CN102717021A - 倒立式冲铆机及其铆接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒立式冲铆机及其铆接方法，所述冲铆机包括工作台、夹具、冲头及油缸，冲头包括冲针、上模、下模；其中，所述冲头及油缸倒立设置在所述工作台的下方，所述工作台上方设置有顶板、用于安装所述夹具的滑块，及对所述滑块定限位的磁铁挡块感应装置；所述冲头上设置有对所述夹具进行预紧的预紧装置；所述油缸与所述下模连接固定；所述冲针设置为一个或一个以上，所述冲针穿过所述上模，其下端面抵持在所述下模上。由于将冲头及油缸倒立设置在工作台的下方，使冲铆机的结构更加紧凑小巧，节省空间，重心低；可以将多个铆钉同时预先放置在待铆接工件上，通过多个冲针一次冲压变形，加工效率大大提高；铆钉冲击在封闭区进行，非常安全。

Description

倒立式冲铆机及其铆接方法

技术领域

本发明涉及冲铆机领域，更具体的说，涉及的是一种倒立式冲铆机及其铆接方法改进。

背景技术

铆钉是一种金属制一端有帽的杆状零件，穿入需联接的构件后，在杆的外端打、压出另一头，将需连接的构件压紧、固定。铆钉种类较多，按照铆钉帽结构可分为半圆头、平头及沉头铆钉等；按照铆钉杆的结构可分为半空心、空心、实心及抽芯铆钉等。铆接分活动铆接和固定铆接，也分冷铆和热铆，其一般的工艺过程为：钻孔——插入铆钉——顶模顶住铆钉——铆成罩形。铆钉的应用非常广泛，相对焊接，工艺简单，拆装灵活，可更换易损部份，韧性强。

现有的冲铆机多为直立式冲铆机，直立式冲铆机的机身一般都很大，铆接时须先将待铆接工件上的预置铆钉孔透过下模的定位顶针，一次只能冲压一个铆钉；当铆接件上需要多个铆钉铆接固定时，需多次重复放置，加工效率低；并且当铆接好一颗铆钉时，另外的铆接孔容易错位，需要重新定位，进一步降低了加工效率，也影响到铆接质量；且需人工控制冲铆开关，加大了劳动强度；开放式的冲压区，存在一定的安全隐患。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种倒立式冲铆机及其铆接方法，以提高加工效率。

本发明的技术方案如下：

一种倒立式冲铆机， 包括工作台、设置在工作台上的用于固定待铆接工件的夹具、冲头及油缸，所述冲头包括冲针、上模、下模；其中，所述冲头及油缸倒立设置在工作台的下方，在所述工作台上方正对所述冲头的位置设置有顶板，所述工作台上设置有用于安装所述夹具的相对可滑动的滑块，及对所述滑块定限位的磁铁挡块感应装置；

所述冲头上设置有对所述夹具进行预紧的预紧装置；

所述油缸采用可调节行程油缸，并与所述下模连接固定；

所述冲针设置为一个或一个以上，所述冲针穿过所述上模，其下端面抵持在所述下模上，所述上模上设置有纳置所述冲针的沉孔槽及第一通孔，所述下模与所述上模通过紧固件连接固定；

所述夹具上设置有供所述冲针穿过的第二通孔；所述滑块上设置有供冲头穿过的第三通孔。

所述的冲铆机，其中，所述磁铁挡块感应装置包括对所述滑块进行吸附固定的磁铁、对所述滑块进行限位的挡块、及固定设置在所述挡块上的微动开关，所述磁铁通过磁铁压块固定在所述挡块上。

所述的冲铆机，其中，所述微动开关与电磁阀控制电路连接，所述电磁阀设置在所述油缸的供油油路上，所述滑块触发所述微动开关控制电磁阀的启闭。

所述的冲铆机，其中，所述预紧装置包括设置在所述上模与所述下模之间的预紧螺钉、互锁螺母及第一压缩弹簧，所述互锁螺母安装在预紧螺钉上；所述第一压缩弹簧套设所述预紧螺钉上，并位于互锁螺母和所述下模之间，所述下模上设置有纳置所述第一压缩弹簧的凹槽。

