CN106583627B - 一种夹芯金属板材及其铆接成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹芯金属板材及其铆接成型方法。所述夹芯金属板材具有板材本体，所述板材本体主要由铆钉依次铆接在一起的第一面板、中间板和第二面板组成，所述中间板为钢板、且中间板的厚度分别大于第一面板和第二面板，所述第一面板和第二面板的厚度分别≤0.8mm，所述铆钉的两端端部齐平于对应的第一面板和第二面板的表面，所述第一面板和第二面板的表面的平面度分别≤0.4mm。本发明使中间板‑钢板被两面的面板所包覆，而且两侧的面板在中间板的对应表面以高平面度牢固、可靠的成型，既满足了工业设备或工业系统的高精度使用技术要求，又有效地确保了中间板能够长效服役，可靠性好，实用性强。

Description

一种夹芯金属板材及其铆接成型方法

技术领域

本发明涉及金属板材、尤其是高平面度技术要求的金属板材，具体是一种夹芯金属板材，以及该金属板材铆接成型方法。

背景技术

在工业设备或工业系统的设计方案中，为了实现高安全性的结构成型和/或实现控制性功能，通常会涉及到金属板材、尤其是钢板（例如控制板或门板等），而且要求所使用的金属板材的结构精度非常的高，这一高精度技术要求的一大关键点便是平面度。

目前，应用于工业设备或工业系统的金属板材、尤其是钢板（为了方便区分，下称结构板），通常是裸板结构，即所使用的结构板仅为高平面度的一层，无防护结构。如此，随着服役时间的延长和服役环境的变化，结构板的表面通常会发生腐蚀、磨损等现象，进而达不到工业设备或工业系统的设计技术要求，需要停机进行结构板的更换处理。这种结构板的更换处理不仅会严重的影响工业设备或工业系统的运行和建设经济性，而且存在技术难度大、周期长、效率低等技术问题。

有鉴于此，若能开发出一种带有保护面板的夹芯结构的金属板材，即将结构板夹持在两块保护面板之间，必然能够对应用于工业设备或工业系统中的结构板形成良好的保护，确保其长效服役；若在服役过程中整个金属板材的表面被腐蚀或磨损，确需更换维护时，则仅更换掉结构板上的保护面板即可，不会影响结构板的更换，从而相较结构板本身的更换而言，技术难度和经济性具有显著性的改善。

然而，由于中间板本身为高平面度技术要求的金属材料、尤其是钢板，以及要求所成型的整个夹芯结构金属板材的技术精度高，从而导致保护面板无法轻易而牢固地固定于中间板上。加之，夹芯结构金属板材所采用的保护面板只能是厚度较薄的金属板材、甚至是超薄的金属板材，无论采取哪种可靠地连接固定方式，都会影响到所成型的整个夹芯结构金属板材的表面平面度的变化，进而达不到工业设备或工业系统设计要求的高精度。如此，增大了带保护面板的高精度夹芯金属板材的开发难度。

发明内容

本发明的技术目的之一在于：针对上述带保护面板的高平面度金属板材的市场和技术需求，自主研发一种高平面度的夹芯金属板材。

本发明的技术目的之二在于：针对目的之一的金属板材结构特性、技术要求和成型难度，自主研发一种能够可靠、有效地确保夹芯金属板材以高平面度实现铆接成型的方法。

本发明的技术目的之一通过下述技术方案实现，一种夹芯金属板材，具有板材本体，所述板材本体主要由铆钉依次铆接在一起的第一面板、中间板和第二面板组成，所述中间板为钢板、且中间板的厚度分别大于第一面板和第二面板，所述第一面板和第二面板的厚度分别≤0.8mm，所述铆钉的两端端部齐平于对应的第一面板和第二面板的表面，所述第一面板和第二面板的表面的平面度分别≤0.4mm。

作为优选方案，所述板材本体的第一面板和第二面板为整体结构、呈U型状成型，所述整体结构的第一面板和第二面板之间的夹层空间的宽度匹配于板材本体的中间板的厚度。

本发明的技术目的之二通过下述技术方案实现，一种上述夹芯金属板材的铆接成型方法，所述铆接成型方法包括下列步骤：

步骤1. 根据设计要求对组成板材本体的第一面板、中间板和第二面板分别下料，并根据设计的铆接部位在中间板上加工出通孔结构的铆接孔，中间板上的每一铆接孔的两端分别为对应设计要求的坡口结构；

根据设计的板材本体上的铆接孔结构，冲压出一端涨开的铆钉，所述铆钉的涨开端的涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构；单端涨开的铆钉备用；

