CN104741464B - 螺栓与板件的无孔铆接装置、连接结构及空调器底盘 - Google Patents

螺栓与板件的无孔铆接装置、连接结构及空调器底盘 Download PDF

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Abstract

一种螺栓与板件的无孔铆接装置、连接结构及空调器底盘，螺栓与板件的无孔铆接装置，螺栓包括螺杆部和螺帽部，螺帽部包括与螺杆部连接的螺帽主体和设置于该螺帽主体背对螺杆部的表面上的中空圆柱形成型凹部，无孔铆接装置包括凹模和冲头，凹模具有支撑面和定位孔，冲头靠近凹模的一端设置有冲头部和铆接部，冲头部与成型凹部配合，使板件的铆接部位形成冲孔，并将冲孔产生的废料挤入成型凹部的内腔内，铆接部与成型凹部配合，将冲孔周围的铆接部位包裹在成型凹部的周围。本发明的无孔铆接装置既简化了加工工艺过程，减少了劳动力、提高了生产效率，又降低了能耗，达到了节能的目的；同时，优化了产品外观，而且为后续实现自动化生产创造条件。

Description

螺栓与板件的无孔铆接装置、连接结构及空调器底盘
技术领域
本发明涉及机械冲压加工技术领域，特别是涉及一种螺栓与板件铆接装置、螺栓与板件的连接结构及空调器底盘。
背景技术
现有空调器底盘普遍采用的加工工艺方案主要有以下两种：
一种是利用冲压模具对底盘进行冲裁，以此来制作螺栓的工艺过孔；然后手工将螺栓穿过此工艺孔；最后利用焊接工艺将螺栓与底盘焊接在一起，其他部件则可通过此螺栓与底盘进行刚性连接；另一种是利用冲压模具对底盘进行冲裁，以此来制作螺栓的工艺过孔；然后手工将螺栓穿过此工艺孔，利用冲压模具将螺栓与底盘铆接在一起，其他部件则可通过此螺栓与底盘进行刚性连接；
此两种工艺方案均较为复杂，它们都需要经过模具冲压、人工组装、人工焊接或铆接等工艺过程，生产效率较低；而且，在焊接时不仅需要耗费大量电能，而且焊接后产品的外观质量也不理想。
发明内容
针对上述现有技术现状，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种螺栓与板件的无孔铆接装置，其能实现螺栓与板件的无孔铆接，以减少劳动力，提高生产效率，降低能耗，改善产品外观和质量。本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种螺栓与板件的连接结构及空调器底盘。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种螺栓与板件的无孔铆接装置，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述无孔铆接装置包括凹模和冲头，所述螺帽部包括与所述螺杆部连接的螺帽主体和设置于该螺帽主体背对所述螺杆部的表面上的中空圆柱形成型凹部，所述凹模具有用于支撑所述螺帽部的支撑面和设置于该支撑面上的定位孔，所述定位孔与所述螺杆部配合，所述冲头设置于所述凹模的上方，所述冲头靠近所述凹模的一端设置有冲头部和铆接部，所述冲头部与所述成型凹部配合，使所述板件的铆接部位形成冲孔，并将冲孔产生的废料挤入所述成型凹部的内腔内，所述铆接部与所述成型凹部配合，将所述冲孔周围的所述铆接部位包裹在所述成型凹部的周围。
在其中一个实施例中，所述冲头靠近所述凹模的端面为工作面，在该工作面上设置有圆形的成型凹槽，且该成型凹槽的直径大于所述成型凹部的外径，在该成型凹槽的槽底面上设置有所述冲头部，该冲头部顶面的直径小于所述成型凹部的内径，且该冲头部的顶面与所述槽底面的高度小于所述工作面与所述槽底面的高度，所述冲头部的外周侧面、所述冲头部周围的所述槽底面、所述成型凹槽的槽壁面以及所述工作面形成所述铆接部。
在其中一个实施例中，所述冲头部的外周侧面为内凹形圆弧面，且该内凹形圆弧面的一端与所述冲头部的顶面连接，另一端与所述凹槽的槽底面平滑过渡地连接。
在其中一个实施例中，所述冲头部的顶面与所述槽底面的高度为H1，所述工作面与所述槽底面的高度为H2，且0.5H2≤H1≤0.7H2。