所述的冲铆机，其中，所述夹具上设置有用于固定待铆接工件的偏心轮，所述偏心轮通过螺钉定位在所述夹具上，所述偏心轮与所述螺钉头部之间设置有第二压缩弹簧，所述偏心轮上设置有适配螺钉的偏心通孔。

所述的冲铆机，其中，所述油缸活塞杆顶部固定设置有一连接头，所述下模上设置适配所述连接头的T型槽。

所述的冲铆机，其中，所述油缸倒立安装在一法兰上，所述法兰通过支撑杆与工作台固定连接。

所述的冲铆机，其中，所述冲铆机上还设置有对所述冲头进行导向的滑套，所述滑套通过紧固件固定在工作台上。

所述的冲铆机，其中，所述冲铆机上还设置有一控制油缸动作的控制电路，包括：感应滑块位置的所述微动开关、感应油缸返回到位的位置开关、控制油缸伸出的第一定时器、控制油缸返回的第二定时器、控制油液通断及方向的电磁阀，及油缸伸出和返回时的工作状态指示灯。

一种如上述任一项所述的倒立式冲铆机的铆接方法，其中，所述铆接方法包括以下步骤：

A、将待铆接工件放置在夹具上，并转动所述偏心轮，使所述偏心轮紧压所述待铆接工件；

B、将铆钉放置在待铆接工件预置孔上；

C、将所述滑块夹具推入所述顶板下，并通过磁铁将所述滑块吸附固定；

D、所述滑块同时触发所述微动开关触头，所述微动开关控制相应电磁阀导通，往油缸内注入油液，所述油缸的活塞杆上升，推动所述冲头向上运动；

E、所述冲头在冲针冲击铆钉之前，冲头上的预紧螺钉先将夹具和待铆工件同时顶起，待铆工件上的铆钉压紧在顶板上；

F、夹具顶起到位后，冲头继续向上运动，所述第一弹簧继续压缩；

G、铆钉在冲针冲击作用下变形，形成倒扣，将待铆接工件铆接固定。

本发明所提供的一种倒立式冲铆机及其铆接方法，由于将冲头及油缸倒立设置在工作台的下方，使冲铆机的结构更加紧凑小巧，节省空间，重心低；由顶板滑块夹具组成的封闭式铆钉冲击区，手指无法伸入，同时滑块位置感应开关安装在顶板下的封闭区，不会造成误触开关，故非常安全可靠；可以将多个铆钉同时预先放置在待铆接工件上，再通过多个冲针一次冲压变形，加工效率大大提高；当待铆工件铆钉安放就绪后，滑块推入被磁铁吸附，同时触发微动开关，无需人工控制开关，实现自动感应冲铆，除了提高效率外，还降低了劳动强度；并且由于油缸行程可调，所以可以调节铆钉的冲压变形量，从而满足紧固要求和外观要求。整台设备结构精简，成本低。

附图说明

图1是本发明倒立式冲铆机的整体结构示意图。

图2是本发明倒立式冲铆机的主视图。

图3是本发明倒立式冲铆机中冲头的结构示意图。

图4是本发明倒立式冲铆机中冲头的俯视图。

图5是图4中A-A向的剖视图。

图6是本发明倒立式冲铆机中滑块与夹具的结构示意图。

图7是本发明倒立式冲铆机中挡块、磁铁及微动开关的结构示意图。

图8是本发明倒立式冲铆机的电路控制图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

本发明公开了一种倒立式冲铆机，所述倒立式冲铆机用于将待铆接工件的铆钉底部进行冲压，在冲压力的作用下，所述铆钉底部变形，形成倒扣，从而将待铆接的工件铆接固定在一起。请参阅图1及图2所示，所述冲铆机包括工作台100，设置在工作台100上的用于固定待铆接工件的夹具400及倒立设置在工作台100上的冲头300及油缸200；根据需要铆接的铆钉的数量、结构、材料及冲压变形量等因素所需要的冲压力，本发明优选采用可调节行程的油缸200，所述油缸200下端有用于调节所述油缸200行程的调节螺母201，通过旋拧所述调节螺母201实现延长或缩短所述油缸200的行程，从而赋予合理的冲压力，以达到铆钉铆接变形的目的。