步骤2. 采用装夹工装将第一面板、中间板和第二面板依次对应组合在一起、并夹紧；

所述装夹工装主要由第一夹板、第二夹板和多根锁紧螺栓副组成，所述第一夹板与板材本体的第一面板平面接触配合，所述第一夹板上开设有与板材本体的中间板上的各铆接孔相对应的导向孔、且一一对应的铆接孔和导向孔同轴心配合，所述第二夹板与板材本体的第二面板平面接触配合，所述第二夹板上开设有与板材本体的中间板上的各铆接孔相对应的导向孔、且一一对应的铆接孔和导向孔同轴心配合，所述锁紧螺栓副将处在板材本体外的第一夹板和第二夹板连接在一起、并锁紧；

步骤3. 根据装夹工装上的各导向孔分别对板材本体上的第一面板和/或第二面板进行铆接孔的冲压加工，所加工出的第一面板和/或第二面板上的铆接孔内折贴合在中间板上的对应铆接孔的端部坡口面上，且第一面板和/或第二面板上的铆接孔与中间板上的铆接孔同轴心配合；

直至板材本体上的单个完整铆接孔的两端分别形成对应设计要求的坡口结构；

步骤4. 将步骤1中的备用铆钉穿入步骤3中的板材本体上加工成型的完整铆接孔中，使备用铆钉的涨开端与铆接孔一端的坡口形成面接触；在装夹工装的对应导向孔中伸入对备用铆钉涨开端进行轴向顶紧的定位件，在装夹工装另一侧的导向孔中伸入冲头、使所冲压的铆钉端部冲压而涨开，所述铆钉后涨开的端部的涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构、且与铆接孔的对应坡口形成面接触；

直至板材本体上的所有铆接孔都对应的穿入铆钉而铆接完毕；拆卸装夹工装，夹芯结构的金属板材本体铆接成型。

作为优选方案，所述板材本体上的铆接孔为多个，这些铆接孔布置在板材本体的四个边上或三个边上；所述板材本体为矩形状结构，在步骤4中的铆钉铆接时，先铆接四角处的铆钉、后铆接长边处的铆钉、最后铆接短边处的铆钉；或者，所述板材本体为方形状结构，在步骤4中的铆钉铆接时，先铆接四角处的铆钉、后铆接边部处的铆钉。

作为优选方案，步骤1中，所述备用铆钉采用铆钉成型工装冲压成型；所述铆钉成型工装主要由上、下方向可拆卸组合在一起的上模板和下模板组成，所述上模板上设有至少一个成型孔，所述成型孔主要由轴向的引导段、成型腔和定位段构成，所述引导段的孔径匹配于冲头的外径，所述定位段的孔径匹配于设计铆钉的外径、且所述定位段坐落在下模板上，所述成型腔处在引导段的底端和定位段的顶端之间，所述成型腔为匹配于板材本体上所设计铆接孔的端部坡口的坡口结构。进一步的，所述铆钉成型工装的下模板上设有与上模板上的成型孔轴向相对应的定位孔，所述下模板上的定位孔内穿装有能够延伸至上模板上的成型孔内所穿装的铆钉内孔内的铆钉定位销，所述铆钉定位销与对应成型孔内的铆钉相连接。

作为优选方案，步骤3中，通过装夹工装上的导向孔对板材本体上的第一面板或第二面板的铆接孔进行冲压加工时，以冲头或底端平面的支撑定位销在装夹工装另一侧的导向孔内对第二面板或第一面板进行对应轴向的定位支撑。

作为优选方案，步骤4中，通过装夹工装上的导向孔在板材本体上的铆接孔内进行铆钉冲压铆接时，对备用铆钉涨开端进行轴向顶紧的定位件为冲头或底端平面的支撑定位销。

本发明的有益技术效果是：

1. 本发明金属板材以夹芯结构成型，从而使中间板-钢板被两面的面板所包覆，而且两侧的面板在中间板的对应表面以高平面度牢固、可靠的成型，既满足了工业设备或工业系统的高精度使用技术要求，又有效地确保了中间板能够长效服役，可靠性好，实用性强；

2. 本发明的两侧面板以U形结构的整体成型，其既能实现对中间板的良好包覆性，又能有效地提高所成型金属板材整体的结构精度，还能简化整个金属板材的成型难度，进一步增强了其可靠性和实用性；

3. 本发明的成型方法针对本发明高平面度技术要求的夹芯结构金属板材而设计，其不仅能够有效地确保中间板和两侧面板实现牢固、可靠的连接成型，而且还能有效、可靠地确保所成型夹芯金属板材的表面能够满足高平面度的技术要求，可操作性强，金属板材的成品合格率高；

4. 本发明的成型方法中对金属板材上的多个铆接孔的铆接顺序要求，能够使两侧面板稳定、高平面度地固定于中间板上，有效降低了两侧面板在铆接固定过程中的变形几率，有利于进一步可靠地确保金属板材的成型质量；

