CN106563735A - 一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统及其操作方法。一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，包括机架，其上设有以冲压方式实现螺母与冲压件连接的压力机，机架采用长方体框架结构的机架，其长方体框架的任一棱均采用钢材料制成的棱，框架结构外设有防护罩，防护罩覆盖在机架的背面、顶面、底面和左右两个侧面上。由于采用上述技术方案，本发明操作简便，定位精准，其作业方式能有效规避掉冲压件在冲压过程中被螺母击穿的风险，降低生产报废率和质量成本；消除了传统焊接时因热效应造成的零部件内部机械性能的变化，提高力学性能。

Description

一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统及其操作方法。

背景技术

汽车制造业中，许多汽车组件采用将螺母和冲压件通过热工艺处理连接组合在一起制造成型为一体结构使用。传统制造过程摒弃相对较落后的点焊工艺，而普遍采用凸焊。凸焊实质上是一种升级变形后的点焊焊接方式。其工作原理是在焊件的结合面上预先加工出一个或多个凸起点，使其与另一焊件表面相接触、加压，并通电加热，凸起点压溃后，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。它可以代替点焊将小零件互相焊接或将小零件焊到大件上。其采用的平面大电极具有受热和磨损程度比点焊电极小得多的优点，使用寿命较长。但是凸焊存在如下缺点：1、为了预制一个或多个凸点而需要额外工序；2、在用同一电极同时焊多个焊点时，工件的对准和凸点的尺寸必须保持高精度公差，以保证均匀的电极力和焊接电流，才能使各个焊点质量均匀一致；3、同时焊接多个焊点，需使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机，其加压机构应用有较高的随动性；4、由于是热压焊接技术，不可避免的会存在由于高温导致焊件表面和局部机械结构受到影响，甚至产生形变的问题。针对这些问题，出现了冷冲压的制造方法。即在不允许热焊接的场合，让各个部件通过冷压结合在一起。比如在制造汽车引擎盖支撑组件时，常将螺母和冲压件通过冲床冲压在一起后成为一体化结构的连接组件或者支撑组件使用过。但是这种冲压方式制造引擎盖支撑组件的方法存在如下缺点：1、作为冲模的螺母易冲穿冲压件，导致无法装配而产生残次品，影响整体生产效率；2、成型后的组件存在力学性能差，无法满足整体产品的功能要求的问题，存在整体产品的使用过程中组件解体的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，解决以上技术问题。

本发明的另一目的在于，提供一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统的操作方法，解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，包括机架，其特征在于，所述机架上设有以冲压方式实现螺母与冲压件铆接的压力机，

所述机架采用长方体框架结构的机架，其长方体框架的任一棱均采用钢材料制成的棱，框架结构外设有防护罩，防护罩覆盖在机架的背面、顶面、底面和左右两个侧面上；

所述机架的长方体框架内设有用于从上往下放置并固定冲压件的下模座，所述下模座固定在所述机架上，所述压力机的冲压端向下穿透机架顶面后伸入机架的长方体框架内，压力机的机身固定于机架上，压力机的冲压端位于所述下模座的上方，所述压力机的冲压端上设有用于从下往上放置并固定螺母的上模座。压力机工作时，其冲压端向下冲压的过程中使上模座朝下模座下压，从而将上模座上已经放置并固定的螺母以冷压方式压入下模座上已经放置并固定的冲压件上，实现螺母与冲压件的连接，冷压方式使得工件避免了产生热压时的形变问题。

与所述下模座配合的设有用于对冲压件进行定位和固定的定位工装，所述下模座上设有用于放置定位工装的定位工装放置区，所述定位工装放置区的两侧的下模座表面分别设有一插销孔，与任一插销孔一一对应的设有一定位销，以便定位工装放置于定位工装放置区后通过在其两侧装入定位销后使其固定在下模座上，避免定位工装在冲铆作业中产生移动。

