CN101310890A - 冲压连接方法及压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冲压连接方法及所应用的压机，通过压机用冲压连接、冲裁铆接或冲压铆接方法将工件连接起来，在连接处切断或不切断板件形成残余底厚，利用凸模在冲压力的驱动下把工件挤压入与凸模在同一行程轴线上并与凸模相对的凹模内，使之与板件连接起来。根据在一个工作行程中、在冲压连接过程中不同测量时刻多次采集或测量的各段工作行程或所测量的冲压力，确定出对冲压连接过程的影响，从而确定对残余底厚的影响。根据用电子仪器在很短的时间间隔内测得的冲压力以及相应的仅很小的返回行程，可通过计算机和程序计算每个对应于相应工作行程的残余底厚值。如果达到预先设置的残余底厚值，工作行程通过计算机结束，从而结束对连接点的后续测量。

Description

冲压连接方法及压机
技术领域
本发明涉及一种冲压连接方法，如冲压连接、冲裁铆接、冲压铆接等把工件如板件、铆钉、螺栓、螺母等与板件连接起来并在连接点处形成残余底厚的方法，另外还涉及所应用的冲压连接压机。
背景技术
用冲压连接方法连接工件时，被连接工件在点冲压和随后的挤压作用下，会形成一个所谓的连接点，即采用一个凸模和一个凹模，并让凸模和凹模在冲压力的作用下移动一个力行程，使工件变形并嵌接在一起，从而使工件彼此极其牢固地连接在一起，在所形成的连接点的中心测得的残余底厚X用作连接点的质量控制参数。在连接板件时，残余底厚X可通过最终板厚度确定；当板件与其它工件连接时(如铆接等)，测得的残余底厚X用作最终的残余底厚值，即用作连接点的质量控制参数，而残余底厚值大多在连接点的中心测量。
在连接加工中需要实施的质量监控方法用X值测量表手动进行或者用其它方法自动进行，而通过X值测量表手动操作比较费力，因而大多仅用于抽样检验并且测量结果取决于实施测量的人。
常见的质量控制方法是：在完成冲压连接后，测量连接点的残余底厚，即用压力传感器测量冲压力，并用计算机进行处理，然后把计算的实际冲压力与在计算机内预先设置的设置值进行对比，如德国专利DE4331403。但是这种把测量的冲压力作为实际值与设定值进行对比并通过计算机和相应的程序计算只是间接方法，即：用冲压力推测残余底厚，并且仅在形成冲压连接点之后才能进行，因此，通过冲压连接点推断质量情况也只是间接的。
另外一种常见的残余底厚确定方法如德国专利DE 10327886Al，是在冲压连接过程中测量冲压力并利用所测量的工作行程的位置值进行计算，以便在同时考虑冲压机(冲压连接设备)的弯曲变形系数的情况下利用计算公式计算残余底厚，这种方法也是间接给出冲压连接点的残余底厚X值，并且冲压连接过程质量评定也只是间接的。
因此也有人提出建议，见德国专利DE 102007033153Al，在形成冲压连接点之后，把利用测量工具测得的连接点底厚用作质量指标，并把在一定时间间隔内通过压机上的测量仪器推算出来的连接点底厚实际值与一个用经过校准的测量装置测得的该连接点的设定值范围进行对比。这样，压机就通过经过校准的测量装置得到自身校准，并且自身用作冲压连接点底厚的测量工具。此处当然也可以用计算机进行评定，把实际值与设定值进行对比，然后建议修正设置值或对设置值进行修正，而此处也是指修正或确定已形成的连接点的质量缺陷，即：在完成连接加工之前对已经存在的连接结果无能为力。
发明内容
本发明目的是提供一种冲压连接方法，其在一个工作行程中、在冲压连接过程中可进行质量监控及修正，以达到预先设置的残余底厚值。
