带槽自冲铆钉制造技术

本公开提供了“带槽自冲铆钉”。提供了一种自冲铆钉(SPR)，所述自冲铆钉包括头部和从所述头部延伸的轴。所述轴限定中空孔和在所述中空孔周围的侧壁。所述侧壁具有朝向所述轴的远端部分减小的厚度以限定所述轴的远端尖端上的切削刃，并且所述SPR限定周向凹槽，所述周向凹槽至少部分地围绕所述轴设置并且延伸到所述侧壁中。述侧壁中。述侧壁中。

【技术实现步骤摘要】
带槽自冲铆钉


[0001]本公开涉及紧固件，并且更具体地涉及自冲铆钉。

技术介绍

[0002]本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]自冲铆接已成为接合两个或更多个工件的流行技术。在自冲铆接中，不需要预留孔。自冲铆接连接通过使用铆钉和模具来实现。通过将工件放置在铆钉和模具之间并通过使用冲头将铆钉压靠在工件上，铆钉的插入端刺穿工件并使工件塑性变形。铆钉的插入端和工件的相邻部分在模具的型腔内部变形，从而形成铆接接头。
[0004]然而，冲压自冲铆钉(SPR)和工件的相邻部分并使它们变形使SPR的插入端经受高度局部应变，这可能导致SPR或工件破裂。此外，对于由某些材料制成的工件，SPR的插入端可能不会在模具的型腔内部正确地变形，并且不能实现期望的铆接接头。
[0005]本公开解决了与使用SPR接合工件相关的这些问题。