所述定位工装上设有定位桩，在待冲铆的冲压件本体上设有与所述定位桩一一对应的定位孔，定位孔套入定位桩后实现冲压件的定位。

所述定位工装上设有用于固定快速夹的快速夹固定孔。

任一所述冲压件与其配套的设有一所述定位工装。

所述机架的正面设有便于对压力机进行操控的操作台，所述操作台通过支架固定于所述机架的棱上。

所述压力机采用气液增压缸驱动的压力机，所述机架的长方体框架内设有用于安装压力机供气气路的气控板安装室，所述气控板安装室位于所述下模座的下方。

所述防护罩采用铝合金材料制成的防护罩。

所述操作台上设有用于启停压力机的双手开关。

所述双手开关的两个按钮之间设有用于紧急切断压力机供电的急停按钮，以便在双手开关失灵后处于常闭态时，可以通过按下急停按钮来紧急切断压力机供电，避免安全生产事故。

所述上模座上设有用于在上料时帮助螺母定位的定位针，所述定位针竖直向下设置，且定位针的最大直径小于螺母的通孔直径；

所述上模座上设有与螺母的形状契合的凹槽，所述凹槽为围绕所述定位针的外侧一周后闭合的环形凹槽，所述凹槽深度为螺母对边宽度的1/5～1/3。

所述凹槽内设有磁铁，用于在上料时吸附并固定作为料件的螺母。

本发明使用前进行上料时，螺母被磁铁吸附后，嵌入凹槽内，定位针的设置便于上料时螺母可以准确被吸附进凹槽内。

所述压力机连接一压力传感器，其信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路，用于实时监测并反馈压力机的工作状态，以便控制电路及时调整冲铆进程。

所述双手开关连接所述控制压力机工作的控制电路。

还包括一用于实时监测压力机冲压行程的位移传感器，所述位移传感器的检测端连接所述压力机的伸缩杆，压力机下压时，其伸缩杆向下伸出的过程中带动位移传感器的检测端下移，从而准确获知压力机的冲压行程，所述位移传感器的信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路，以便及时反馈给控制电路准确的冲压行程实时测量值，避免冲压过限而导致将冲压件冲穿，造成生产出现残次品，或者损伤设备。

所述控制压力机工作的控制电路采用以PLC、单片机或者嵌入式微处理器为处理单元的控制电路。

所述机架上设有一操作面板，所述操作面板通过支架连接并固定于所述机架的顶部，便于通过操作面板对压力机的控制参数进行设置；

所述操作面板采用一具有触摸屏的操作面板，通过触摸屏的触摸操作进行压力机的工作参数调整和设定。

所述操作面板连接所述控制压力机工作的控制电路。

所述机架上设有一信号指示灯，用于指示压力机的工作状态，所述信号指示灯连接所述控制压力机工作的控制电路。

所述信号指示灯采用至少两种颜色的信号指示灯，且其中任一颜色的显色单元均由控制压力机工作的控制电路独立控制。

所述机架的底部设有垫脚，所述垫脚采用弹性材料制成的垫脚，用于在设备工作时提供缓冲，避免冲铆过程中因振动而影响到产品质量。

所述机架上设有一安全光幕，用于在压力机工作时通过检测人体来停止压力机供电，从而避免安全事故的发生。

所述安全光幕设置于机架的正面，位于所述操作台的上方。

所述安全光幕连接所述控制压力机工作的控制电路。

一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统的操作方法，包括如下操作步骤：

1)在压力机上电前先将急停按钮按下，然后接通电源和气源，并将工作电压调整为220V、50Hz，将工作气压调整为0.25MPa～0.6MPa；

2)在步骤1)的基础上开启压力机供电并旋开急停按钮使其释放，此时压力机处于上电状态，信号指示灯得电后常亮；

3)调整压力传感器的设定参数；

4)将待冲铆的冲压件所对应的定位工装放置于下模座上的定位工装放置区，并在该定位工装两侧分别放置一枚定位销于下模座上，以便利用定位销将定位工装限制在冲压区域内，避免其移动而破坏冲铆时的定位效果；