所述冲头的结构请参阅图3所示，所述冲头包括冲针330、上模320、下模310及对所述夹具进行预紧的预紧装置。请参阅图1结合图2、图3所示，所述冲头300及油缸200设置在工作台100的下方，即所述冲针330从下端冲压铆钉底部，由于是从下端冲压铆钉的底部，铆钉可以正立放置，铆钉可以依靠自身的铆钉帽预先放置在待铆接的工件上，因此当待铆接的工件需要多颗铆钉固定时，可以同时将多颗铆钉预先放置在待铆接的工件，根据需要铆接的铆钉的数量设置冲针的数量，每个冲针330适配一个铆钉，可以同时对多个铆钉冲压变形，提高了加工效率。所述冲针330设置为一个或一个以上，具体地，根据待铆接工件需要铆钉的数量将所述冲针设置为但不限于图中的6个，设置为6个可以同时对6颗铆钉进行铆接固定，提高了冲铆机的加工效率；同时，由于将所述冲头300及油缸200设置在所述工作台100的下方，降低了所述冲铆机的重心。

具体地，请参阅图1、图2结合图3、图4所示，所述冲头包括冲针330、上模320及下模310；其中，所述冲针330穿过所述上模320，其下端面抵持在所述下模310的上端面上，所述上模320上设置有纳置所述冲针330的沉孔槽321及第一通孔322，所述沉孔槽321与所述第一通孔322贯通，以纳置所述冲针330。所述下模310与所述上模320通过紧固件连接固定，所述紧固件优选设置为螺钉。所述油缸200倒立设置，并与所述下模310连接固定，即所述油缸200可带动整个冲头300上下运动，从而对铆钉进行冲压变形。所述工作台上方还设置有用于放置及固定待铆接工件的夹具400，所述夹具上设置有供所述冲针穿过的第二通孔401，所述第二通孔401的数量与所述最大冲针330数量一致，当所述冲针330设置为6个时，所述第二通孔401也设置为6个。所述夹具400的上方设置有顶板500，优选地，所述顶板500的下表面与所述待铆接工件的上表面适配，以保证所述顶板500能有效地接触到需要铆接的铆钉。所述顶板500通过支撑块510固定在工作台100上，当需要铆接时，所述待铆接工件处于所述夹具400与所述顶板500之间，铆钉的铆钉帽顶持在所述顶板500上进行限位，以防止冲针330在冲压铆钉时而造成铆钉向上移动。

请参阅图1结合图2、图5所示，所述冲铆机上还设置有一滑块440，所述滑块440相对可滑动的设置在工作台100上；即所述滑块440优选设置为倒T型结构，工作台100上设置有适配所述滑块440滑动的倒T型通槽101。所述夹具400设置在所述滑块440上，所述滑块440与所述夹具400优选采用多个销钉连接；销钉与所述滑块440过盈配合，销钉与所述夹具400间隙配合，即销钉相对所述滑块400固定设置，同时由于销钉与夹具400采用间隙配合，所述夹具400可沿着销钉在滑块440上进行上下移动。将待加工的工件固定在所述夹具400上后，然后将铆钉预先放置在需要铆接的位置，所述滑块440带动所述夹具400及夹具400上的待铆接工件滑动，滑动到所述顶板500的下方即可进行冲压。所述滑块440上设置有供所述冲头300穿过的通槽，以保证所述冲头300上的冲针330能穿过所述滑块440及夹具400，与所述待铆接工件上的铆钉接触。

请参阅图1结合图6所示，所述冲铆机上还设置有对所述滑块440定限位的磁铁挡块感应装置，具体地，所述磁铁挡块感应装置包括对所述滑块进行吸附固定的磁铁610，对所述滑块440进行限位的挡块600，及固定设置在所述挡块600上的微动开关630；所述磁铁610通过磁铁压块620固定在用于对所述滑块440进行限位的挡块600上。采用磁铁610对滑块440的吸附固定可以防止在冲铆过程中，滑块440位置的任意移动，有效地保证了冲针冲压时的精度。同时采用磁铁吸附固定的方式成本低廉，同时能使固定结构更加简单、可靠及稳定。

