后侧导柱上模座，上模座2的中心处设置有模柄通孔，模柄1的下端安装在上模座2上的模柄通孔内为过盈配合；上固定板13为非标准件，为矩形板类结构件，设置有六个螺孔，两侧六个螺孔分2排设置，2排螺孔的结构尺寸与上模座2上的模柄1两侧的螺栓通孔结构尺寸相同并对正；上固定板13采用螺栓安装在上模座2的底面上为固定连接。导套3为A型导套，2个结构相同的导套3的上端从水平放置的上模座2的下方插入上模座2上的2个结构相同的导套通孔内，导套3与上模座2上的导套通孔之间采用过盈配合连接，导套3与下模具中的导柱4套装在一起，导套3与导柱4的回转轴线共线，导套3的内孔与导柱4之间采用间隙配合，一般采用H7/h6，精度要求很高时为H6/h5；加工时除了使导柱4、导套3的配合部分符合尺寸精度外，还应满足配合表面间的同轴度，即导套3外圆与内孔表面的同轴度要求。

所述的下模具包括2个结构相同的导柱4、固定块5、下模座6、凹模7、下固定板8、8个结构相同的螺栓，8个结构相同的弹簧9、下垫板10与上衬板11。

参阅图3，凹模7为圆柱形结构件，由圆盘形的安装底座与凹模主体组成，安装底座的顶端与凹模主体的底端连成一体，安装底座与凹模主体的回转轴线共线；凹模主体顶端面的中心处设置有圆柱形的凹槽，圆柱形的凹槽底面的中心处设置一个圆柱形凸起，圆柱形凸起的圆柱面与凹槽的圆柱形槽壁之间由横截面为弧形的圆环面圆滑连接，凹模7上的凹槽直径比凸模12工作部分直径大2mm～3mm，凹槽中心处的圆柱形突起的直径比凸模12工作部分圆柱直径小1mm～2mm。

加工时凸模12先给上板料施加压力，使得上板料压向下板料，上板料与下板料开始变形填充凹模7顶端的凹槽，最终上下板料之间形成锁扣，实现连接自锁。

参阅图7，凹模7通过下固定板8上的窝座定位，固定在下模座6上，凹模7与下垫板10上的U形开口槽里侧的半圆柱形的槽壁接触连接，凹模7的顶端面比下垫板10上表面低10mm，凹模7的材质采用优质碳素工具钢。下模座6为后侧导柱式下模座，导柱4为A型导柱，2个结构相同的导柱4的下端插入下模座6上的2个结构相同的导柱通孔内，导柱4的下端与下模座6上的导柱通孔之间为过盈配合，导柱4的上端与导套3滑动配合。

参阅图4，下固定板8为非标准的矩形板式结构件，下固定板8中间位置设置有长方体形的突起部分，突起部分对称面与下固定板8的对称面平行，突起部分与下垫板10上的凹槽部分相配装为滑动连接，使下垫板10可以和下固定板8产生相对滑动。下固定板8上设置有四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔，四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔分两排对称地设置在下固定板8的左、右两侧，每排皆为2个螺栓通孔与1个圆柱销通孔，圆柱销通孔位于2个螺栓通孔之间，两排孔中心线的连线与突起部分的对称面平行；下固定板8中间位置的长方体形的突起部分的两侧分别设置有一排用于螺栓插入的通孔，下固定板8的两排用于螺栓插入的通孔与矩形的下垫板10上的两排用于安装螺栓的螺纹孔对正(中)，两排弹簧9套装在下固定板8和下垫板10之间的两排螺栓上，弹簧9的底端面与下固定板8上表面接触，弹簧9顶端面与下垫板10底端面接触连接。当下垫板10向下运动时，螺栓的底端会在下模座6上的与下固定板8两排通孔对正(中)的两排通孔中往下运动，下固定板8和下垫板10之间的距离变短，弹簧被压缩。下固定板8右侧的下端设置有一个下窝座，用于凹模7的安装定位，下窝座结构和上固定板13上的窝座的结构相同，也为沉头螺钉孔结构的窝座，只不过是和上固定板13上的窝座方向相反，下固定板8采用螺栓和定位销固定在下模座6的上表面上。固定块5为非标准件，通过螺栓固定在下模座6的上表面并位于下固定板8后侧。

