本发明专利技术公开了一种流钻螺钉及其紧固装置，所述流钻螺钉包括螺帽、螺杆，所述螺帽设有驱动部、承载部；所述螺杆外部设有螺纹耦合区、螺纹成型区和尾部锥面，所述尾部锥面和所述螺纹成型区平滑过渡，所述流钻螺钉内部沿着所述螺杆的轴线方向设有内通孔，所述内通孔贯穿所述螺帽和所述螺杆。本发明专利技术流钻螺钉简化的尾部锥面结构，减短了流钻螺钉的长度，从而适用于更小尺寸的封闭腔体不会产生干涉；内通孔和缩短的尾部结构进一步实现轻量化。的尾部结构进一步实现轻量化。的尾部结构进一步实现轻量化。
【技术实现步骤摘要】
一种流钻螺钉及其紧固装置
[0001]本专利技术涉及流钻螺钉和热熔自攻连接工艺，具体为一种流钻螺钉及其紧固装置。
技术介绍
[0002]流钻螺钉可以在单边完成异种材料的连接操作，在将多个部件连接后现场成型的过孔可保持密封性；热熔自攻工艺省去了在部件上预开孔、预置螺母或螺纹简化了制造工艺同时降低成本。基于以上优点流钻螺钉和热熔自攻工艺在钢铝混合车身、电池包托盘等产品中广泛应用。
[0003]流钻螺钉安装过程包括预热、热熔穿透、锥孔成型、螺纹成型、螺纹旋合、拧紧落座6个步骤，单个流钻螺钉操作时间约为3秒～6秒，尤其在穿透高硬度材料或较厚的材料时预热、热熔穿透、锥孔成型3个步骤所需的操作时间增加，对于大量使用流钻螺钉的产品将影响生产节拍。加大施加在流钻螺钉上的轴向力可以加速穿透，但会导致连接部件局部弯曲变形，从而在两层板件之间留有缝隙，不利于连接强度和密封可靠性。
[0004]现有流钻螺钉较长的钻头结构增加了重量并限制了较小腔体空间条件下的应用。
[0005]CN106870531B公开了一种缩短流钻螺钉操作周期的方法，通过在第一部件上预制具有侧壁的凹坑提高穿透效率；但制作凹坑特征带来额外的成本和时间耗费。
[0006]本公开旨在解决上述问题和下文描述的其他问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术在于解决现有上述技术问题，提供一种全新的流钻螺钉；通过改进端头结构以及允许能量流通过的通孔，减少预热和热熔穿透所需要的时间，加速穿透工件的效率；同时缩短了端头至螺纹成型区的长度，从而实现轻量化并拓展了对腔体空间的适应性；
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
[0009]本专利技术一个目的在于提供一种流钻螺钉，
[0010]所述流钻螺钉包括螺帽、螺杆，所述螺帽设有驱动部、承载部；所述螺杆外部设有螺纹耦合区、螺纹成型区和尾部锥面，所述尾部锥面和所述螺纹成型区平滑过渡，所述流钻螺钉内部沿着所述螺杆的轴线方向设有内通孔，所述内通孔贯穿所述螺帽和所述螺杆。
[0011]可选的，所述驱动部的形貌特征设定为可以与通用或专用的拧紧工具匹配耦合，实现被通用或专用的拧紧工具机械驱动同步旋转。
[0012]可选的，所述内通孔在所述螺杆的所述尾部锥面端设有倒锥面，所述倒锥面与所述尾部锥面的交接区域构建成切削刃，所述切削刃被构造为锋利地，即所述倒锥面与所述尾部锥面的交接区域有较小的圆角过渡。
[0013]可选的，所述尾部锥面的圆锥角A为25
°
～30
°
，所述倒锥面的圆锥角B为15
°
～20
°
，所述内通孔33的直径C为1mm～1.5mm。
[0014]本专利技术的另一个目的在于提供一种流钻螺钉紧固装置，
[0015]所述紧固装置作用于上述流钻螺钉，所述紧固装置包括紧固驱动装置、加热装置
和负压装置；所述紧固驱动装置设有壳体和驱动头并可被控制以设定的目标转速工作，所述驱动头的形状与流钻螺钉的驱动部形状耦合，耦合状态所述驱动头旋转可以带动所述流钻螺钉以相同的转速旋转；
[0016]所述加热装置设有控制模块和激光发射部，所述激光发射部用于发射激光束，所述控制模块用于激光束的功率、光斑直径工艺参数调制，所述紧固驱动装置的驱动头与流钻螺钉的驱动部耦合时，所述激光发射部对准流钻螺钉的内通孔，即所述激光发射部发射的激光束与所述内通孔同轴，实现激光发射部发射的激光束可以通过内通孔照射至工件的表面；
[0017]所述负压装置包括负压模块和密封件，所述密封件密封地安装于所述加热装置的激光发射侧的端面，所述加热装置内设有排气通道连通所述负压模块和激光发射侧的端面，所述紧固驱动装置的所述驱动头与流钻螺钉的所述驱动部耦合后，所述负压装置通过所述排气通道抽吸流钻螺钉的内通孔联通的空腔内容纳的空气，当流钻螺钉的切削刃嵌入工件的材料内部时，流钻螺钉的内通孔的尾部锥面端被工件的材料封堵，从而可以在流钻螺钉的内通孔建立设定的负压；紧固驱动装置带动流钻螺钉高速旋转并施加压力压紧工件表面，加热装置通过激光发射部发射激光穿过流钻螺钉的通孔加速软化或熔化流钻螺钉内通孔对应区域内的的工件材料，激光加热方式显然比现有技术通过流钻螺钉的尾部高速旋转与工件摩擦加热的方式更快捷地熔化穿透部位的工件材料，从而缩短预热和热熔穿透两个工艺步骤耗费的时间；同时由于激光辅助加热、不再依赖流钻螺钉与工件的摩擦产热使工件材料熔化，预热和热熔穿透两个步骤所需要的施加在流钻螺钉的轴向压力减小，安装过程对工件造成的弯曲变形也显著减小，这有利于提高连接强度和密封可靠性。