5. 本发明的成型方法所用的铆钉成型工装，能够有效地确保铆钉的单端提前按设计要求涨开成型，铆钉的涨开端与金属板材上设计的铆接孔相匹配，而且有效地确保铆钉的涨开的端部既不偏、亦不裂，以及有效地确保铆钉未涨开的端部不会发生变形，最终所成型的备用铆钉的成型精度高、合格率亦高，可操作性强，可靠性好。

附图说明

图1是本发明板材本体的一种结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是本发明成型方法的一种整体成型流程示意简图。

图4是本发明成型方法步骤2和步骤3的一种示意简图。

图5是图4的B-B视图。

图6是本发明成型方法步骤3的一种示意简图。

图7是本发明成型方法步骤1中备用铆钉成型的一种工装的结构示意图。

图8是图7的C-C视图。

图9是本发明成型方法步骤4的一种示意简图。

图中代号含义：1—板材本体；11—第一面板；12—中间板；13—第二面板；14—铆钉；15—铆接孔；2—装夹工装；21—第一夹板；22—第二夹板；23—锁紧螺栓副；24—连接定位销；25—支撑定位销；26—导向孔；3—冲头；4—铆钉成型工装；41—上模板；42—下模板；43—引导段；44—连接定位销；45—铆钉定位销；46—成型腔。

具体实施方式

本发明为夹芯结构金属板材，以及该金属板材铆接成型方法，下面以多个实施例对本发明的技术方案进行详细、充分的说明，在这些实施例中，实施例1对照附图进行，其它实施例未单独绘制附图、但可参考实施例1的附图。

实施例1

参见图1和图2所示，本发明的夹芯金属板材具有板材本体1。该板材本体1为长方形结构，其长度约为300mm、宽度约为80mm、厚度约为6～7mm，它主要由多个铆钉14分别依次铆接在一起的第一面板11、中间板12和第二面板13组成。

其中，中间板12为厚度约5mm的钢板。中间板12的厚度分别大于第一面板11和第二面板13的厚度。要求中间板12的两个表面分别平整光滑。

第一面板11和第二面板13的厚度相等，它们的厚度分别约为0.6mm。第一面板11和第二面板13的板面面积基本匹配于中间板12的板面面积。第一面板11和第二面板13为整体结构，它们相对中间板12在一个长边上弯折成U型状成型，整体结构的第一面板11和第二面板13之间的夹层空间的宽度匹配于中间板12的厚度，即第一面板11和第二面板13之间的弯折夹层空间的厚度约为5mm。要求第一面板11和第二面板13的两个表面分别平整光滑，且要求第一面板11和第二面板13的外侧表面的平面度分别为0.3mm。

U型状结构的第一面板11和第二面板13将中间板12夹持在中间，组成矩形状结构的板材本体1。为了将它们连接成整体，在该板材本体1的一个长边和两个短边上分别布置有多个铆接孔（即U型的底部边不固定），这些铆接孔基本等距布置，从而使这些铆接孔布置在板材本体1的三个边上。板材本体1的每个铆接孔内设置有两端涨开的铆钉14，每个铆钉14的两端端部分别齐平于对应的第一面板11和第二面板13的表面，如此，连接成整体的整个板材本体1的两侧表面的平面度分别为0.3mm。

对于上述结构的金属板材，本发明的铆接成型方法包括下列步骤（参见图3所示）：

步骤1. 根据设计要求对组成板材本体1的第一面板11、中间板12和第二面板13分别下料、并裁切加工成型；

根据设计的铆接部位，在中间板12的一个长边和两个短边的边部处加工出通孔结构的铆接孔；中间板12上的每一铆接孔的两端分别为对应设计要求的坡口结构（约为45°坡口，具体视设计要求而定）；

根据设计的板材本体1上的铆接孔结构，选择对应数量和对应尺寸的铆钉；将这些选择好的铆钉中的每一铆钉14冲压出一端涨开的结构，从而使得每一铆钉14的涨开端的涨开锥度匹配于板材本体1上的所设计铆接孔的端部坡口结构；单端涨开的铆钉14备用；备用铆钉的单端具体涨开加工操作是采用铆钉成型工装4冲压成型的；

参见图7和图8所示，铆钉成型工装4主要由上模板41和下模板42组成；其中，上模板41和下模板42分别为矩形结构，它们在上、下方向上十字交错的布置在一起，并通过两根连接定位销44在上、下方向可拆卸的组合在一起；

上模板41上以矩形阵列方式设置有多个成型孔；

每一成型孔主要由轴向的引导段43、成型腔46和定位段构成；成型孔的引导段43处在上部、其孔径匹配于冲头3的外径，能够确保冲头3在引导段43自由穿行；成型孔的定位段处在下部、其孔径匹配于设计铆钉的外径，确保铆钉14穿装在其内不偏移或倾斜，定位段坐落在下模板42上；成型腔46处在引导段43的底端面和定位段的顶端面之间，成型腔46以坡口结构成型，成型腔46的坡口结构须匹配于板材本体1上所设计铆接孔的端部的坡口结构；基于此，成型腔46顶端至定位段底端之间的轴向距离正好匹配于未涨开的铆钉14的轴向长度；