在其中一个实施例中，所述成型凹部周围的所述螺帽主体表面上设置有多个防转凹部和/或防转凸部。
在其中一个实施例中，多个所述防转凹部和/或防转凸部为条形，且多个所述防转凹部和/或防转凸部以所述成型凹部的中心为中心呈放射状分布。
本发明所提供的一种螺栓与板件的连接结构，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述板件具有铆接部位，所述螺帽部包括与所述螺杆部连接的螺帽主体和设置于该螺帽主体背对所述螺杆部的表面上的中空圆柱形成型凹部，所述铆接部位包括冲头部位和位于该冲头部位周围的包覆部位，所述冲头部位被挤断，并被挤入所述成型凹部内腔的底部，所述包覆部位包覆在所述成型凹部周围。
在其中一个实施例中，所述包覆部位包覆在所述成型凹部的顶部、所述成型凹部的外侧面和所述成型凹部周围的所述螺帽主体的表面上。
在其中一个实施例中，所述成型凹部的上端具有冲压形成的向外侧卷曲的凸缘。
在其中一个实施例中，所述成型凹部周围的所述螺帽主体的表面上设置有防转凹部和/或防转凸部，所述防转凹部和/或防转凸部和所述包覆部位互相嵌入。
在其中一个实施例中，多个所述防转凹部和/或防转凸部为条形，且多个所述防转凹部和/或防转凸部以所述成型凹部的中心为中心呈放射状分布。
本发明所提供的一种空调器底盘，包括底盘本体和设置于该底盘本体上的多个螺栓，其特征在于，所述螺栓为上述的螺栓，多个所述螺栓与所述底盘本体采用上述的无孔铆接装置相互铆接。
在其中一个实施例中，所述底盘本体与所述螺栓铆接的位置设置有向背对所述螺栓的一侧凸出的凸包，所述螺栓的螺帽主体容纳于所述凸包内。
本发明的螺栓与板件的无孔铆接装置由于具有凹模和冲头，且冲头设置有冲头部和铆接部，工作时，将螺栓放入凹模内，将板件放于螺栓的上方，开动冲床，冲头的冲头部与螺栓上的成型凹部配合，使所述板件的铆接部位形成冲孔，并将冲孔产生的废料挤入成型凹部的内腔内，冲头的铆接部将冲孔周围的铆接部位包裹在所述成型凹部的周围，从而一步即可实现之前所需的模具冲压、人工组装、人工焊接等工艺过程才能完成的螺栓与板件的加工过程，既简化了加工工艺过程，减少了劳动力、提高了生产效率，又降低了能耗，达到了节能的目的；同时，实现了螺栓与板件的无孔铆接，不但优化了产品外观，而且为后续实现自动化生产创造条件。
附图说明
图1、图2和图3为本发明其中一个实施例中的螺栓的结构示意图，其中，图1为剖视图，图2为俯视图，图3为立体图；
图4为本发明其中一个实施例中的螺栓与板件的无孔铆接装置的结构示意图；
图5为图4中I处的局部放大示意图；
图6为所示为无孔铆接装置的工作示意图；
图7为经无孔铆接装置冲压形成的螺栓与板件的连接结构的剖视结构示意图；
图8和图9为经无孔铆接装置冲压形成的螺栓与板件的空调器底盘的结构示意图，其中图8为空调器底盘的仰视图，图9为立体图；
图10和图11为经无孔铆接装置冲压形成的螺栓与板件的空调器底盘的结构示意图，其中图10为空调器底盘的仰视图，图11为立体图。
附图标记说明：10、螺栓；11、螺杆部；111、直段；112、螺纹段；12、螺帽部；121、螺帽主体；121a、螺帽部的表面；121b、防转凸部；122、成型凹部；122a、内腔；122b、顶部；122c、外侧面；122d、凸缘；20、无孔铆接装置；21、凹模；211、支撑面；212、定位孔；22、冲头；221、工作面；222、成型凹槽；223、；224、槽壁面；225、冲头部、226、；227、外周侧面；30、板件；31、冲孔部位；32、包覆部位；40、空调器底盘；41、底盘本体；411、凸包。
具体实施方式
下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明其中一个实施例中，提供一种螺栓10与板件30的无孔铆接装置20，如图1、图2和图3所示，所述螺栓10包括螺杆部11和螺帽部12，所述螺杆部11具有表面光滑的直段111和表面设置有外螺纹的螺纹段112。所述螺帽部12包括与所述螺杆部11连接的螺帽主体121和设置于该螺帽主体121背对所述螺杆部11的表面121a上的中空圆柱形成型凹部122。优选地，所述成型凹部122周围的所述螺帽主体121的表面121a上设置有防转凹部和/或防转凸部121b，以确保螺栓10和板件30不相对转动。进一步地，多个所述防转凹部和/或防转凸部121b为条形，且多个所述防转凹部和/或防转凸部121b以所述成型凹部122的中心为中心呈放射状分布。所述成型凹部122具有内腔122a、顶部122b和外侧面122c。