本发明的技术方案是：一种冲压连接方法，即通过压机用冲压连接、冲裁铆接或冲压铆接方法将工件，如板件、铆钉、螺栓、螺母，与板件连接起来，在连接处切断或不切断板件形成残余底厚，该冲压连接方法是利用凸模在冲压力的驱动下把工件挤压入与凸模在同一行程轴线上并与凸模相对的凹模内，使之与板件连接起来。在冲压连接过程中采集过程信号，即在每一个工作行程中，多次测量力行程和/或冲压力，处理冲压连接过程信号，即在计算机中处理力行程及/或冲压力的过程信号，用于计算残余底厚X；并且，在力行程中，每个过程信号都在很短的时间间隔内采集，并且计算结果用于调整正在进行的冲压连接过程。
本发明的技术特点在于根据用电子仪器在很短的时间间隔内测得的冲压力以及相应的仅很小的返回行程，通过计算机和程序计算每个对应于相应工作行程的残余底厚值；如果达到预先设置的残余底厚值，工作行程通过计算机结束，从而结束对连接点的后续测量。
根据此优秀发明，作为以上方案的优化实施例，将测得的残余底厚X与计算机中预设的值进行比较，如果所测得的实际值达到、超过计算机预先规定的设置值，或者超过设定值的公差极限，即超出了预设值的上限至下限的范围，则压机关机停止动作，或修正力行程和/或冲压力。从原则上讲，人们大多都是对比冲压力的实际值和设定值(DE 4331403)，数值的测量是在每一个连接点形成之后才进行。因此，在进行连接过程中，关机停止工作或修正力行程与冲压连接步骤同时进行具有极重要的技术意义。根据本发明，可确定极端的情况下(例如材料、所希望的强度等)的公差极限。采用工作速度极快的电子仪器，按照要求调节诸如关机或修正力行程这类功能的问题就可以迎刃而解。
在对比测量值时考虑到偏差，这种偏差是因凸模与凹模之间冲压力变化而出现的决定着残余底厚值的距离造成的，如单侧防护罩打开的压机的弯曲变形，诸如冲压连接钳或铆接钳的变形。根据本发明，可通过压机上用于处理测量值的计算机自动地为冲压加工实施修正或校准。此处首先指的是一个取决于压机冲压力的、凸模与凹模之间的实际距离与设置值之差，即X值与预先规定的设置值之差，也是指因单侧打开防护罩以及在加工中弹性推进造成的偏差。
更进一步地，可根据压机计算程序计算出冲压连接过程中影响力行程和残余底厚的数值。也就是说，通过计算机也可以对压机本身进行修正，或者得出无法预见的或不希望的行程改变(这些改变必须补偿或抵消掉)。这种压机的准校准方法虽然对于所推荐的压机来说是众所周知的(DE 102007033153Al)，但是考虑到在每个工作行程中可多次测量以及这种多次测量带来的优点后可得出，这种校准方法不仅是新的，而且也是给压机精调带来一个难题。
本发明还提供一种以上冲压连接方法中应用的压机，特别是用于实施冲压连接的压机，具有用于固定冲压驱动模块或电子驱动模块的机体，当驱动模块达到规定的位置时，就确定了残余底厚值X。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：根据在一个工作行程中、冲压连接过程中不同测量时刻多次采集或测量的各段行程或所测量的冲压力，确定出对冲压连接过程的影响，从而确定对残余底厚的影响，此外，还自动实施质量检查，从而使得到的连接点的残余底厚X实际值处于预先给定的设定值的公差范围之内，并得到连续监控。
本发明的另外一个优点是，表面状态(干燥、涂油情况)对所连接工件的不良影响以及板件厚度波动造成的不良影响都可以避免。
利用本发明提供的方法，通过控制连接过程，也可以显著缩小残余底厚的公差，从而获得更高的连接强度。在每一种情况下，都可使每个连接点的残余底厚值X的分散性更小，这在生产实际中具有很重要的意义。
此外，本发明考虑到预强化板件的厚度波动以及强度变化，另外具有特别重要意义的是，压机的缺陷，特别是模具磨损这些因素如果未消除，则会被测量出来，从而保证产品无缺陷。