下模板42上设有与上模板41上的各成型孔分别轴向相对应的定位孔，即下模板42上的定位孔亦以矩形阵列方式布置，且与对应的成型孔同轴心；下模板42上的每一定位孔内穿装有铆钉定位销45，该铆钉定位销45轴向延伸至上模板41上的成型孔内，与成型孔的定位段所穿装的铆钉14的内孔相连接，从而将成型孔内穿装在铆钉14在下模板42上轴向定位；

采用铆钉成型工装4加工单端涨开的备用铆钉时，将未涨开的铆钉对应的穿入成型孔内并由下模板42处的铆钉定位销45轴向锁紧，将冲头3通过上模板41上的引导孔43轴向穿入成型孔内，将成型腔46处的铆钉上端涨开，涨开的铆钉依据成型腔46的坡口结构成型；拆开上模板41和下模板42，取出单端涨开的备用铆钉；如此加工出所有的备用铆钉；

上述冲头3为90°冲头，具体结构应视设计要求的锥度而定；

步骤2. 将第一面板11、中间板12和第二面板13依次对应组合在一起，即将中间板12穿装在U型结构的第一面板11和第二面板13之间夹层空间内；

参见图4和图5所示，采用装夹工装2将组合在一起的第一面板11、中间板12和第二面板13夹紧；该装夹工装2主要由第一夹板21、第二夹板22和四根锁紧螺栓副23组成；

其中，第一夹板21为矩形状结构，其面积略大于板材本体1的一侧表面面积；第一夹板21的内侧表面平整光滑，在第一夹板21上开设有与板材本体1的中间板12上的各铆接孔相对应的导向孔26，每一导向孔26的孔径应匹配于冲头3的外径、能够确保冲头3在导向孔26中自由穿行，并且每一导向孔26的孔径对应于中间板12上的铆接孔端部坡口结构的最大外径；第一夹板21布置在第一面板11的外表面上，第一夹板21与第一面板11的外表面平面接触配合，要求配合在板材本体1上的第一夹板21的导向孔26与中间板12上的铆接孔形成一一对应的配合，且一一对应的导向孔和铆接孔是以轴向的同轴心配合；对应板材本体1两端处的第一夹板21上分别有两个螺栓孔和一个销孔，两个螺栓孔处在第一夹板21的两角处，销孔处在两个螺栓孔之间；

第二夹板22为矩形状结构，其面积略大于板材本体1的一侧表面面积；第二夹板22的内侧表面平整光滑，在第二夹板22上开设有与板材本体1的中间板12上的各铆接孔相对应的导向孔26，每一导向孔26的孔径应匹配于冲头3的外径、能够确保冲头3在导向孔26中自由穿行，并且每一导向孔26的孔径对应于中间板12上的铆接孔端部坡口结构的最大外径；第二夹板22布置在第二面板13的外表面上，第二夹板22与第二面板13的外表面平面接触配合，要求配合在板材本体1上的第二夹板22的导向孔26与中间板12上的铆接孔形成一一对应的配合，且一一对应的导向孔和铆接孔是以轴向的同轴心配合；对应板材本体1两端处的第二夹板22上分别有两个螺栓孔和一个销孔，两个螺栓孔处在第二夹板22的两角处，销孔处在两个螺栓孔之间；

第一夹板21和第二夹板22上各螺栓孔及各销孔在组装时，两者间呈一一对应关系；布置在板材本体1两侧表面处的第一夹板21和第二夹板22由它们的对应销孔内所穿装的连接定位销24定位、连接，四根锁紧螺栓副23穿装连接在第一夹板21和第二夹板22四角处的对应螺栓孔内，这四根锁紧螺栓副23将处在板材本体1外的第一夹板21和第二夹板22连接在一起、并锁紧；

装夹工装2和板材本体1连接在一起后，它们上的一一对应的导向孔26和铆接孔同轴心布置；整个装夹工装2参与到整个后续的铆接过程中，直至铆接成型方能拆卸去除；

步骤3. 通过装夹工装2上的各导向孔26，分别对板材本体1的第一面板11进行铆接孔的冲压加工；

参见图6所示，第一面板11上的每一铆接孔的冲压加工具体操作是，先采用外径匹配装夹工装2的导向孔26且底端为平面结构的支撑定位销25，在相对第一面板11铆接孔冲压部位的第二面板13上进行轴向的定位支撑，即当冲压第一面板11上的A铆接孔时，采用支撑定位销25通过装夹工装2另一侧的导向孔26在第二面板13的A^’铆接孔处进行轴向的定位支撑，确保支撑定位销25的底端平面与第二面板13形成面接触；再将冲头3伸入第一面板11要加工的铆接孔所对应的装夹工装2的导向孔26内，通过装夹工装2上的导向孔26对板材本体1上的第一面板11进行铆接孔的冲压加工，所加工出的第一面板11上的铆接孔内折贴合在中间板12上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第一面板11上的铆接孔匹配中间板12上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，如此，使第一面板11上的铆接孔与中间板12上的铆接孔同轴心配合；

