铆接方法及其工具技术

本发明专利技术涉及一种实现铆接的方法和实现该方法的工具。根据本发明专利技术，模具（５）上工作孔（４）的壁段（８）为柔性设计，并在行进一段距离后，被一个挡件停住，从而在流变材料中获得冷加工硬化效果。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种如权利要求1所述的对具有至少一个板件的构件进行铆接的方法，以及如从属权利要求5所述的工具，尤其是实现该方法的工具。
技术介绍
在一种已知的方法(GB 2069394 A)中，壁段处于构成模具的四根支柱上，其中，这些支柱处于径向弹性状态，并且在支柱之间留有空隙，用于容纳流变材料，因为无法控制后者的形状而显示出其缺陷。在一个实施例中，在模具的底面上也设计有这种空隙，因此在表面部分的流变过程中，径向流动也受到影响。根据其中给出的另一个实施例，底面，至少在其中心区域中被封闭起来，并且制作成可挠曲的柱塞。它同样具有缺点在径向分散的过程中，受挤压的材料进入到所述的支柱之间的空隙内并对柱塞进行挤压。根据另一种已知的方法及已知的装置(EP 0330061)，构造两个位置相对的壁段，它们可以弹性地挠曲。其中，受到深冲并发生流变的表面部分，在挠曲位置上咬合到板中，而在其它的横向上，即在壁不发生挠曲的方向上，沿着装配方向光滑地伸展。这里，不足之处在于一方面在加工过程中在位置相对的壁件所给出的相互分开的倾向下，流变材料将被挤压到形成在其中的空隙中；另一方面，未咬合的区段容易呈锥形向外伸展，即具有掉头的倾向。对于专业技术人员来说，首先，一方面至少要在一些区段上尽量地使流变表面部分最大限度地咬合于固定不动的板段上；另一方面要尽量地在一道加工工序中实现这样的连接点，并且很自然地要求它具有足够的强度。专业技术人员的责任与兴趣，首先在于将深冲过程与流变过程清楚地分开，以便获得对于方法过程的控制。在已知的装置(DE OS 4435460)中，模具上的避让壁件不仅可以通过弹簧沿着横向施加载荷，而且可以额外地通过该壁件的底部支承产生翻转力矩，通过它将深冲过程的结束与流变过程的开始进行清晰的分割，这样，其中的流变过程自身不会受到这些可移动壁件的直接影响。另外，已知一种铆接方法使用的装置，其中模具上所有的四个壁件，在深冲及流变的过程中，反抗环簧的作用而沿径向向外挤压(EP 0653255 A1)。围绕模具安置着金属板保持架，它的任务仅仅是承接模具构件并为其导向。该保持架对于深冲或流变过程不施加任何影响。缺点是模具底面形成了伸出到模具中的柱塞的端面，并且模具壁件在它的一个台阶上，为流变过程受到引导。此外，人们认为该柱塞的端面上的已知的凸起是必需的，而它必然对流变过程产生影响。使用这样的工具，其缺点是横向力作用于模具壁件的上端头，并因此产生翻转力矩。它可能会造成安置于保持架中的导向杆歪斜。此外，缺点还有流变材料进入壁件和该柱塞之间的区域内，因此使得本来与板段上材料的变形有关的流变过程在很大程度上不能控制，其中，凸起对于柱塞底更多地是施加负面影响。很显然，应用该工具所期望的结果是获得很好的咬合，并且是在连接点的所有方向上。
技术实现思路