参阅图5，下垫板10为非标准的矩形板式结构件，下垫板10底端面的中间位置设置有与下固定板8上的长方体形的突起部分配装的凹槽，凹槽两侧设置有两排用于安装螺栓的螺纹孔，矩形的下垫板10上的两排用于安装螺栓的螺纹孔与下固定板8上的两排用于螺栓插入的通孔对正(中)，下垫板10的右下方设置有一道U形开口槽，U形开口凹槽的对称面与矩形板式结构件的前、后侧边平行，使卸料后板料上形成的锁扣不与下垫板10产生干涉，使送料顺利进行。下垫板10通过螺栓和弹簧9，“悬浮”在下固定板8的正上方，并与上衬板11的底端面贴合，下垫板10底端面和下固定板8顶端面相距10mm。工作时，将两块总厚度在10mm之内的板料放于下垫板10和上衬板11之间，下垫板10向下运动，由于弹簧9的作用，产生预紧力，实现板料的固定。

参阅图6，上衬板11为非标准的矩形的窄长形状的板式结构件，左侧中心处设置有一个大矩形通孔，大矩形通孔右侧设置两个用于安装螺栓的小矩形通孔，大矩形通孔与两个小矩形通孔的纵向对称面平行，两个小矩形通孔相对于大矩形通孔为对称地设置。上衬板11采用螺栓固定安装在固定块5上，长方体的固定块5安装在2个结构相同的导柱4之间的下模座6的上表面上并与下固定板8相邻，上衬板11下表面要求比较光滑，使之与板料之间的摩擦力较小，方便推料。

上模具和下模具通过导套3与导柱4的套装进行连接，保证同轴度，凸模12与凹模7回转轴线共线。

本实用新型所述的无铆钉铆接模具的工作过程是：

1.将欲连接的两块金属板材置于上衬板11和下垫板10之间。

2.根据板件加工需要确定首个铆接点的位置，通过弹簧9使上衬板11和下垫板10间产生压紧力，实现板件的定位。

3.通过压力机对模柄1施加向下的压力，由于模柄1、上模座2以及凸模12是固联的，故凸模12受力向下运动。通过导柱4与导套3的导向作用，保证了凸模12与凹模7的同轴度。

4.凸模12先给上板料施加压力，使得上板料压向下板料，此时下板料开始填充凹模7，继续施压，直到上、下板料被压合并充分填充凹模，进而上下板料之间形成锁扣，实现连接自锁。

5.撤除压力，在弹簧力作用下，下垫板10推动板件向上运动至原高度，移动板件，进行下一个铆接点的铆接。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之内。

Claims (8)

1.一种无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的无铆钉铆接模具由上模具与下模具组成；

所述的上模具包括有上模座(2)、2个结构相同的导套(3)与凸模(12)；

2个结构相同的导套(3)的上端从上模座(2)的下方插入上模座(2)上的2个结构相同的导套通孔内，导套(3)与上模座(2)上的导套通孔之间采用过盈配合连接，凸模(12)安装在上模座(2)的底面上；

所述的下模具包括有2个结构相同的导柱(4)、下模座(6)与凹模(7)；

2个结构相同的导柱(4)的下端插入下模座(6)上的2个结构相同的导柱通孔内，导柱(4)的下端与下模座(6)上的导柱通孔之间为过盈配合，2个结构相同的导柱(4)的上端插入2个结构相同的导套(3)内，2个结构相同的导柱(4)与2个结构相同的导套(3)之间为滑动配合，凹模(7)安装在下模座(6)上，凸模(12)与凹模(7)回转轴线共线。

2.按照权利要求1所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的凸模(12)安装在上模座(2)的底面上是指：