按照上述第一面板11上的每一铆接孔的冲压加工操作，直至第一面板11上的所有铆接孔加工完毕；

通过装夹工装2上的各导向孔26，分别对板材本体1的第二面板13进行铆接孔的冲压加工；

第二面板13上的每一铆接孔的冲压加工具体操作是，先采用外径匹配装夹工装2的导向孔26且底端为平面结构的支撑定位销25，在相对第二面板13铆接孔冲压部位的第一面板11上进行轴向的定位支撑，即当冲压第二面板13上的A铆接孔时，采用支撑定位销25通过装夹工装2另一侧的导向孔26在第一面板11的A^’铆接孔处进行轴向的定位支撑，确保支撑定位销25的底端平面与第一面板13形成面接触；再将冲头3伸入第二面板13要加工的铆接孔所对应的装夹工装2的导向孔26内，通过装夹工装2上的导向孔26对板材本体1上的第二面板13进行铆接孔的冲压加工，所加工出的第二面板13上的铆接孔内折贴合在中间板12上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第二面板13上的铆接孔匹配中间板12上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，如此，使第二面板13上的铆接孔与中间板12上的铆接孔同轴心配合；

按照上述第二面板13上的每一铆接孔的冲压加工操作，直至第二面板13上的所有铆接孔加工完毕；

如此，板材本体1上分别形成各个单个完整的铆接孔15，单个完整铆接孔15的两端端部分别形成对应设计要求的坡口结构；

上述冲头3为90°冲头，具体结构应视设计要求的锥度而定；

步骤4. 按照要求顺序，将步骤1中的各备用铆钉穿入步骤3中的板材本体1上加工成型的对应完整铆接孔15中，冲压备用铆钉的另一端、直至完成铆接；

具体的铆接顺序是，先铆接四角处的铆钉、后铆接长边处的铆钉（最好是从长边处的中间向两端方向交替进行）、最后铆接短边处的铆钉；

参见图9所示，每一铆钉的铆接具体操作是，将备用铆钉穿入板材本体1上的铆接孔15内，使备用铆钉的涨开端与铆接孔15一端的坡口形成面接触；将冲头3通过装夹工装2上的导向孔26伸入进来、使冲头3对备用铆钉的涨开端轴向顶紧；将另一冲头3通过装夹工装2另一侧的导向孔26伸入进来、使该冲头3对备用铆钉未涨开端进行冲压，直至铆钉的该端部涨开，其涨开锥度匹配于板材本体1上的所设计铆接孔15的端部坡口结构，进而使铆钉14的该后涨开端部面接触的固定在铆接孔15的端部坡口上；

如此，按铆接顺序，实现板材本体1上的所有铆钉14在对应铆接孔15中的铆接固定；

上述冲头3为90°冲头，具体结构应视设计要求的锥度而定；

拆卸板材本体1上的装夹工装2，夹芯结构的金属板材本体1铆接成型。

实施例2

本发明的夹芯金属板材具有板材本体。该板材本体为长方形结构，其长度约为300mm、宽度约为80mm、厚度约为6～7mm，它主要由多个铆钉分别依次铆接在一起的第一面板、中间板和第二面板组成。

其中，中间板为厚度约5mm的钢板。中间板的厚度分别大于第一面板和第二面板的厚度。要求中间板的两个表面分别平整光滑。

第一面板和第二面板的厚度相等，它们的厚度分别约为0.8mm。第一面板和第二面板的板面面积基本匹配于中间板的板面面积。要求第一面板和第二面板的两个表面分别平整光滑，且要求第一面板和第二面板的外侧表面的平面度分别为0.4mm。

第一面板和第二面板将中间板夹持在中间，组成矩形状结构的板材本体。为了将它们连接成整体，在该板材本体的两个长边和两个短边上分别布置有多个铆接孔，这些铆接孔基本等距布置，从而使这些铆接孔布置在板材本体的四个边上。板材本体的每个铆接孔内设置有两端涨开的铆钉，每个铆钉的两端端部分别齐平于对应的第一面板和第二面板的表面，如此，连接成整体的整个板材本体的两侧表面的平面度分别为0.4mm。

对于上述结构的金属板材，本发明的铆接成型方法包括下列步骤：

步骤1. 根据设计要求对组成板材本体的第一面板、中间板和第二面板分别下料、并裁切加工成型；

根据设计的铆接部位，在中间板的两个长边和两个短边的边部处加工出通孔结构的铆接孔；中间板上的每一铆接孔的两端分别为对应设计要求的坡口结构（约为45°坡口，具体视设计要求而定）；