所述铆接部位包括冲头部位31和位于该冲头部位31周围的包覆部位32(见图7)。
如图4所示，所述无孔铆接装置20包括凹模21和冲头22，所述凹模21为圆柱体形，所述凹模21具有用于支撑所述螺帽部12的支撑面211和设置于凹模21中心线位置的定位孔212，所述定位孔212与所述螺栓10的螺杆部11配合，确保螺栓10位置固定。如图4和图5所示，所述冲头22设置于所述凹模21的上方，且所述冲头22和所述凹模21位于同一轴线上，所述冲头22靠近所述凹模21的一端设置有冲头部225和铆接部，所述冲头部225与所述成型凹部122配合，使所述板件30的铆接部位形成冲孔，并将冲孔产生的废料挤入所述成型凹部122的内腔122a内，所述铆接部将所述冲孔周围的所述铆接部位包裹在所述成型凹部122的周围。优选地，所述冲头22靠近所述凹模21的端面为工作面221，在该工作面221上设置有圆形的成型凹槽222，该成型凹槽222的中心线与所述定位孔212的中心线重合，且该成型凹槽222的直径大于所述成型凹部122的外径，在该成型凹槽222的槽底面223的中部设置有所述冲头部225，该冲头部225顶面226的直径小于所述成型凹部122的内径，且该冲头部225的顶面226与所述槽底面223的高度小于所述工作面221与所述槽底面223的高度，所述冲头部225的外周侧面227、所述冲头部225周围的所述槽底面223、所述成型凹槽222的槽壁面224以及所述工作面221形成所述铆接部。优选地，所述冲头部225的外周侧面227为内凹形圆弧面，且该内凹形圆弧面的一端与所述冲头部225的顶面226连接，另一端与所述凹槽的槽底面223平滑过渡地连接。优选地，所述冲头部225的顶面226与所述槽底面223的高度为H1，所述工作面221与所述槽底面223的高度为H2，且0.5H2≤H1≤0.7H2。
如图6所示，通过所述无孔铆接装置20将螺栓10与板件30无孔铆接的过程如下：
步骤1、将螺栓10放入凹模21中，确保螺栓10位置固定；
步骤2、将底盘放于所述螺栓10的上方，通过模具上的定位基准确保底盘的位置准确；(冲头22、板件30、螺栓10及凹模21的放置相对关系见附图7)；
步骤3、开动冲床，完成板件30与螺栓10的无孔铆接。
图7为经无孔铆接装置20冲压形成的螺栓10与板件30的连接结构的剖视结构示意图，如图所示，在模具的作用下，所述螺栓10的成型凹部122的上端发生塑性变形，并形成向外侧卷曲的凸缘122d，所述板件30的冲头部位31被冲头22挤断，而后随着模具的继续运行，最终被挤压进入成型凹槽222底部；所述板件30的包覆部位32包覆在所述成型凹部122周围。具体如下：在模具的作用下，位于成型凹部122顶部122b的包覆部位32被拉伸变薄并卷曲，包裹在成型凹部122顶部122b，位于成型凹部122外侧面122c上的包覆部位32发生塑性变形并卷曲，包裹在成型凹部122外侧面122c上，而且位于成型凹部122外侧和顶部122b的包覆部位32在成型后不发生断裂或开裂；在模具的作用下，防转凸包411被挤压嵌入包覆部位32当中，以确保螺栓10相对底盘不会发生相对转动。
由此可见，通过本实施例中的螺栓10与板件30的无孔铆接装置20，一步即可实现之前所需的模具冲压、人工组装、人工焊接等工艺过程才能完成的螺栓10与板件30的加工过程，既简化了加工工艺过程，减少了劳动力、提高了生产效率，又降低了能耗，达到了节能的目的；同时，它实现了螺栓10与板件30的无孔铆接，不但优化了产品外观，而且为后续实现自动化生产创造条件。
