CN101422799B

CN101422799B - 用于金属板的带孔连接的装置

Info

Publication number: CN101422799B
Application number: CN2008101738741A
Authority: CN
Inventors: P·W·雷纽斯; D·D·伍
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: CN101422799A; DE102008052698A1; US20090107205A1; DE102008052698B4

Abstract

本发明涉及用于金属板的带孔连接的装置。具体地，提供了一种用于将层叠的上、下金属板连接在一起并且形成有加强孔的装置。下模具有模槽和在模槽中央的开口。上模具有与模槽对齐的环形端面和与开口对齐的弹簧加载往复冲压块。中空环形护孔圈具有用于与上模的环形端面接合的环形上端凸缘和长于这些板的层叠厚度的轴向延伸管壁。轴向延伸壁末端的金属穿孔点刺入层叠的上、下板并且与下模的模槽形成接合，以使轴向延伸壁逐渐径向向外且向上弯曲从而与下板形成接合，由此，就将这些板连接在一起并且形成了加强孔。

Description

用于金属板的带孔连接的装置

技术领域

本发明涉及用于将层叠的上、下金属板连接在一起的装置，更具体地是涉及能同时提供贯穿这些金属板的孔口的金属板连接装置。

背景技术

众所周知，在汽车和其它制造业中，可以通过将一块金属板放在另一块之上然后在它们之间装上紧固件来将这两块金属板连在一起。

同样众所周知的是，在制造业中出于各种目的需要提供贯穿一块金属板或贯穿一叠金属板的孔口，例如，提供用于排水的孔口、或提供用于接收定位销的孔口以在制造工艺(例如冲压)的实施期间精确定位金属或者精确定位用于测量和校准操作的板。希望提供一种改进的新装置，金属板可以通过该装置连接在一起，同时提供贯穿这些板的加强孔。

发明内容

本发明提供了一种用于将层叠的上、下金属板连接在一起的装置，同时提供贯穿这些连接在一起的板的加强孔。提供的下模具有在下板之下的模槽和在模槽中央的开口。上模具有环形端面，该环形端面覆盖下模的模槽上并且与之对齐。弹簧加载冲压块可在上模内往复运动并且与下模内的开口对齐。环形护孔圈具有用于与上模的环形端面接合的环形上端凸缘和轴向延伸的管壁，该管壁的长度比上、下金属板的层叠厚度更大。护孔圈的轴向延伸壁的末端具有金属穿孔点，这样，当降低上模时，上模的环形端面就迫使金属穿孔点刺入层叠的上、下板并且与下模的模槽形成接合，从而使轴向延伸壁逐渐径向向外且向上地弯曲从而与下板形成接合。这样，通过将这些板锁定在环形上端凸缘与向外弯曲的轴向延伸管壁之间，而将这些板连接在一起。护孔圈的中空环形提供了贯穿连接在一起的这些板的孔口并且加强了贯穿这些金属板而形成的孔口。

从本文的详细描述将明显看出本发明的更多适用领域。应当理解，尽管这些详细描述和特定例子说明了本发明的示例性实施例，但只是为了示例的目的而无意图限制本发明的范围。

附图说明

根据详细描述和附图将能更充分理解本发明，在附图中：

图1是贯穿本发明的装置截取的剖面图，示出了处于打开位置的冲床，其上模悬在下模的上方；

图2是本发明的护孔圈的透视图，在护孔圈上切除了一部分并示出了剖面；

图3是与图1类似的视图，但示出了上模被部分地降低到下模上，使得护孔圈与上金属板相抵压；

图4是与图1和3类似的视图，但示出了上模被进一步降低，以致护孔圈就刺入层叠的金属板；

图5示出了完全降下上模以完成护孔圈的安置，这样上模的弹簧加载模块就使冲孔的金属盘弯曲以经由下模的开口而排出；以及

图6是与图2类似的视图，但示出了将护孔圈安置成连接这些板并且提供了贯穿这些层叠板的加强孔。

具体实施方式

下列描述实际上只是示例性的，并无意图限制本发明及其应用或用途。

参照图1，冲床包括固定的下冲头12和垂直可动的上冲头14。

一对金属板(具体为上金属板18和下金属板20)堆叠在一起并且安放在下冲头12上。下模24安装在下冲头12上。下模24是环形的并且具有贯穿其中的中央开口26，该开口是由阶梯孔28限定的，该阶梯孔包括上孔部30和直径大于上孔部30的下孔道部32。下模24的上端面具有与阶梯孔28配合工作的周向延伸模槽36，从而提供环形轴向延伸刃形边缘38。刃形边缘38的顶端具有沿径向朝外的方向倾斜的斜面40。模槽36的横截面大致成U形并且围绕下模24的周边连续延伸。