本专利技术的方法，具有独立权利要求的特征，而本专利技术的工具，具有从属权利要求2、5和12所述的特征，其优势为能够可控制地进行利索的深冲过程，以便随后成功地完成径向流变，而发生流变的材料，如所期望的那样，不会进入到任何空隙中去。其中，可以保持不动的壁段而优势性地将流变的材料挤压向可移动的壁段，也就是说，在那里，经历了深冲和流变的板段上的受挤压材料发生堆积，目的是使这些咬合着板的材料，由于各挡件的作用而达到特别高的强度。在任何情况下，可以通过使壁段部分地站立不动，而使保持不动的表面区段更多地咬合到板上。根据本专利技术的一种有效构造，通过可挠曲的壁件行进路径上的不可挠曲边界，来使流变材料发生冷变形。其结果是使装配点的强度，相对于没有发生冷变形流变的材料，提高大约30％。除此优点外，尽管进行了咬合，通过对受挤压材料的流变进行相应的引导，仍然能够仅在一道加工工序中获得这样的连接点，即，无需额外的模具机械中模具的工序就能够将工具取出。根据本专利技术方法的一个优势性构造，径向路径的边界，从超出模具的圆周部分看，是不同的、可以改变、或者大小交替变化的，从而可以在冷变形中获得不同的硬度。根据本专利技术中涉及到方法的一个辅助构造，顶杆被制作成遗留顶杆，以铆钉形式并通过形状匹配方式，停置在压入孔中，其深度至少达到它沉入到模具开孔中的距离。这样，一方面可以使这种压头式连接点达到准不可分离性，另一方面，获得了将如螺母、螺栓等额外的连接件与板进行连接的可能性，其方式是使遗留顶杆制作成这些连接件的形式，或者是与其配对的构件形式。本专利技术的模具的特殊优点是向工作孔的圆周看，在可移动的外套构件之间，具有与管底构件连接起来的、不可挠曲、尤其是单件式的固定构件，构成了可挠曲外套构件的良好而又易于控制的导向器。径向流变的材料因此更多地被挤压到可挠曲的外套构件的区域中，这样在后续的挤压过程中，由于挡件的作用而获得相应的高密度、并因此获得咬合表面部分的高硬度。根据本专利技术中涉及到工具的另一个构造，限定了径向上可挠曲的外套构件的路径的挡件，被固定地(单件式)安置于模具的管底构件上。这样，就以很简单的方式，使得只用一道工序就可以获得相应的强度。根据本专利技术，该挡件可以进行设置和调节。决定性的是这种可调节设定性质，保证了在挡件和管底构件之间形成准连接。不过，通常方式下，当径向路径发生变化时，比如另一次投入使用时，就需要更换模具。不过，挡件的位置变化很容易完成。根据本专利技术，管底构件可以由一个构件制成，其中可以设置槽、孔等来承接弹簧的可挠曲外套构件等。这样，就形成了紧凑的、易于安放到模具机械中的工具。根据本专利技术中涉及工具的另一个构造，管底构件上朝向工作孔的底面，作为外套构件的承载面，并对其沿径向进行引导。这样，首先能够避免在加工过程和壁件相应的移动过程中在底面上形成间隙，如果产生间隙，则受挤压的板段上的材料可能会因此挤入其中，由此产生冷加工硬化问题，此外，还使得连接点的制造必需要经过几道工序才能完成。根据本专利技术的另一个构造，外套构件承受通过弹性力沿着径向对工作孔施加的载荷。按照已知的方式，该弹性力可以不同的形式产生。它可以构造成内部啮合的板簧，其自由端接合到可移动的外套构件上，而其另一端固定于模具体上，或者可以通过径向上啮合的螺旋弹簧、或者包绕着模具构件的环形弹簧来构成。这里的关键是影响流变过程的径向力比较低，更主要的目的是要使可移动的外套构件在取下模具后能回复原位。这里，也可以考虑使各板簧具有上下叠放的连接区段，其中，这些连接区段能够被容纳于模具的留空中。根据本专利技术中一个与之相关的优势性构造，对移动外套构件进行径向导向作用、且在两个固定不动的柱面区段上互相面对的壁，互相平行。这样，可以保证尽量少的受挤压材料不受控制地被压入到某处的间隙中。根据模具的另一个优势性构造，顶杆被制作为遗留顶杆，为铆钉、螺母、螺栓等形式，并且在完成了铆接过程后，以形状匹配和/或者受力连接的方式遗留在板上通过它实现的深冲孔内。通过该材料连接将形成连接的额外强度，其首要原因是由于深冲孔通过形状匹配被填充起来，并且使该连接点不再可能发生掉头。