具体地，请参阅图1结合图7所示，挡块600通过紧固件固定设置在工作台100上，其具体位置是设置在所述工作台上的倒T型槽靠近顶板500一侧的端部，用于对所述滑块440及设置在滑块440上的夹具400及待铆接工件限位，所述紧固件优选设置为螺栓，所述工作台100上设置有适配螺栓的滑动槽，螺栓可在滑动槽内前后移动，即可调节挡块600的位置，使挡块600用于限位的端面与滑块440的端面齐平设置。所述磁铁610设置在所述挡块600上，优选地，所述磁铁610用于吸附固定的端面与所述挡块600用于限位的端面齐平设置，所述磁铁610的上方设置有磁铁压块620，所述磁铁压块620通过紧固件固定在所述挡块600上，所述紧固件优选设置为螺钉，所述磁铁压块620上设置有适配螺钉的滑动槽，以对所述磁铁挡块620的位置进行微调，以保证所述磁铁挡块620与磁铁610的端面齐平设置。

所述微动开关630通过一安装板640与所述挡块600连接，并通过紧固件固定，所述紧固件优选设置为螺钉，所述安装板640上设置有适配螺钉的滑动槽，以对所述微动开关630的位置进行微调，便于所述微动开关630的校准。所述微动开关630的触头631稍微伸出所述挡块600，当推动所述滑块440时，所述滑块移动到位后触发所述触头631，从而使所述微动开关630闭合，所述微动开关630与一电磁阀控制电路连接，电磁阀设置在所述油缸的供油油路上，所述微动开关630闭合后，电磁阀导通，系统对所述油缸200供油。

请参阅图3结合图4、图5所示，所述冲头上设置有对所述夹具400进行预紧的预紧装置，具体地，所述预紧装置包括设置在所述上模320与所述下模310之间的预紧螺钉350、螺母360及第一压缩弹簧370；所述预紧螺钉350优选设置为但不限于图中的4颗，所述螺母360螺接在所述预紧螺钉350上，优选设置为但不限于图中的2个，2个螺母360可以形成互锁，以防止螺母360在预紧螺钉350上任意移动。所述第一压缩弹簧370套设在所述预紧螺钉350上，并位于所述螺母360和所述下模310之间，所述上模320上设置有纳置所述预定螺钉350及螺母360及第一压缩弹簧370的第四通孔323，所述下模310上设置有纳置所述预定螺钉350及第一压缩弹簧370的凹槽312，所述第一压缩弹簧370的上端面顶持在所述螺母360的下端面上，其下端面抵持在所述凹槽312底部。

当滑块440带动夹具400及夹具上的待铆接的工件向顶板500内滑动，为了保证滑动顺畅，所述待铆接的工件与所述顶板500之间有一定的间隙，当滑动到位后，所述磁铁将所述滑块440吸附固定，此时，所述冲头300及油缸200处于所述滑块440的正下方，同时，滑块440触发所述触头631，所述微动开关630闭合，电磁阀导通，系统向油缸200内注入油液，油缸200的活塞杆上升，推动所述冲头300向上运动，所述冲头300穿过滑块440，此时所述预紧螺钉350与所述夹具400的下端面接触，在所述第一压缩弹簧370的向上的弹力作用下，所述预紧螺钉350顶住所述夹具400，从而带动所述夹具400及夹具400上的待铆接工件向上移动，将待铆接工件上的铆钉顶持在所述顶板500的下端面上，在所述第一压缩弹簧370的持续弹力作用下，待铆铆钉始终顶持在所述顶板500上，消除了待铆接工件上的铆钉与顶板500之间的间隙，保证在冲针330冲压过程中，铆钉不会移动，并且铆钉垂直向下。最后冲针330与铆钉底部接触，在冲压力作用下，铆钉变形，形成倒扣，将待铆接工件铆接固定。