图1还示出了安装在冲床上冲头14上的环形上模46。上模46具有中央孔48，该孔位于下模24的上孔部30之上并与之对齐。柱形冲压块50被可往复运动地装在上模46的中央孔48内并且由装在冲压块50与上冲头14之间的螺旋压缩弹簧54支撑。图1示出了处于自由无压缩长度时的螺旋压缩弹簧54，并且可以看出冲压块50因此悬在下模24的上孔部30的上方。上模46具有通常位于下模24的模槽36上方的环形端面58，并且冲压块50向下延伸超出环形端面58，如图1所示。

在图1中可以看出环形护孔圈62安置在上模46上，冲压块50贯穿该环形护孔圈62。

参照图2，可以看出环形护孔圈62是中空圆形并且在其上端具有环形端面凸缘64。环形护孔圈62还具有轴向延伸管壁66，从环形上端面凸缘64向下悬垂并且与其成一体。轴向延伸壁66的末端具有周向延伸金属穿孔点72，金属穿孔点72在位置74处向外倾斜。

再参照图1，应当理解，护孔圈62已经装载在上模46上并且在其上例如通过摩擦力或磁力被保持就位。轴向延伸壁66的长度是层叠金属板18和20的组合厚度的数倍，具体原因将在下文论述。冲压块50具有拱顶形下端面80，包括大致扁平的中央部82和沿径向呈锥形的外围部84。

参照图3，可以看出，上冲头14已被降低，以致护孔圈62下降到接触上板18，并且冲压块50的下端面80也下降到接触上板18，而弹簧54被部分地压缩。因此，如图3所示，护孔圈62的金属穿孔点72精确地对准了下模24的刃形边缘38，这样，上冲头14的进一步降低将使上板18和下板20在金属穿孔点72与刃形边缘40之间受到剪切。

参照图4，可以看出，上冲头14已从图3所示位置被进一步降低，这样就使得上模46迫使护孔圈62刺入上板18和下板20，由此形成上板18的切断盘90以及下板20的切断盘92，如图5所示。而且，冲压块50的拱顶形下端面80使切断盘90和92弯曲成拱顶形，从而减小切断盘90和92的直径，以利于它们通过阶梯孔28的上孔部30。

参照图5，可以看出，上冲头14已被完全降下，使护孔圈62的轴向延伸壁66接触下模24的模槽36，从而使轴向延伸壁66变形并且沿径向向外弯曲然后向上弯曲从而与下板20的下侧形成接合。因此，将板18和20锁定在护孔圈62的环形上端凸缘64与护孔圈62的向外向上弯曲的轴向延伸壁部66之间。同时，上冲头14向下的最后行程和螺旋压缩弹簧54的伸展使冲压块50将盘90和92推出穿过阶梯孔28的下孔道部32从而排出下冲头12的底部。

在完全降下了上模46且安好了护孔圈62后，上模46将反向运动，回升至图1所示的打开位置。此后，可以将板18和20从冲床上取走。

参照图6，示出了成品，可以看出，上板18和下板20通过护孔圈62的安装而有效地连接在一起。此外，可以看出，护孔圈62的内中空环形同时还提供了贯穿连接在一起的板18和20的加强孔96。例如，如果组合板需要暴露在露天，那么孔96可以是排水孔，下。替代性地，贯穿连接在一起的板的孔利于经由定位销对连接在一起的板进行定位，例如通常用于在制造工艺中精确定位面板或者精确定位用于测量和校准操作的面板。

因此，可以看出，本发明提供了一种新的改进装置，用于将两块或更多的金属板连接在一起，同时形成了贯穿这些连接在一起的板的加强孔。

本发明的描述实际上只是示例性的，其变型也在本发明的范围内。尽管本文的附图示出的是两块层叠板的例子，但应当理解，可以将三块或更多的板堆叠和连接在一起。护孔圈的中空环形并不局限于圆形，而可以是椭圆形、矩形或其它形状，包括制品商标的形状。