本发明另一个实施例中，提供一种空调器底盘40，如图8和图9所示，空调器底盘40包括底盘本体41和设置于该底盘本体41上的多个螺栓10，所述螺栓10为如图1、图2和图3所示的螺栓10，多个所述螺栓10与所述底盘采用上述实施例中的无孔铆接装置20无孔铆接。本实施例中的空调器底盘40，通过采用无孔铆接装置20来实现底盘与螺栓10的一步铆接和无孔铆接，使空调器钣金底盘既满足产品使用要求，又大大简化工艺流程和提高生产效率；而且为后续实现自动化生产创造条件。
图10和图11为本发明另一个实施例中的空调器底盘40的结构示意图，如图所示，与图8和图9中的空调器底盘40不同的是，本实施例中的所述底盘本体41与所述螺栓10铆接的位置设置有向背对所述螺栓10的一侧凸出的凸包411，所述螺栓10的螺帽主体121容纳于所述凸包411内。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种螺栓与板件的无孔铆接装置，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述无孔铆接装置包括凹模和冲头，其特征在于，所述螺帽部包括与所述螺杆部连接的螺帽主体和设置于该螺帽主体背对所述螺杆部的表面上的中空圆柱形成型凹部，所述凹模具有用于支撑所述螺帽部的支撑面和设置于该支撑面上的定位孔，所述定位孔与所述螺杆部配合，所述冲头设置于所述凹模的上方，所述冲头靠近所述凹模的一端设置有冲头部和铆接部，所述冲头部与所述成型凹部配合，使所述板件的铆接部位形成冲孔，并将冲孔产生的废料挤入所述成型凹部的内腔内，所述铆接部与所述成型凹部配合，将所述冲孔周围的所述铆接部位包裹在所述成型凹部的周围，所述冲头靠近所述凹模的端面为工作面，在该工作面上设置有圆形的成型凹槽，且该成型凹槽的直径大于所述成型凹部的外径，成型凹槽的直径小于螺帽部的外径，在该成型凹槽的槽底面上设置有所述冲头部，该冲头部顶面为平面，该冲头部顶面的直径小于所述成型凹部的内径，且该冲头部的顶面与所述槽底面的高度小于所述工作面与所述槽底面的高度，所述冲头部的顶面与所述槽底面的高度为H1，所述工作面与所述槽底面的高度为H2，且0.5H2≤H1≤0.7H2，所述冲头部的外周侧面为内凹形圆弧面，所述成型凹槽的槽底面为平面，该内凹形圆弧面的一端与所述冲头部的顶面连接，另一端与所述凹槽的槽底面平滑过渡地连接，所述冲头部的外周侧面、所述冲头部周围的所述槽底面、所述成型凹槽的槽壁面以及所述工作面形成所述铆接部；所述成型凹部周围的所述螺帽主体表面上设置有多个防转凹部和/或防转凸部，多个所述防转凹部和/或防转凸部为条形，且多个所述防转凹部和/或防转凸部以所述成型凹部的中心为中心呈放射状分布。
2.一种螺栓与板件的连接结构，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，所述板件具有铆接部位，其特征在于，所述螺帽部包括与所述螺杆部连接的螺帽主体和设置于该螺帽主体背对所述螺杆部的表面上的中空圆柱形成型凹部，所述铆接部位包括冲头部位和位于该冲头部位周围的包覆部位，所述冲头部位被挤断，并被挤入所述成型凹部内腔的底部，所述包覆部位包覆在所述成型凹部周围，所述包覆部位包覆在所述成型凹部的顶部的沿径向向外扩张的部分上、所述成型凹部的外侧面和所述成型凹部周围的所述螺帽主体的表面上，所述成型凹部 周围的所述螺帽主体的表面上设置有防转凹部和/或防转凸部，所述防转凹部和/或防转凸部和所述包覆部位互相嵌入，多个所述防转凹部和/或防转凸部为条形，且多个所述防转凹部和/或防转凸部以所述成型凹部的中心为中心呈放射状分布。
3.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于，所述成型凹部的上端具有冲压形成的向外侧卷曲的凸缘。
4.一种空调器底盘，包括底盘本体和设置于该底盘本体上的多个螺栓，所述螺栓包括螺杆部和螺帽部，其特征在于，多个所述螺栓与所述底盘本体采用如权利要求1所述的无孔铆接装置相互铆接。
5.根据权利要求4所述的空调器底盘，其特征在于，所述底盘本体与所述螺栓铆接的位置设置有向背对所述螺栓的一侧凸出的凸包，所述螺栓的螺帽主体容纳于所述凸包内。
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