由上可以看出，采用倒立式的冲铆机相对直立式的冲铆机结构更加简单更加紧凑小巧，节省了占用空间；并且由于整个冲压过程在在顶板500下端的密闭环境中完成，顶板与待铆接工件的间隙很小，操作者的手无法伸到顶板与工件之间，同时滑块到位冲击感应开关位于封闭区，手无法触及，故不会有误触开关发生，进一步提高了操作者的安全，杜绝了安全隐患，同时也因无需手动按置开关来进行冲铆，工作效率也大大提高。

请参阅图6所示，所述夹具400上设置有用于固定待铆接工件的偏心轮410，所述偏心轮410优选设置为但不限于图中的2个，所述偏心轮410通过螺钉420分布在所述夹具400的两侧，所述偏心轮410相对所述螺钉420可转动，所述偏心轮410与螺钉420头部之间设置有第二压缩弹簧430，所述偏心轮410上设置有适配螺钉420的偏心通孔。将待铆接工作放置在所述夹具400与偏心轮410之间，转动所述偏心轮410，使所述偏心轮410紧压所述待铆接工件。所述第二压缩弹簧430给所述偏心轮410一个持续的向下的弹力，使所述偏心轮410紧压所述待铆接工件。

请参阅图2结合图3所示，所述油缸200的活塞杆顶部设置一连接头202，所述下模210上设置适配所述连接头202的T型槽211，通过所述连接头202与T型槽211的适配实现油缸活塞杆与所述冲头300连动。所述油缸200安装在一法兰210上，所述法兰210通过支撑杆220与工作台110固定连接，从而将所述油缸200固定，所述支撑杆220优选设置为4根。

请参阅图2所述，所述冲铆机上还设置有对所述冲头300进行导向的滑套340，所述滑套340设置在所述冲头300外侧四周用于对所述冲头300进行导向，以保证整个冲头300在上下运动过程中不会移位，并通过紧固件固定在工作台100上。

所述冲铆机上还设置有一控制油缸动作的控制电路，整台冲铆机的控制电路请参阅图8所示，所述微动开关SQ1设置在所述控制电路上，所述控制电路上还设置有油缸返回时的位置开关SQ2、控制油缸伸出的定时器T1、控制油缸返回的定时器T2，正在进行冲铆的指示灯L1、冲铆结束油缸返回进行的指示灯L2、控制油缸伸出的左位电磁阀线圈K1、油缸返回的右位电磁阀线圈K2。整个控制路，只需触发微动开关SQ1即可实现油缸的来回运动控制，结构简单，可靠，成本低。同时用指示灯作为工作信号，使得加工操作满足人机交互性。当待铆工件铆钉安放就绪后，滑块推入被磁铁吸附，同时触发微动开关，无需人工控制开关，实现自动感应冲铆，除了提高效率外，还降低了劳动强度。