Claims

1.一种用于将层叠的上、下金属板连接在一起的装置，包括：

下模，其具有在下板之下的模槽和在模槽中央的开口；

上模，其具有在上板上方并且与下板的模槽对齐的环形端面；

冲压块，其在上模内是可往复运动的，并且与下模的开口对齐；

螺旋压缩弹簧，用来将冲压块从上模压向伸出位置超出上模的环形端面，以及

环形护孔圈，其具有用于与上模的环形端面接合的环形上端凸缘和轴向延伸壁，该轴向延伸壁的长度比上、下金属板的层叠厚度更大，所述轴向延伸壁的末端具有金属穿孔点，这样，在降低上模时，环形端面就迫使金属穿孔点刺入层叠的上、下板并且与下模的模槽形成接合，从而使轴向延伸壁径向向外且向上地弯曲从而与下板形成接合，由此，通过将这些板锁定在环形上端凸缘与向外弯曲的轴向延伸壁之间而将这些板连接在一起，并且扩孔圈的中空环形提供了贯穿连接在一起的这些板的孔口。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括，所述下模具有周向刃形边缘，其与护孔圈的金属穿孔点对齐以助于切断这些盘。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于还包括，所述周向刃形边缘具有斜面，在切断金属盘时该斜面使护孔圈的轴向延伸壁沿径向向外偏转。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于还包括，下模的所述开口是阶梯孔，其上部的直径能够容纳冲压块，其下孔道部的直径大于冲压面的直径以利于排出切断盘。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。

7.一种用于将层叠的上、下金属板连接在一起的装置，包括：

下模，其具有在下板之下的模槽和在模槽中央的开口，所述开口是阶梯孔，所述阶梯孔包括上孔部和直径大于上孔部的下孔道部；

上模，其具有在上板上方并且与下板的模槽对齐的环形端面以及在下模的开口上方的中央孔；

冲压块，其在上模的中央孔内是可往复运动的；

螺旋压缩弹簧，其将冲压块压向伸出位置超出上模的环形端面；

装在冲压块上的护孔圈，其具有引导上模的环形端面的环形上端凸缘和轴向延伸壁，该轴向延伸壁的长度比上、下金属板的层叠厚度更大，所述轴向延伸壁的末端具有金属穿孔点，这样，一旦降低上模，环形端面就迫使金属穿孔点刺入层叠的上、下板并且与下模的模槽形成接合，从而使轴向延伸壁径向向外且向上地弯曲从而与下板形成接合，由此，通过将这些板锁定在环形上端凸缘与向外弯曲的轴向延伸壁之间而将这些板连接在一起。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括，下模的所述开口是阶梯孔，其上部的直径能够容纳冲压块，其下孔道部的直径大于冲压面的直径以利于排出切断盘。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括，所述下模具有周向刃形边缘，其与护孔圈的金属穿孔点对齐以助于切断盘。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于还包括，所述周向刃形边缘具有斜面，在切断金属盘时该斜面使护孔圈的轴向延伸壁沿径向向外偏转。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括，所述护孔圈是中空环形，这样，在安置护孔圈以将层叠板连接在一起时，还同时形成了贯穿这些板的加强孔。

13.如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。

14.一种用于将层叠的上、下金属板连接在一起的装置，包括：

下模，其具有向上延伸的周向延伸刃形边缘、沿径向布置在刃形边缘外侧且围绕其的周向模槽、以及沿径向布置在刃形边缘内侧的开口；

冲压块，其在上模内是可往复运动的并且与下模的开口对齐；

螺旋压缩弹簧，用来将冲压块从上模压向伸出位置，其中，冲压块伸入到下模的开口中；以及

环形护孔圈，其具有容纳冲压块的中空内部、用于与上模的环形端面接合的环形上端凸缘和轴向延伸壁，该轴向延伸壁的长度比上、下金属板的层叠厚度更大，所述轴向延伸壁的末端具有与下模的刃形边缘对齐的金属穿孔点，这样，在降低上模时，环形端面就迫使金属穿孔点刺入层叠的上、下板并且被下模的模槽偏转而使轴向延伸壁径向向外且向上地弯曲从而与下板形成接合，由此，通过将这些板锁定在环形上端凸缘与向外弯曲的轴向延伸壁之间而将这些板连接在一起，并且护孔圈的中空环形提供了贯穿连接在一起的这些板的孔口。

15.如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于还包括，下模的所述开口是阶梯孔，其上部的直径能够容纳冲压块，其下孔道部的直径大于冲压面的直径以利于排出切断盘。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于还包括，所述冲压块具有拱顶形端面，其与上板接合并且使上、下板的断开部分弯曲从而经由下模表面中央的开口排出。