CN107810070A - 制造自冲铆钉的方法 - Google Patents

Abstract

一种从一段金属丝中制造自冲铆钉的方法，该方法包括将所述一段金属丝分离以形成多个金属块，每个金属块限定头端和尾端。所述方法还包括从所述金属块中锻造出多个铆钉，每个铆钉具有由金属块的头端形成的头部和由所述金属块的尾端形成的尖端，所述铆钉的头部和尖端由限定纵向轴线的柄部分开，所述铆钉具有孔，所述孔基本上纵向延伸穿过所述尖端并且至少部分地沿着所述柄部延伸。对于所述多个铆钉中的每一个铆钉，所述方法包括在所述铆钉的所述尖端上或锻造得到所述铆钉的金属块的尾端上进行机加工操作。

Description

制造自冲铆钉的方法

本发明涉及一种制造自冲铆钉的方法，其特别但非唯一地应用于汽车工业中。

自冲铆接(SPR)是一种点连接技术，其中自冲铆钉被冲头钉入模具上支撑的工件中。模具的形状设置为当铆钉朝着模具被钉入工件中时，工件的材料塑性变形。工件材料的这种流动导致铆钉的环形尖端向外张开，并通过工件材料的镦粗环保持密封。铆钉张开的尖端与工件的镦粗环互锁，防止铆钉的移动，或工件各层的分离。

自冲铆钉通常是通过从一段金属丝上折断适当长度的“金属块”(slug)，然后将每个金属块锻造成铆钉而制成的。然而，当一段金属丝断裂以将其分离成金属块时，可能产生宏观裂缝或其他缺陷。锻造过程可以压缩这些缺陷，但不能可靠地去除它们，因此可能存在一些缺陷并在铆钉中引入弱点。这可能导致使用铆钉产生的接头失效，例如由于在插入工件期间的铆钉撕裂或由于疲劳导致裂纹扩展。另外，从一段金属丝上断裂的金属块可能导致金属块的端部具有倾斜表面。这可能导致由该金属块产生的铆钉在其圆周上稍微不规则，这意味着其尖端形状可能围绕其圆周变化。铆钉的尖端形状对于控制铆钉张开程度(以及其均匀性)是重要的，因此具有周向不规则尖端的铆钉在插入工件中时可能不会正确地张开。

本发明的目的是减轻或消除上述缺点中的至少一个，和/或提供一种制造自冲铆钉的改进或替代方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种从一段金属丝中制造自冲铆钉的方法，该方法包括：

将所述一段金属丝分离以形成多个金属块，每个金属块限定头端和尾端；和

从所述金属块中锻造出多个铆钉，每个铆钉具有由金属块的头端形成的头部和由所述金属块的尾端形成的尖端，所述铆钉的头部和尖端由限定纵向轴线的柄部分开，所述铆钉具有孔，所述孔基本上纵向延伸穿过所述尖端并且至少部分地沿着所述柄部延伸；

其中对于所述多个铆钉中的每一个铆钉，所述方法包括在所述铆钉的所述尖端上或锻造得到所述铆钉的所述金属块的尾端上进行机加工操作。

进行所述机加工操作可以从所述铆钉的尖端去除缺陷，或者在将金属块制成铆钉之前从所述金属块的尾端去除缺陷，从而防止这些缺陷导致使用该铆钉产生的接头的失效或弱化。替代地或附加地，进行所述机加工操作可以改善金属块尾端或铆钉尖端围绕其圆周的几何一致性，由此减少铆钉不均匀张开的可能性。

所述方法可以包括在任何金属块被锻造成铆钉之前将一段金属丝分成金属块。或者，所述方法可以包括在从所述一段金属丝上分离所有金属块之前，将一个或多个金属块锻造成铆钉。例如，所述方法可以包括从所述金属丝上分离单一金属块(第一金属块)，将所述金属块锻造成铆钉，然后从所述金属丝上分离另一个金属块(第二金属块)。类似地，所述机加工操作可以在所有金属块从所述一段金属丝上分离和/或锻造成铆钉之前或之后在铆钉/金属块上进行。