根据设计的板材本体上的铆接孔结构，选择对应数量和对应尺寸的铆钉；将这些选择好的铆钉中的每一铆钉冲压出一端涨开的结构，从而使得每一铆钉的涨开端的涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构；单端涨开的铆钉备用；备用铆钉的单端具体涨开加工操作是采用铆钉成型工装冲压成型的；

铆钉成型工装具体结构和铆钉成型过程如实施例1所述，在此不再赘述；

步骤2. 将第一面板、中间板和第二面板依次对应组合在一起，即第一面板对应中间板的一个表面，第二面板对应中间板的另一个表面，第一面板和第二面板将中间板夹持在中间；

采用装夹工装将组合在一起的第一面板、中间板和第二面板夹紧；该装夹工装的具体结构和装夹过程如实施例1所述，在此不再赘述；

步骤3. 通过装夹工装上的各导向孔，分别对板材本体的第一面板和第二面板进行各铆接孔的冲压加工；

第一面板和第二面板上的每一轴向对应的铆接孔同时进行加工，具体是，通过装夹工装上的一侧导向孔将一个冲头引入、使其与第一面板上的铆接孔加工部位相对应，通过装夹工装上的另一侧导向孔将另一个冲头引入、使其与第二面板上的铆接孔加工部位相对应，两个冲头在轴向上隔着板材本体相向布置；使两个冲头同步轴向动作，实现第一面板和第二面板上的轴向对应铆接孔的同时冲压加工；所加工出的第一面板上的铆接孔内折贴合在中间板上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第一面板上的铆接孔匹配中间板上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，进而使第一面板上的铆接孔与中间板上的铆接孔同轴心配合；所加工出的第二面板上的铆接孔内折贴合在中间板上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第二面板上的铆接孔匹配中间板上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，进而使第二面板上的铆接孔与中间板上的铆接孔同轴心配合；如此，实现板材本体上的单个完整铆接孔的加工成型，完整成型的铆接孔的两端分别形成对应设计要求的坡口结构；

重复上述加工过程，直至板材本体上的各铆接孔分别完整成型；

步骤4. 按照要求顺序，将步骤1中的各备用铆钉穿入步骤3中的板材本体上加工成型的对应完整铆接孔中，冲压备用铆钉的另一端、直至完成铆接；

具体的铆接顺序是，先铆接四角处的铆钉、后铆接长边处的铆钉（最好是从长边处的中间向两端方向交替进行）、最后铆接短边处的铆钉；

每一铆钉的铆接具体操作是，将备用铆钉穿入板材本体上的铆接孔内，使备用铆钉的涨开端与铆接孔一端的坡口形成面接触；将外径匹配装夹工装上的导向孔且底端为平面结构的支撑定位销，通过装夹工装上的导向孔伸入进来、使支撑定位销对备用铆钉的涨开端轴向顶紧；将冲头通过装夹工装另一侧的导向孔伸入进来、使冲头对备用铆钉未涨开端进行冲压，直至铆钉的该端部涨开，其涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构，进而使铆钉的该后涨开端部面接触的固定在铆接孔的端部坡口上；

如此，按铆接顺序，实现板材本体上的所有铆钉在对应铆接孔中的铆接固定；

拆卸板材本体上的装夹工装，夹芯结构的金属板材本体铆接成型。

实施例3

本发明的夹芯金属板材具有板材本体。该板材本体为方形结构，其边长约为200mm、厚度约为7～8mm，它主要由多个铆钉分别依次铆接在一起的第一面板、中间板和第二面板组成。

其中，中间板为厚度约6mm的钢板。中间板的厚度分别大于第一面板和第二面板的厚度。要求中间板的两个表面分别平整光滑。

第一面板和第二面板的厚度相等，它们的厚度分别约为0.7mm。第一面板和第二面板的板面面积基本匹配于中间板的板面面积。要求第一面板和第二面板的两个表面分别平整光滑，且要求第一面板和第二面板的外侧表面的平面度分别为0.25mm。

第一面板和第二面板将中间板夹持在中间，组成方形状结构的板材本体。为了将它们连接成整体，在该板材本体的四个边长上分别布置有多个铆接孔，这些铆接孔基本等距布置，从而使这些铆接孔布置在板材本体的四个边上。板材本体的每个铆接孔内设置有两端涨开的铆钉，每个铆钉的两端端部分别齐平于对应的第一面板和第二面板的表面，如此，连接成整体的整个板材本体的两侧表面的平面度分别为0.25mm。

对于上述结构的金属板材，本发明的铆接成型方法包括下列步骤：

步骤1. 根据设计要求对组成板材本体的第一面板、中间板和第二面板分别下料、并裁切加工成型；

根据设计的铆接部位，在中间板的四个边长的边部处加工出通孔结构的铆接孔；中间板上的每一铆接孔的两端分别为对应设计要求的坡口结构（约为60°坡口，具体视设计要求而定）；