本发明的另外一个附加优势是，在加工过程中，即在点连接过程中能计算出实际值与设定值之间的偏差(而这种偏差的原因是多种多样的，即被连接材料的变化如硬度、厚度、连接干扰因素如润滑剂等)。对力行程和冲压力的修正是自动通过计算机完成的。
附图说明
附图1是根据本发明实施的压机的结构简图；
附图2是工件连接部位的剖视放大图；
附图3为残余底厚的公差极限说明图；
其中：1、连接钳2、凸模3、凹模；4、电机；5、传感器7、板件；8、板件；9、外凸部分；10、内凹部分；11、圆形底部。
具体实施方式
下面结合附图、举例详细说明本发明的具体内容：
在图1所示的机体及连接钳1上有一个凸模2，可沿轴向移动，另外有一个凹模3与凸模2相对并且在同一条轴线上。凸模2在电机4的驱动下沿凹模3的方向移动，所产生的冲压力通过传感器5测量，返回行程通过一个合适的位移测量系统测量，通过力行程和冲压力的作用在工件(此处未详细描述)上进行冲压连接，见图2。
在图2所示的按以上所述方式加工的板件7和板件8之间形成的连接点处，板件7的外凸部分9镶嵌在板件8的内凹部分10内，其中在相连接的外凸部分9和内凹部分10内形成一个圆形底部11，它的中心厚度就是残余底厚X，残余底厚X是冲压连接或者连接点的质量标准，因此通常计算残余底厚以用于评定冲压连接质量。
根据本发明的技术构思，残余底厚X值用计算机来计算，在计算机中处理来自传感器5的力行程和冲压力的过程信号。重要的是，测量值或过程信号的采集不是在连接点形成之后实施的，而是在冲压过程中实施的，并且在多个很短的时间段中进行，因而还可以在连接点加工过程中对上述力行程等进行有效的调整修正。由于在一个工作行程中反复测量，因而计算机能很快地计算出最新的残余底厚值X，然后在考虑到压机的连接钳1变形的前提下有效地调整残余底厚值。
图3中显示了两条曲线，F1代表用传统连接方法得出的残余底厚值，F2代表利用本发明方法控制得出的残余底厚。

Claims (6)

1、一种冲压连接方法，即通过压机用冲压连接、冲裁铆接或冲压铆接方法将工件，如板件、铆钉、螺栓、螺母，与板件(7，8)连接起来，在连接处切断或不切断板件(7，8)形成残余底厚X，该冲压连接方法是利用凸模(2)在冲压力的驱动下把工件挤压入与凸模(2)在同一行程轴线上并与凸模(2)相对的凹模(3)内，使之与板件(8)连接起来，其特征在于：
-在冲压连接过程中采集过程信号，即在每一个工作行程中，多次测量力行程和/或冲压力，处理冲压连接过程信号，即在计算机中处理力行程及/或冲压力的过程信号，用于计算残余底厚X；
-在力行程中，每个过程信号都在很短的时间间隔内采集，并且计算结果用于调整正在进行的冲压连接过程。
2、根据权利要求1所述的冲压连接方法，其特征在于：将测得的残余底厚X与计算机中预设的值进行比较，如果所测得的实际值达到、超过计算机预先规定的设置值，或者超过设定值的公差极限，则压机关机停止动作，或修正力行程和/或冲压力。
3、根据权利要求2所述的冲压连接方法，其特征在于：在对比测量值时考虑到偏差，该偏差是由因凸模与凹模之间冲压力变化而出现的、决定残余底厚值的距离形成的，该偏差通过压机上负责处理测量值的计算机进行补偿或修正校准。
4、根据权利要求3所述的冲压连接方法，其特征在于：处理实际值与设定值之间的偏差时，自动通过计算机对力行程或冲压力进行调整。
5、根据以上权利要求之一所述的冲压连接方法，其特征在于：根据压机计算程序计算出冲压连接过程中影响力行程和残余底厚的数值。
6、一种应用于权利要求1～4之一所述方法中的压机，特别是用于实施冲压连接的压机，具有用于固定冲压驱动模块或电子驱动模块的机体，当驱动模块达到规定的位置时，就确定了残余底厚值X。
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