5)将进行冲铆作业用的螺母放置在上模座中，由磁铁将其吸附；

6)将进行冲铆作业用的冲压件放置在定位工装上，冲压件的定位孔套设在定位工装的定位桩上；

7)将快速夹固定在定位工装上，并用快速夹将冲压件夹持住，使其固定后无法移动；

8)按下双手开关不放，上模座的空行程快速下降到位，当上模座上的螺母接触工件后压力机转为力行程，进行螺母与冲压件的铆接，达到压力传感器设定值后，上模座自动返程，完成冲压铆接作业；

9)气压不足无法达到设定冲压力时，上模座无法自动返程，则返回步骤4)继续调整压力继电器的参数；

10)冲铆作业结束后，切断电源和气源。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明操作简便，定位精准，其作业方式能有效规避掉冲压件在冲压过程中被螺母击穿的风险，降低生产报废率和质量成本；消除了传统焊接时因热效应造成的零部件内部机械性能的变化，提高力学性能。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，包括机架1，机架1上设有以冲压方式实现螺母与冲压件铆接的压力机2，机架1采用长方体框架结构的机架，其长方体框架的任一棱均采用钢材料制成的棱，框架结构外设有防护罩，防护罩覆盖在机架1的背面、顶面、底面和左右两个侧面上；机架1的长方体框架内设有用于从上往下放置并固定冲压件的下模座3，下模座3固定在机架1上，压力机2的冲压端向下穿透机架1顶面后伸入长方体框架内，压力机2的机身固定于机架1上，压力机2的冲压端位于下模座3的上方，压力机2的冲压端上设有用于从下往上放置并固定螺母的上模座4。压力机2工作时，其冲压端向下冲压的过程中使上模座4朝下模座3下压，从而将上模座4上已经放置并固定的螺母以冷压方式压入下模座3上已经放置并固定的冲压件上，实现螺母与冲压件的连接，冷压方式使得工件避免了产生热压时的形变问题。与下模座3配合的设有用于对冲压件进行定位和固定的定位工装，下模座3上设有用于放置定位工装的定位工装放置区，定位工装放置区的两侧的下模座表面分别设有一插销孔，与任一插销孔一一对应的设有一定位销，以便定位工装放置于定位工装放置区后通过在其两侧装入定位销后使其固定在下模座3上，避免定位工装在冲铆作业中产生移动。定位工装上设有定位桩，在待冲铆的冲压件本体上设有与定位桩一一对应的定位孔，定位孔套入定位桩后实现冲压件的定位。定位工装上设有用于固定快速夹的快速夹固定孔。任一冲压件与其配套的设有一定位工装。

机架1的正面设有便于对压力机2进行操控的操作台5，操作台5通过支架固定于机架1的棱上。压力机2采用气液增压缸驱动的压力机，机架1的长方体框架内设有用于安装压力机供气气路的气控板安装室6，气控板安装室6位于下模座3的下方。防护罩采用铝合金材料制成。操作台5上设有用于启停压力机的双手开关。双手开关的两个按钮之间设有用于紧急切断压力机供电的急停按钮，以便在双手开关失灵后处于常闭态时，可以通过按下急停按钮来紧急切断压力机供电，避免安全生产事故。上模座4上设有用于在上料时帮助螺母定位的定位针，定位针竖直向下设置，且定位针的最大直径小于螺母的通孔直径；上模座4上设有与螺母的形状契合的凹槽，凹槽为围绕定位针的外侧一周后闭合的环形凹槽，凹槽深度为螺母对边宽度的1/5～1/3。凹槽内设有磁铁，用于在上料时吸附并固定作为料件的螺母。本发明使用前进行上料时，螺母被磁铁吸附后，嵌入凹槽内，定位针的设置便于上料时螺母可以准确被吸附进凹槽内。