技术实现思路

[0006]本部分提供了对本公开的总体概述并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]在一种形式中，提供了一种自冲铆钉，所述自冲铆钉包括头部和从所述头部延伸的轴。所述轴限定中空孔和在所述中空孔周围的侧壁。所述侧壁具有朝向所述轴的远端部分减小的厚度以限定所述轴的远端尖端上的切削刃，并且周向凹槽至少部分地围绕所述轴设置并且延伸到所述侧壁中。
[0008]在其他特征中，所述头部的直径大于所述轴的直径。所述头部是实心的。所述周向凹槽延伸到所述侧壁的厚度的至少5％中，并且围绕所述侧壁的整个周边延伸。
[0009]在另一种形式中，提供了一种结构总成，所述结构总成包括上基板、靠近所述上基板设置的下基板、和穿过所述上基板延伸到所述下基板的一部分中的自冲铆钉。所述自冲铆钉包括头部和轴，所述轴从所述头部延伸并包括中空孔和在所述中空孔周围的侧壁。所述侧壁具有朝向所述轴的远端部分减小的厚度，以限定所述轴的远端尖端上的切削刃。周向凹槽至少部分地围绕所述轴设置并且延伸到所述侧壁中。在安装所述自冲铆钉期间，所述周向凹槽自身塌缩并且引导所述自冲铆钉扩展到所述下基板中。
[0010]在其他特征中，所述自冲铆钉不延伸穿过所述下基板的底表面。在一种形式中，所述下基板的材料不流入所述周向凹槽中。然而，应当理解，在其他形式中，所述下基板的一些材料可以在所述周向凹槽自身完全塌缩之前流入所述周向凹槽中。在一种形式中，所述上基板包括钢材料，并且所述下基板包括铝铸件。所述结构总成还包括设置在所述上基板与所述下基板之间的至少一个附加基板。所述自冲铆钉的所述头部的直径大于所述轴的直径。所述自冲铆钉的所述周向凹槽限定所述侧壁的厚度的至少5％的宽度。所述周向凹槽围绕所述侧壁的整个周边延伸。
[0011]在又一种形式中，提供了一种结构总成，所述结构总成包括上基板、靠近所述上基板设置的下基板、和穿过所述上基板延伸到所述下基板的一部分中的自冲铆钉。所述自冲铆钉包括头部、轴部和周向凹槽。所述轴从所述头部延伸并且包括中空孔和在所述中空孔周围的侧壁。所述侧壁具有朝向所述轴的远端部分减小的厚度，以限定所述轴的远端尖端上的切削刃。所述周向凹槽至少部分地围绕所述轴设置并且延伸到所述侧壁中。在安装所述自冲铆钉期间，所述周向凹槽自身塌缩并且引导所述自冲铆钉扩展到所述下基板中。在一种形式中，所述自冲铆钉不延伸穿过所述下基板的底表面。在另一种形式中，所述下基板的材料不流入所述周向凹槽中。
[0012]在另外的其他特征中，所述上基板包括钢材料，并且所述下基板包括铝铸件。所述结构总成还包括设置在所述上基板与所述下基板之间的至少一个附加基板。所述自冲铆钉的所述头部包括大于所述轴的直径的直径。所述自冲铆钉的所述周向凹槽围绕所述侧壁的整个周边延伸。
[0013]根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，并且不意图限制本公开的范围。
附图说明
[0014]为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
[0015]图1描绘了根据本公开的教导的将自冲铆钉(SPR)安装到工件中的各个步骤，其中：在步骤A处，将SPR设置在工件上方并且由安装工具固持；在步骤B处，致动安装工具的冲头以将SPR压靠在工件上；在步骤C处，SPR的插入端穿透到工件中以使工件的一部分和SPR的插入端变形到模具型腔中以形成铆钉接头；和在步骤D处，在形成铆钉接头之后提升冲头；
[0016]图2A为根据本公开的教导构造的自冲铆钉的透视图；
[0017]图2B是沿图2A的线2B
‑
2B截取的剖视图；
[0018]图3A和图3B分别是来自常规SPR和根据本公开的教导构造的SPR的2D有限元模型(FEM)的轴对称剖视图，其中常规SPR和本公开的SPR被示出为定位在冲头与待接合工件之间；
[0019]图4A和图4B分别是来自常规SPR和根据本公开的教导构造的SPR的2D FEM的轴对称剖视图，其中SPR被示出为穿过上基板进入下基板的一部分中以使上基板和下基板以及SPR的插入部变形到模具型腔中；
[0020]图5A和图5B是对应于图4A和图4B的FEM预测的有效塑性应变分布，示出了下基板的各个部分处的应变；
[0021]图6A和图6B分别是来自常规SPR和根据本公开的教导构造的SPR的2D FEM的轴对称剖视图，其中SPR被示出为刺穿上基板进入下基板的一部分中以使上基板和下基板以及SPR的插入部变形到模具型腔中；
[0022]图7A和图7B是对应于图6A和图6B的预测的有效塑性应变分布，示出了下基板的各个部分处的应变；以及
[0023]图8A和图8B是示出根据本公开的教导的附加基板的示例性形式的剖视图。
[0024]本文中描述的附图仅用于说明目的，而非意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0025]以下描述本质上仅是示例性的，并且不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征件。
[0026]参考图1，根据本公开的教导构造的自冲铆钉(SPR)12用于接合工件，所述工件可以包括上基板14和下基板16。SPR 12通过包括模具26和冲头总成28的安装工具20安装到上基板14和下基板16。冲头总成28设置在上基板14和下基板16上方，并且包括冲头保持器30和可移动地接收在冲头保持器30内的冲头32。SPR 12设置在冲头保持器30内部并且在冲头32下方。模具26设置在上基板14和下基板16下方并且限定型腔34，其中SPR 12的一部分以及上基板14和下基板16的部分将在模具26的型腔34内部变形。
[0027]结合图1参考图2A和图2B，根据本公开的教导构造的SPR 12包括头部40和从头部42延伸的轴42。轴42是SPR 12的插入部，其用于刺穿工件并且在模具26的型腔34内部变形。轴42具有靠近头部40的近端部分44和远离头部42的远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自冲铆钉，其包括：头部；轴，所述轴从所述头部延伸并且包括中空孔和在所述中空孔周围的侧壁，所述侧壁具有朝向所述轴的远端部分减小的厚度以限定所述轴的远端尖端上的切削刃；和周向凹槽，所述周向凹槽至少部分地围绕所述轴设置并且延伸到所述侧壁中。2.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述头部包括大于所述轴的直径的直径。3.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述头部是实心的。4.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述周向凹槽延伸到所述侧壁的厚度的至少5％中。5.如权利要求1所述的自冲铆钉，其中所述周向凹槽围绕所述侧壁的整个周边延伸。6.一种结构总成，其包括：上基板；下基板，所述下基板靠近所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：