铆接元件及相关的装配工具制造技术

本发明专利技术涉及用于复合材料（M1和M2）制成的部件的铆接元件（R），其特征在于包括：一个空心衬套（200），该衬套的一端包括一个头部（210）和一个空心杆（220），其中所述头部（210）抵靠在所要组装的部件之一的表面上；以及，一个半管状插入部（100），它包括能够被插入衬套（200）的空心部分中的一个第一端（110）和一个开放端（130），一旦所述插入部（100）被平移锁定在所述衬套（200）中时该开放端（130）能够变形以形成抵靠在所要组装的另一部件的表面上的一个扩大的基部。本发明专利技术还涉及用于这种铆接元件的装配工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铆钉领域，且特别涉及使铆钉能够被用于固定复合材料的适配方案。
技术介绍
用铆钉固定复合材料有许多必要的特性，包括-必须保证组件有好的抗疲劳性，-必须能够避免装配过程中对复合材料的损坏，-必须避免层离(delamination)现象， -抗剪切应カ的性能必须得到优化，-抗撕裂性必须得到优化，-装配不能要求在铆接侧打埋头孔，-与现有实心铆钉对应的装配(通过冲入)必须能够进行，以便能够使用传统的铆接机，-成本必须得到改善，-等等。虽然实心铆钉成本低廉，但它们不适合固定复合材料制成的部件。实际上，在其冲入过程中，铆钉的材料抵靠在孔的角落或边缘以形成増大的基部(也称为铆接过程)。这种抵靠的力是很大的，并由于出现了孔的边缘处的大的径向应力，而产生了层离的现象。半管形的铆钉提供了更大的基部并只需要比实心铆钉更小的力就能够形成铆接，但它的抗疲劳性不如实心铆钉。最后，提供卷曲的、用于固定结构的盲铆钉能够实现所考虑的大多数目的，但它的制造和装配工具的成本非常高。
技术实现思路
利用固定复合材料的应カ所预先建立的规格，本专利技术人进行了研究，并获得了一种特别有利的铆接元件的方案。根据本专利技术，用于由复合材料制成并有ー个通孔的部件的铆接元件的显著之处在于它一方面包括-ー个空心衬套，其包括抵在所要组装的部件之一的表面上的一个头部和ー个空心杆，以及-一个半管形的插入部,它包括一个第一端和一个开放端,该第一端能够被插入所述衬套的空心部分，该开放端能够发生变形从而在该插入部被平移锁定到所述衬套中时形成抵在所要组装的部件之一的表面上的一个扩大的基部。这种特征的特别有利之处，在于它在不加大成本的情况下结合了实心铆钉和半管形铆钉的优点。如此，衬套在孔内的膨胀和它被所述插入部的填充，使得可以保证抗疲劳性以及良好的抗剪切性。进ー步地，插入部的管形端为了形成扩大的基部而进行的折叠，将使所述扩大的基部能够比较容易形成。这种扩大的基部将不会损伤所要组装的部件的复合材料，因为该扩大的基部是由所述插入部形成的，因而所述孔的壁将被接收所述插入部的衬套所保护。这种铆接元件的特别有利之处，在于正是插入部的变形使得能够获得扩大的基部，且不受影响的衬套本体使复合材料制成的部件免受应カ的影响。这样，该插入部包括一个实心端部和一个带有凹槽的端部-所述实心端部具有两个段，使得这些段能够被插入衬套的空心芯部并提出了抵在设置在所述衬套上的抵靠表面上的ー个台肩，-所述带有凹槽的端部具有ー个外部段和ー个大体渐细的空心段；该大体渐细的空心段将形成抵在第二部分上的扩大的基部。所述插入部的实心部分将在カ的作用下进入所述衬套，以扩展所述孔内的固定， 从而特别保证良好的导电性。当然，本体的这种变形是非常小的，以防止层离现象。通过确定空心部分和实心部分的直径，铆接元件的膨胀得到了完美的控制。根据另ー特别有利的特性，所述衬套包括沿着轴向从衬套的ー侧至另ー侧通过该衬套的一个凹槽，且该凹槽具有不同的段。所述衬套的头部带有ー个孔，插入部的具有ー个突出部的端部插入到该孔中，并在平移完成且扩大的基部形成时被固定。在此情况下，设置在所述衬套中的该凹槽被延伸到所述头部中，从而使所述插入部的该端部能够被卷曲在所述头部中以使锁定得到优化。