压力机2连接压力传感器，其信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路，用于实时监测并反馈压力机的工作状态，以便控制电路及时调整冲铆进程。双手开关连接控制压力机工作的控制电路。还包括用于实时监测压力机冲压行程的位移传感器7，位移传感器7的检测端连接压力机2的伸缩杆，压力机2下压时，其伸缩杆向下伸出的过程中带动位移传感器7的检测端下移，从而准确获知压力机2的冲压行程，位移传感器7的信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路，以便及时反馈给控制电路准确的冲压行程实时测量值，避免冲压过限而导致将冲压件冲穿，造成生产出现残次品，或者损伤设备。控制压力机工作的控制电路采用以PLC、单片机或者嵌入式微处理器为处理单元的控制电路。机架上设有操作面板8，操作面板8通过支架连接并固定于机架1的顶部，便于通过操作面板8对压力机2的控制参数进行设置；操作面板8采用一具有触摸屏的操作面板，通过触摸屏的触摸操作进行压力机2的工作参数调整和设定。操作面板8连接控制压力机工作的控制电路。机架1上设有信号指示灯9，用于指示压力机2的工作状态，信号指示灯9连接控制压力机工作的控制电路。信号指示灯9采用至少两种颜色的信号指示灯，且其中任一颜色的显色单元均由控制压力机工作的控制电路独立控制。机架1的底部设有垫脚101，垫脚101采用弹性材料制成，用于在设备工作时提供缓冲，避免冲铆过程中因振动而影响到产品质量。机架1上还设有安全光幕10，用于在压力机工作时通过检测人体来停止压力机供电，从而避免安全事故的发生。安全光幕10设置于机架1的正面，位于操作台5的上方。安全光幕10连接控制压力机工作的控制电路。

一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统的操作方法，包括如下操作步骤：

1)在压力机上电前先将急停按钮按下，然后接通电源和气源，并将工作电压调整为220V、50Hz，将工作气压调整为0.25MPa～0.6MPa；

2)在步骤1)的基础上开启压力机供电并旋开急停按钮使其释放，此时压力机处于上电状态，信号指示灯得电后常亮；

3)调整压力传感器的设定参数；

4)将待冲铆的冲压件所对应的定位工装放置于下模座上的定位工装放置区，并在该定位工装两侧分别放置一枚定位销于下模座上，以便利用定位销将定位工装限制在冲压区域内，避免其移动而破坏冲铆时的定位效果；

5)将进行冲铆作业用的螺母放置在上模座中，由磁铁将其吸附；

6)将进行冲铆作业用的冲压件放置在定位工装上，冲压件的定位孔套设在定位工装的定位桩上；

7)将快速夹固定在定位工装上，并用快速夹将冲压件夹持住，使其固定后无法移动；

8)按下双手开关不放，上模座的空行程快速下降到位，当上模座上的螺母接触工件后压力机转为力行程，进行螺母与冲压件的铆接，达到压力传感器设定值后，上模座自动返程，完成冲压铆接作业；

9)气压不足无法达到设定冲压力时，上模座无法自动返程，则返回步骤4)继续调整压力继电器的参数；

10)冲铆作业结束后，切断电源和气源。

上述内容显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，包括机架，其特征在于，所述机架上设有以冲压方式实现螺母与冲压件铆接的压力机，所述机架采用长方体框架结构的机架，其长方体框架的任一棱均采用钢材料制成的棱，框架结构外设有防护罩，防护罩覆盖在机架的背面、顶面、底面和左右两个侧面上；

所述机架的长方体框架内设有用于从上往下放置并固定冲压件的下模座，所述下模座固定在所述机架上，所述压力机的冲压端向下穿透机架顶面后伸入机架的长方体框架内，压力机的机身固定于机架上，压力机的冲压端位于所述下模座的上方，所述压力机的冲压端上设有用于从下往上放置并固定螺母的上模座；

所述防护罩采用铝合金材料制成的防护罩。

2.根据权利要求1所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，与所述下模座配合的设有用于对冲压件进行定位和固定的定位工装，所述下模座上设有用于放置定位工装的定位工装放置区，所述定位工装放置区的两侧的下模座表面分别设有一插销孔，与任一插销孔一一对应的设有一定位销；