根据本专利技术的一种有效结构，铆钉至少在其一个端面上具有下沉。这样，铆钉材料能够更好地在对铆钉进行压下的过程中成形，这样不仅使得强度提高、而且具有更好的外观。由于铆钉材料能够比板材更硬，因此通过流变的铆钉材料，可以获得最佳的材料流动及板的相应咬合。根据本专利技术中与此相关的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对具有至少一个板件（２）的构件（如板３，螺栓，螺母等）进行铆接的方法，其中顶杆（１）或类似物体对该板（２，３）的表面在模具（５）的管底构件（６）的模具孔（４）中，－首先进行拉延，局部冲压（铆接）等处理，并－随后， 此经历了深拉延的板材，在顶杆（１）和模具孔（４）之间的底面（９）上，通过在与轴向（Ⅲ）垂直的横向上发生塑性变形、及反抗可弹性挠曲的模具孔（４）的壁段（８）的作用力而受到挤压，－其中，为了实现连接，使此径向上受挤压的板材将板（２）上未 经深冲的区域咬合起来，其特征为：－在可弯曲的模具孔（４）的壁段（８）之间具有牢固地与模具（５）的管底构件（６）连接起来的壁段（７），并且－可弯曲的模具孔（４）的壁段（８）可以在表面上移动，后者平行于移动方向，并且连续 地过渡为底面（９）。

【技术特征摘要】
DE 2002-4-4 10214957.7;DE 2002-7-12 10231832.81.一种对具有至少一个板件(2)的构件(如板3，螺栓，螺母等)进行铆接的方法，其中顶杆(1)或类似物体对该板(2，3)的表面在模具(5)的管底构件(6)的模具孔(4)中，—首先进行拉延，局部冲压(铆接)等处理，并—随后，此经历了深拉延的板材，在顶杆(1)和模具孔(4)之间的底面(9)上，通过在与轴向(III)垂直的横向上发生塑性变形、及反抗可弹性挠曲的模具孔(4)的壁段(8)的作用力而受到挤压，—其中，为了实现连接，使此径向上受挤压的板材将板(2)上未经深冲的区域咬合起来，其特征为—在可弯曲的模具孔(4)的壁段(8)之间具有牢固地与模具(5)的管底构件(6)连接起来的壁段(7)，并且—可弯曲的模具孔(4)的壁段(8)可以在表面上移动，后者平行于移动方向，并且连续地过渡为底面(9)。2.如权利要求1所述的方法，其特征为—可挠曲的壁段(8)的径向路径，—为了使被挤压并发生流变的材料进行致密化并因此而硬化，—在走过预定的行程后被不可挠曲地(11)限定住。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征为径向路径的边界，从超出模具(5)的圆周部分看，是不同的、可以改变、或者大小交替变化的，从而可以在冷变形中获得不同的硬度。4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征为顶杆(1)制作成遗留顶杆(16)，以铆钉形式并通过形状匹配方式停置在压入孔中，其深度至少达到它沉入到模具孔(4)中的距离。5.具有顶杆(1)和模具(5)的工具，用来对具有至少一个板件(2)的构件(如板3，螺栓，螺母等)进行铆接，—在多构件的模具(5)中具有工作孔(4)(模具孔)，—具有多个环绕工作孔(4)径向上设置的模具(5)的外套构件(8)(壁段)，它们在装配的过程中，受引导向外挠曲，—具有与顶杆(1)的端面相对安置、轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤金亚布，
申请(专利权)人：托克斯冲压技术两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]