根据设计的板材本体上的铆接孔结构，选择对应数量和对应尺寸的铆钉；将这些选择好的铆钉中的每一铆钉冲压出一端涨开的结构，从而使得每一铆钉的涨开端的涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构；单端涨开的铆钉备用；备用铆钉的单端具体涨开加工操作是采用铆钉成型工装冲压成型的；

铆钉成型工装具体结构和铆钉成型过程如实施例1所述，在此不再赘述（只是成型孔的成型腔约60°的坡口）；

步骤2. 将第一面板、中间板和第二面板依次对应组合在一起，即第一面板对应中间板的一个表面，第二面板对应中间板的另一个表面，第一面板和第二面板将中间板夹持在中间；

采用装夹工装将组合在一起的第一面板、中间板和第二面板夹紧；该装夹工装的具体结构和装夹过程如实施例1所述，在此不再赘述；

步骤3. 通过装夹工装上的各导向孔，分别对板材本体的第一面板和第二面板进行各铆接孔的冲压加工；

第一面板和第二面板上的每一轴向对应的铆接孔同时进行加工，具体是，通过装夹工装上的一侧导向孔将一个冲头引入、使其与第一面板上的铆接孔加工部位相对应，通过装夹工装上的另一侧导向孔将另一个冲头引入、使其与第二面板上的铆接孔加工部位相对应，两个冲头在轴向上隔着板材本体相向布置；使两个冲头同步轴向动作，实现第一面板和第二面板上的轴向对应铆接孔的同时冲压加工；所加工出的第一面板上的铆接孔内折贴合在中间板上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第一面板上的铆接孔匹配中间板上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，进而使第一面板上的铆接孔与中间板上的铆接孔同轴心配合；所加工出的第二面板上的铆接孔内折贴合在中间板上的对应铆接孔的端部坡口面上，即第二面板上的铆接孔匹配中间板上的铆接孔端部坡口弯折、形成新的坡口，进而使第二面板上的铆接孔与中间板上的铆接孔同轴心配合；如此，实现板材本体上的单个完整铆接孔的加工成型，完整成型的铆接孔的两端分别形成对应设计要求的坡口结构；

重复上述加工过程，直至板材本体上的各铆接孔分别完整成型；

上述冲头为120°的冲头，具体视设计要求而定；

步骤4. 按照要求顺序，将步骤1中的各备用铆钉穿入步骤3中的板材本体上加工成型的对应完整铆接孔中，冲压备用铆钉的另一端、直至完成铆接；

具体的铆接顺序是，先铆接四角处的铆钉、后铆接四个边长处的铆钉（最好是交替进行）；

每一铆钉的铆接具体操作是，将备用铆钉穿入板材本体上的铆接孔内，使备用铆钉的涨开端与铆接孔一端的坡口形成面接触；将外径匹配装夹工装上的导向孔且底端为平面结构的支撑定位销，通过装夹工装上的导向孔伸入进来、使支撑定位销对备用铆钉的涨开端轴向顶紧；将冲头通过装夹工装另一侧的导向孔伸入进来、使冲头对备用铆钉未涨开端进行冲压，直至铆钉的该端部涨开，其涨开锥度匹配于板材本体上的所设计铆接孔的端部坡口结构，进而使铆钉的该后涨开端部面接触的固定在铆接孔的端部坡口上；

如此，按铆接顺序，实现板材本体上的所有铆钉在对应铆接孔中的铆接固定；

上述冲头为120°的冲头，具体视设计要求而定；

拆卸板材本体上的装夹工装，夹芯结构的金属板材本体铆接成型。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种夹芯金属板材的铆接成型方法，其中，所述夹芯金属板材具有板材本体（1），所述板材本体（1）主要由铆钉（14）依次铆接在一起的第一面板（11）、中间板（12）和第二面板（13）组成，所述中间板（12）为钢板、且中间板（12）的厚度分别大于第一面板（11）和第二面板（13），所述第一面板（11）和第二面板（13）的厚度分别≤0.8mm，所述铆钉（14）的两端端部齐平于对应的第一面板（11）和第二面板（13）的表面，所述第一面板（11）和第二面板（13）的表面的平面度分别≤0.4mm；

其特征在于，所述铆接成型方法包括下列步骤：

步骤1. 根据设计要求对组成板材本体（1）的第一面板（11）、中间板（12）和第二面板（13）分别下料，并根据设计的铆接部位在中间板（12）上加工出通孔结构的铆接孔，中间板（12）上的每一铆接孔的两端分别为对应设计要求的坡口结构；