所述定位工装上设有定位桩，在待冲铆的冲压件本体上设有与所述定位桩一一对应的定位孔，定位孔和定位桩在冲压件放置到定位工装上时套接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述定位工装上设有用于固定快速夹的快速夹固定孔。

4.根据权利要求3所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，任一所述冲压件与其配套的设有一所述定位工装。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述机架的正面设有便于对压力机进行操控的操作台，所述操作台通过支架固定于所述机架的棱上；

所述操作台上设有用于启停压力机的双手开关；

所述双手开关的两个按钮之间设有用于紧急切断压力机供电的急停按钮。

6.根据权利要求5所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述压力机采用气液增压缸驱动的压力机，所述机架的长方体框架内设有用于安装压力机供气气路的气控板安装室，所述气控板安装室位于所述下模座的下方。

7.根据权利要求5所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述上模座上设有用于在上料时帮助螺母定位的定位针，所述定位针竖直向下设置，且定位针的最大直径小于螺母的通孔直径；

所述上模座上设有与螺母的形状契合的凹槽，所述凹槽为围绕所述定位针的外侧一周后闭合环形凹槽，所述凹槽深度为螺母对边宽度的1/5～1/3；

所述凹槽内设有磁铁，用于在上料时吸附并固定作为料件的螺母。

8.根据权利要求7所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述压力机连接一用于实时监测并反馈压力机的工作状态的压力传感器，其信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路；

所述双手开关连接所述控制压力机工作的控制电路；

还包括一用于实时监测压力机冲压行程的位移传感器，所述位移传感器的检测端连接所述压力机的伸缩杆，压力机下压时，其伸缩杆向下伸出的过程中带动位移传感器的检测端下移，所述位移传感器的信号输出端连接用于控制压力机工作的控制电路；

所述控制压力机工作的控制电路采用以PLC、单片机或者嵌入式微处理器为处理单元的控制电路。

9.根据权利要求8所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统，其特征在于，所述机架上设有一具有触摸屏的操作面板，所述操作面板通过支架连接并固定于所述机架的顶部，所述操作面板连接所述控制压力机工作的控制电路；

所述机架上设有一用于指示压力机的工作状态的信号指示灯，所述信号指示灯连接所述控制压力机工作的控制电路，所述信号指示灯采用至少两种颜色的信号指示灯，且其中任一颜色的显色单元均由控制压力机工作的控制电路独立控制；

所述机架的底部设有垫脚，所述垫脚采用弹性材料制成的垫脚；

所述机架上设有一安全光幕，所述安全光幕设置于机架的正面，位于所述操作台的上方，所述安全光幕连接所述控制压力机工作的控制电路。

10.根据权利要求9所述的一种适用于汽车零部件制造的冲铆系统的操作方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

1)在压力机上电前先将急停按钮按下，然后接通电源和气源，并将工作电压调整为220V、50Hz，将工作气压调整为0.25MPa～0.6MPa；

2)在步骤1)的基础上开启压力机供电并旋开急停按钮使其释放，此时压力机处于上电状态，信号指示灯得电后常亮；

3)调整压力传感器的设定参数；

4)将待冲铆的冲压件所对应的定位工装放置于下模座上的定位工装放置区，并在该定位工装两侧分别放置一枚定位销于下模座上，以便利用定位销将定位工装限制在冲压区域内，避免其移动而破坏冲铆时的定位效果；

5)将进行冲铆作业用的螺母放置在上模座中，由磁铁将其吸附；

6)将进行冲铆作业用的冲压件放置在定位工装上，冲压件的定位孔套设在定位工装的定位桩上；

7)将快速夹固定在定位工装上，并用快速夹将冲压件夹持住，使其固定后无法移动；

8)按下双手开关不放，上模座的空行程快速下降到位，当上模座上的螺母接触工件后压力机转为力行程，进行螺母与冲压件的铆接，达到压力传感器设定值后，上模座自动返程，完成冲压铆接作业；

9)气压不足无法达到设定冲压力时，上模座无法自动返程，则返回步骤4)继续调整压力继电器的参数；

10)冲铆作业结束后，切断电源和气源。