凸模(12)安装在上固定板(13)上的窝座内，上固定板(13)采用螺栓安装在上模座(2)的底面上为固定连接；

上模座(2)为后侧导柱上模座，上模座(2)的中心处设置有模柄通孔，上模座(2)的模柄通孔与模柄(1)的下端为过盈配合连接，模柄(1)为压入式模柄。

3.按照权利要求1所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的凸模(12)为圆柱形的阶梯轴式结构件，凸模(12)由安装座、非工作部分与工作部分组成，顶端为扁平圆柱体形的安装座，中端为圆柱体形的非工作部分，下端为圆柱体形的工作部分，安装座的底端与中端的非工作部分的顶端连成一体，扁平圆柱体形的安装座与中端的非工作部分的回转轴线共线，中端的非工作部分的下端与下端的工作部分的顶端连成一体，顶端的扁平圆柱体形的安装座、中端的非工作部分与下端的工作部分的回转轴线共线，凸模(12)的工作部分的圆柱体的直径为4mm～7mm，凸模(12)的材质为优质碳素工具钢。

4.按照权利要求1所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的下模具还包括有固定块(5)、下固定板(8)、8个结构相同的弹簧(9)、下垫板(10)与上衬板(11)；

下固定板(8)采用螺栓和定位销固定在下模座(6)的上表面上，凹模(7)安装在下固定板(8)上的下窝座内，长方体的固定块(5)采用螺栓固定安装在2个结构相同的导柱(4)之间的下模座(6)的上表面上并位于下固定板(8)的后侧，上衬板(11)采用螺栓固定安装在固定块(5)上，下垫板(10)采用螺栓和弹簧(9)安装在下固定板(8)的正上方，并与上衬板(11)的下表面贴合，下垫板(10)的下表面和下固定板(8)上表面相距10mm。

5.按照权利要求1或4所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的凹模(7)为圆柱形结构件，由圆盘形的安装底座与凹模主体组成，安装底座的顶端与凹模主体的底端连成一体，安装底座与凹模主体的回转轴线共线；凹模主体的顶端面的中心处设置有圆柱形的凹槽，圆柱形的凹槽底面的中心处设置一个圆柱形凸起，圆柱形凸起的圆柱面与凹槽的圆柱形槽壁之间由横截面为弧形的圆环面圆滑连接，凹模(7)上的凹槽直径比凸模(12)工作部分直径大2mm～3mm，凹槽中心处的圆柱形突起的直径比凸模(12)工作部分的圆柱直径小1mm～2mm。

6.按照权利要求4所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的下固定板(8)为非标准的矩形板式结构件，下固定板(8)的中间位置设置有长方体形的突起部分，突起部分对称面与下固定板(8)的对称面平行，突起部分与下垫板(10)上的凹槽部分相配装为滑动连接，下固定板(8)上设置有四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔，四个螺栓通孔与两个圆柱销通孔分两排对称地设置在下固定板(8)的左、右两侧，每排皆为2个螺栓通孔与1个圆柱销通孔，圆柱销通孔位于2个螺栓通孔之间，两排孔中心线的连线与突起部分的对称面平行；下固定板(8)中间位置的长方体形的突起部分的两侧分别设置有一排用于插入螺栓的通孔，两排用于插入螺栓的通孔与矩形的下垫板(10)上的两排用于插入螺栓的通孔对正，下固定板(8)右侧的下端设置有一个用于安装凹模(7)的下窝座，下固定板(8)采用螺栓和定位销固定在下模座(6)的上表面上。

7.按照权利要求4所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的下垫板(10)为非标准的矩形板式结构件，下垫板(10)的底端面的中间位置设置有与下固定板(8)上的长方体形的突起部分配装的凹槽，凹槽两侧设置有两排用于插入螺栓的通孔，矩形的下垫板(10)上的两排用于插入螺栓的通孔与下固定板(8)上的两排用于插入螺栓的通孔对正，下垫板(10)的右下方设置有一个U形的缺口。

8.按照权利要求4所述的无铆钉铆接模具，其特征在于，所述的上衬板(11)为非标准的矩形的板式结构件，左侧中心处设置有一个大矩形通孔，大矩形通孔右侧设置两个用于安装螺栓的小矩形通孔，大矩形通孔与两个小矩形通孔的纵向对称面平行，两个小矩形通孔相对于大矩形通孔为对称地设置。