根据设计的板材本体（1）上的铆接孔结构，冲压出一端涨开的铆钉，所述铆钉的涨开端的涨开锥度匹配于板材本体（1）上的所设计铆接孔的端部坡口结构；单端涨开的铆钉备用；

步骤2. 采用装夹工装（2）将第一面板（11）、中间板（12）和第二面板（13）依次对应组合在一起、并夹紧；

所述装夹工装（2）主要由第一夹板（21）、第二夹板（22）和多根锁紧螺栓副（23）组成，所述第一夹板（21）与板材本体（1）的第一面板（11）平面接触配合，所述第一夹板（21）上开设有与板材本体（1）的中间板（12）上的各铆接孔相对应的导向孔、且一一对应的铆接孔和导向孔同轴心配合，所述第二夹板（22）与板材本体（1）的第二面板（12）平面接触配合，所述第二夹板（22）上开设有与板材本体（1）的中间板（12）上的各铆接孔相对应的导向孔、且一一对应的铆接孔和导向孔同轴心配合，所述锁紧螺栓副（23）将处在板材本体（1）外的第一夹板（21）和第二夹板（22）连接在一起、并锁紧；

步骤3. 根据装夹工装（2）上的各导向孔分别对板材本体（1）上的第一面板（11）和/或第二面板（13）进行铆接孔的冲压加工，所加工出的第一面板（11）和/或第二面板（13）上的铆接孔内折贴合在中间板（12）上的对应铆接孔的端部坡口面上，且第一面板（11）和/或第二面板（13）上的铆接孔与中间板（12）上的铆接孔同轴心配合；

直至板材本体（1）上的单个完整铆接孔（15）的两端分别形成对应设计要求的坡口结构；

步骤4. 将步骤1中的备用铆钉穿入步骤3中的板材本体（1）上加工成型的完整铆接孔（15）中，使备用铆钉的涨开端与铆接孔（15）一端的坡口形成面接触；在装夹工装（2）的对应导向孔中伸入对备用铆钉涨开端进行轴向顶紧的定位件，在装夹工装（2）另一侧的导向孔中伸入冲头（3）、使所冲压的铆钉端部冲压而涨开，所述铆钉后涨开的端部的涨开锥度匹配于板材本体（1）上的所设计铆接孔的端部坡口结构、且与铆接孔（15）的对应坡口形成面接触；

直至板材本体（1）上的所有铆接孔（15）都对应的穿入铆钉（14）而铆接完毕；拆卸装夹工装（2），夹芯结构的金属板材本体（1）铆接成型。

2.根据权利要求1所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：所述板材本体（1）的第一面板（11）和第二面板（13）为整体结构、呈U型状成型，所述整体结构的第一面板（11）和第二面板（13）之间的夹层空间的宽度匹配于板材本体（1）的中间板（12）的厚度。

3.根据权利要求1所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：所述板材本体（1）上的铆接孔（15）为多个，这些铆接孔（15）布置在板材本体（1）的四个边上或三个边上；所述板材本体（1）为矩形状结构，在步骤4中的铆钉铆接时，先铆接四角处的铆钉、后铆接长边处的铆钉、最后铆接短边处的铆钉；或者，所述板材本体（1）为方形状结构，在步骤4中的铆钉铆接时，先铆接四角处的铆钉、后铆接边部处的铆钉。

4.根据权利要求1所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：步骤1中，所述备用铆钉采用铆钉成型工装（4）冲压成型；所述铆钉成型工装（4）主要由上、下方向可拆卸组合在一起的上模板（41）和下模板（42）组成，所述上模板（41）上设有至少一个成型孔，所述成型孔主要由轴向的引导段（43）、成型腔（46）和定位段构成，所述引导段（43）的孔径匹配于冲头（3）的外径，所述定位段的孔径匹配于设计铆钉的外径、且所述定位段坐落在下模板（42）上，所述成型腔（46）处在引导段（43）的底端和定位段的顶端之间，所述成型腔（46）为匹配于板材本体（1）上所设计铆接孔的端部坡口的坡口结构。

5.根据权利要求4所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：所述铆钉成型工装（4）的下模板（42）上设有与上模板（41）上的成型孔轴向相对应的定位孔，所述下模板（42）上的定位孔内穿装有能够延伸至上模板（41）上的成型孔内所穿装的铆钉内孔内的铆钉定位销（45），所述铆钉定位销（45）与对应成型孔内的铆钉相连接。

6.根据权利要求1所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：步骤3中，通过装夹工装（2）上的导向孔对板材本体（1）上的第一面板（11）或第二面板（13）的铆接孔进行冲压加工时，以冲头（3）或底端平面的支撑定位销（25）在装夹工装（2）另一侧的导向孔内对第二面板（13）或第一面板（11）进行对应轴向的定位支撑。

7.根据权利要求1所述夹芯金属板材的铆接成型方法，其特征在于：步骤4中，通过装夹工装（2）上的导向孔在板材本体（1）上的铆接孔内进行铆钉冲压铆接时，对备用铆钉涨开端进行轴向顶紧的定位件为冲头（3）或底端平面的支撑定位销（25）。