[0018]可选的，所述密封件设置为可被压缩的弹性体。
[0019]本专利技术有益效果
[0020](1)本专利技术流钻螺钉简化的尾部锥面结构，减短了流钻螺钉的长度，从而适用于更小尺寸的封闭腔体不会产生干涉；内通孔和缩短的尾部结构进一步实现轻量化。
[0021](2)本专利技术通过激光辅助加热加速了穿透工件的效率，缩短了安装时间。
[0022](3)本专利技术通过辅助加热减小了流钻螺钉轴向压力需求，减小了对工件造成的弯曲变形，有利于提高连接强度和密封可靠性。
附图说明
[0023]图1为现有流钻螺钉的结构示意图。
[0024]图2为流钻螺钉安装过程示意图。
[0025]图3为现有流钻螺钉连接缺陷示意图。
[0026]图4、图5和图6为本专利技术流钻螺钉的实施例结构示意图。
[0027]图7为紧固装置和预热步骤示意图。
[0028]图8为热熔穿透步骤示意图。
[0029]图9为锥孔成型步骤示意图。
[0030]图10为螺纹成型步骤示意图。
[0031]图11为螺钉拧紧至落座状态示意图。
[0032]图12为紧固装置的工艺参数变化示意图。
[0033]图13为实施例连接状态截面视图。
[0034]附图标记说明：1
‑
流钻螺钉，11
‑
尾部结构，111
‑
锥部，112
‑
钻头，12
‑
螺纹区，21
‑
连接部件，22
‑
部件，23
‑
间隙，3
‑
流钻螺钉，31
‑
螺帽，311
‑
驱动部，312
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承载部，32
‑
螺杆，321
‑
螺纹耦合区，322
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螺纹成型区，323
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尾部锥面，33
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内通孔，331
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倒锥面，34
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切削刃，4
‑
紧固装置，41
‑
紧固驱动装置，411
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壳体，412驱动头，42
‑
加热装置，421
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控制模块，422本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种流钻螺钉，其特征在于，所述流钻螺钉包括螺帽、螺杆，所述螺帽设有驱动部、承载部；所述螺杆外部设有螺纹耦合区、螺纹成型区和尾部锥面，所述尾部锥面和所述螺纹成型区平滑过渡，所述流钻螺钉内部沿着所述螺杆的轴线方向设有内通孔，所述内通孔贯穿所述螺帽和所述螺杆。2.根据权利要求1所述的一种流钻螺钉，其特征在于，所述驱动部的形貌特征设定为可以与通用或专用的拧紧工具匹配耦合，实现被通用或专用的拧紧工具机械驱动同步旋转。3.根据权利要求1所述的一种流钻螺钉，其特征在于，所述内通孔在所述螺杆的所述尾部锥面端设有倒锥面，所述倒锥面与所述尾部锥面的交接区域构建成切削刃，所述切削刃被构造为锋利地，即所述倒锥面与所述尾部锥面的交接区域有较小的圆角过渡。4.根据权利要求3所述的一种流钻螺钉，其特征在于，所述尾部锥面的圆锥角A为25
°
～30
°
，所述倒锥面的圆锥角B为15
°
～20
°
，所述内通孔33的直径C为1mm～1.5mm。5.一种流钻螺钉紧固装置，其特征在于，所述紧固装置作用于上述流钻螺钉，所述紧固装置包括紧固驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓红，林金源，汤桃峰，游道亮，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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