更具体地说，根据另ー特性，该衬套具有本体的管形端部的入口处的ー个渐细段，该渐细段逐渐细化成ー个大体柱形的段，该大体柱形的段延伸到设置在所述头部中的ー个渐细段中，且该渐细段的直径以这样的方式小于所述柱形的段，即，提供了对所述插入部的轴向抵靠，且该渐细段延伸到所述头部之外。插入部和衬套的材料可从下列材料中选取-铝和铝合金，-钛和钛合金，-不锈钢和难熔合金，-钢、铁和钢合金，-铜和铜合金。衬套可以用与插入部相同的材料制成，也可以用不同的材料制成。该衬套在固定装配期间的变形非常小。另外，本专利技术人提出ー种钛/钛组合，井根据ー个优选但非限定性的实施例提出这样ー种材料組合，即其中衬套用钛TA6V制成且插入部用钛T40制成。本专利技术的这样的铆接元件具有改善的抗剪切性能。这样的铆接元件的装配方法具有-预啮合在所述衬套中的所述插入部，-形成有通过所要组装的材料的一个孔，-所述衬套被引入并保持在所述孔中且所述衬套的头部抵在所述孔的端部的边缘上，且该方法包括-采用ー个衬套，该衬套的空心芯部具有两个不同的段，即从远端开始的、具有ー个第一直径的第一段，和从第一段的端部开始的、具有较小的直径的第二段，所述第二段从所述头部伸出，-采用ー个插入部，该插入部不具有用于孔中的衬套的径向扩张的轴向抵靠的表面功能，但该插入部的直径能够使其被容纳在所述两个段中，-沿着轴向把所述插入部以这样的方式引入所述衬套，即所述衬套在所述孔内进行径向扩张且所限定的凹槽被所述插入部所占据，-借助一个铆接销在端部保证ー个压力，该压カ使所述插入部变形从而在所述插入部被锁定在所述衬套中时保证离心径向扩展所造成的折叠。另外，在扩张之后开始折叠且衬套的杆的长度对应于组件的厚度的情况下，插入部的折叠不会向衬套的端部所保护的孔的边缘直接施加应力。如此，穿过所要组装的材料的孔的铆接侧的缘受到保护而不会受到损坏。这种保护得到了优化，即衬套的管形端的内 边缘被斜切，从而能够开始插入部的离心变形并使插入部的壁不与衬套相接触，并把衬套推到孔的边缘的壁上。这种配置的另ー优点，在于只需要在复合材料上打ー个孔，而不用在铆接侧打埋头孔。因而，省去了打埋头孔操作所需的时间和工具。对保护铆接有贡献的另ー特性来自这一事实，即插入部没有用于使衬套变形的轴向表面，从而在其在衬套内的轴向运动中只有径向变形。插入部不会在铆接的边缘处堆积衬套的材料。在这些良好的情况下实现的扩大的基部，使得可以获得具有良好抗脱离性能的固定。另外，这种铆接元件的配置使得能够采用传统上用来定位实心铆钉的工具。根据另ー特别有利的特性，该方法包括在把铆接元件啮合到孔中之前把插入部预啮合到衬套的开放的远端中。该特性避免了操作两个部分的管理，并使本专利技术的铆接元件能够象实心铆钉那样得到使用。被置于孔内的衬套部分的完全或部分扩张，提供了孔内的衬套体的第一夹持。为此，插入部与衬套的柱形空心段相配合的实心端部段为ー个鼓出部。而为了优化固定，该方法的另ー特性在于继续该作用，直到使插入部卷曲到头部上形成的凹槽中，这有助于形成具有优化的抗脱离性能的固定结构。实际上，根据本专利技术的ー个特性，衬套的头部也被设置了凹槽，以接收插入部的一个具有适配形状的轴向突出部，使插入部能够卷曲到所述头部上。 根据另一特性，卷曲到衬套的空心段中的插入部的大体柱形的轴向突出部的端部具有与插入部的其他部分同轴的柱形突出部的形状，并具有一个凹槽，该凹槽通过减小所需的作用力和使材料能够在不堆积于孔的边缘上的情况下发生变形，而便利所述卷曲。类似地，卷曲可通过在插入部的本体上设置外部的槽而得到改善。本专利技术的另一目的，是提供装配工具。所采用的铆接销将通过使插入部变形(而不是加衬套)来实现加大的基部。该装配工具包括一个移动的铆接销,该铆接销具有这样的轮廓，即该轮廓允许插入部的插入，并在插入部被平移锁定在衬套中时允许对插入部的带有凹槽部分的变形进行导向。这种铆接销的向着所述插入部的面上具有突出和缩回的同心形状，该同心形状是以下之一-ー个大体渐细的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让马可·奥里罗尔，
申请(专利权)人：埃里斯公司，
类型：
国别省市：