一种如上述实施例所述的倒立式冲铆机的铆接方法，所述铆接方法包括以下步骤：

S110、将待铆接工件放置在夹具上，并转动所述偏心轮，使所述偏心轮紧压所述待铆接工件；

S120、将铆钉放置在待铆接工件预置孔上；

S130、将所述滑块夹具推入所述顶板下，并通过磁铁将所述滑块吸附固定；

S140、所述滑块同时触发所述微动开关触头，所述微动开关控制相应电磁阀导通，往油缸内注入油液，所述油缸的活塞杆上升，推动所述冲头向上运动；

S150、所述冲头在冲针冲击铆钉之前，冲头上的预紧螺钉先将夹具和待铆工件同时顶起，待铆工件上的铆钉压紧在顶板上；

S160、夹具顶起到位后，冲头继续向上运动，所述第一弹簧继续压缩；

S170、铆钉在冲针冲击作用下变形，形成倒扣，将待铆接工件铆接固定。

本发明所提供的一种倒立式冲铆机及其铆接方法，由于将冲头及油缸倒立设置在工作台的下方，使冲铆机的结构更加紧凑小巧，节省空间，重心低；由顶板滑块夹具组成的封闭式铆钉冲击区，手指无法伸入，同时滑块位置感应开关安装在顶板下的封闭区，不会造成误触开关，故非常安全可靠；可以将多个铆钉同时预先放置在待铆接工件上，再通过多个冲针一次冲压变形，加工效率大大提高；当待铆工件铆钉安放就绪后，滑块推入被磁铁吸附，同时触发微动开关，无需人工控制开关，实现自动感应冲铆，除了提高效率外，还降低了劳动强度；并且由于油缸行程可调，所以可以调节铆钉的冲压变形量，从而满足紧固要求和外观要求。整台设备结构精简，成本低。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种倒立式冲铆机， 包括工作台、设置在工作台上的用于固定待铆接工件的夹具、冲头及油缸，所述冲头包括冲针、上模、下模；其特征在于，所述冲头及油缸倒立设置在工作台的下方，在所述工作台上方正对所述冲头的位置设置有顶板，所述工作台上设置有用于安装所述夹具的相对可滑动的滑块，及对所述滑块定限位的磁铁挡块感应装置；

所述冲头上设置有对所述夹具进行预紧的预紧装置；

所述油缸采用可调节行程油缸，并与所述下模连接固定；

所述冲针设置为一个或一个以上，所述冲针穿过所述上模，其下端面抵持在所述下模上，所述上模上设置有纳置所述冲针的沉孔槽及第一通孔，所述下模与所述上模通过紧固件连接固定；

所述夹具上设置有供所述冲针穿过的第二通孔；所述滑块上设置有供冲头穿过的第三通孔。

2.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述磁铁挡块感应装置包括对所述滑块进行吸附固定的磁铁、对所述滑块进行限位的挡块、及固定设置在所述挡块上的微动开关，所述磁铁通过磁铁压块固定在所述挡块上。

3.根据权利要求2所述的冲铆机，其特征在于，所述微动开关与电磁阀控制电路连接，所述电磁阀设置在所述油缸的供油油路上，所述滑块触发所述微动开关控制电磁阀的启闭。

4.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述预紧装置包括设置在所述上模与所述下模之间的预紧螺钉、互锁螺母及第一压缩弹簧，所述互锁螺母安装在预紧螺钉上；所述第一压缩弹簧套设所述预紧螺钉上，并位于互锁螺母和所述下模之间，所述下模上设置有纳置所述第一压缩弹簧的凹槽。

5.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述夹具上设置有用于固定待铆接工件的偏心轮，所述偏心轮通过螺钉定位在所述夹具上，所述偏心轮与所述螺钉头部之间设置有第二压缩弹簧，所述偏心轮上设置有适配螺钉的偏心通孔。

6.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述油缸活塞杆顶部固定设置有一连接头，所述下模上设置适配所述连接头的T型槽。

7.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述油缸倒立安装在一法兰上，所述法兰通过支撑杆与工作台固定连接。

8.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述冲铆机上还设置有对所述冲头进行导向的滑套，所述滑套通过紧固件固定在工作台上。

9.根据权利要求1所述的冲铆机，其特征在于，所述冲铆机上还设置有一控制油缸动作的控制电路，包括：感应滑块位置的所述微动开关、感应油缸返回到位的位置开关、控制油缸伸出的第一定时器、控制油缸返回的第二定时器、控制油液通断及方向的电磁阀，及油缸伸出和返回时的工作状态指示灯。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的倒立式冲铆机的铆接方法，其特征在于，所述铆接方法包括以下步骤：

A、将待铆接工件放置在夹具上，并转动所述偏心轮，使所述偏心轮紧压所述待铆接工件；

B、将铆钉放置在待铆接工件预置孔上；

C、将所述滑块夹具推入所述顶板下，并通过磁铁将所述滑块吸附固定；

D、所述滑块同时触发所述微动开关触头，所述微动开关控制相应电磁阀导通，往油缸内注入油液，所述油缸的活塞杆上升，推动所述冲头向上运动；

E、所述冲头在冲针冲击铆钉之前，冲头上的预紧螺钉先将夹具和待铆工件同时顶起，待铆工件上的铆钉压紧在顶板上；

F、夹具顶起到位后，冲头继续向上运动，所述第一弹簧继续压缩；

G、铆钉在冲针冲击作用下变形，形成倒扣，将待铆接工件铆接固定。

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