应该理解的是，多个金属块可以包括或可以不包括从所述一段金属丝上产生的所有金属块。在所述多个金属块之外也可以生产其它的金属块，和/或可以留下一些金属丝。类似地，所述多个铆钉可以包括或可以不包括从所述金属丝产生的所有铆钉，或者由所述多个金属块产生的所有铆钉。例如，在对这些铆钉中的15个的尖端进行机加工操作之前，可以将一段金属丝分成20个金属块并将其中的18个锻造成铆钉。在这个例子中，多个铆钉可以是15个铆钉，并且多个金属块可以是被锻造成进行机加工操作的15个铆钉的15个金属块，被锻造成铆钉的18个金属块，或全部20个金属块。为了完整起见，多个铆钉可以是(例如)进行机加工操作的15个铆钉中的10个，和/或多个金属块可以是从金属丝产生的20个金属块中的19个，包括15个金属块中只有14个被制成进行机加工操作的铆钉。

所述孔可以贯穿铆钉，可以穿过整个柄部并终止在头部或头部内，或者可以沿着柄部的一部分终止。

在一些实施例中，一个以上的金属块同时被锻造为铆钉，和/或一个以上的金属块同时从一段金属丝分离。

为避免疑义，应该理解的是，提到的金属块或铆钉包括进行机加工操作之前或之后的金属块或铆钉。例如，在铆钉上进行机加工操作的情况下，术语“铆钉”可以用来指代进行机加工操作之前的铆钉，和/或已经进行了机加工操作的铆钉。

机加工操作可以被认为是从物体(即本文中的金属块或铆钉)上去除材料的制造操作。

机加工操作通常利用两个不同方向(速度方向和进给方向)的运动。速度方向是指工具相对于被加工物体在导致从该物体移除材料的方向上的运动。例如，在车削操作中(例如，使用车床)，速度方向是物体相对于工具借助卡盘围绕其轴线的旋转。在铣削操作中，速度方向是铣刀围绕其轴线的旋转。进给方向是指工具相对于被加工物体在确定物体几何形状的方向上的运动。例如，在车削操作中，进给方向可以是沿着物体的轴线(例如，当“减小”物体的直径时)或垂直于物体的轴线(例如当“分开”物体时)。作为另一个例子，在铣削操作中，进给方向可以是上面安装有物体的工作台的移动方向。

在对金属块进行机加工操作的情况下，金属块可能仍然是所述一段金属丝的一部分，或者可能已经从所述一段金属丝分离。

所述方法可以进一步包括在所述金属块的头端或所述铆钉的头部进行机加工操作。在一个实施例中，在一个金属块的头端和另一个金属块的尾端上执行单个机加工操作。在另一个实施例中，在金属块的头端上进行机加工操作，然后将所述金属块锻造成铆钉，然后在所述铆钉的尖端上进行另一个机加工操作。在对金属块的头端或铆钉的头部进行机加工操作的情况下，这些机加工操作可能与在金属块的尾端或铆钉的尖端上进行的机加工操作基本相同或不同。

在一些实施例中，每个机加工操作同时在一个以上的铆钉/金属块上进行。

提到在铆钉或金属块上执行“一个”机加工操作并不是暗示总共只执行单个机加工步骤。例如，在执行本发明的机加工操作之后，铆钉可以经历抛光操作。此外，本发明的机加工操作可以包括一个或多个机加工步骤。例如，机加工操作可以包括工具(或者不同工具，其中的任何一个可以被认为是本文中提到的“工具”)的多次通过。

机加工操作可能会或可能不会因铆钉或金属块的不同而不同。在本发明的一些实施例中，机加工操作在一些金属块和一些铆钉(例如，由未经过机加工操作的金属块制成的铆钉)上进行。该实施例可以被认为是对金属块进行机加工操作的实施例，以及对铆钉进行机加工操作的实施例。

铆钉可以在冷锻工艺、热锻工艺或温锻工艺中形成。

机加工操作可以在金属块上进行，并且每个机加工操作还可以将金属块从一段金属丝分离。

在金属块上执行机加工操作可以允许机加工操作更简单(例如，产生平坦的表面，而不是铆钉尖端可能需要的更复杂的形状)。替代地或附加地，对金属块执行机加工操作可以允许使用现有的锻造设备来实施本发明。相反，如果在铆钉上进行机加工操作，那么锻造模具可能不得不被替换(由此，在机加工操作期间，一旦一些材料从其尖端去除，由模具产生的铆钉仍然具有足够的长度)。

每个机加工操作还将金属块从一段金属丝分离，可以减少从一段金属丝生产铆钉所需的操作的总次数，由此增加铆钉生产的速度和/或降低成本。

每个机加工操作可以从一段金属丝分离在尾端上进行了机加工操作的金属块。或者，每个机加工操作可以在一个金属块的尾端进行，但是从一段金属丝分离不同的金属块。

一旦金属块从所述一段金属丝分离，就可以对每个金属块执行机加工操作。

机加工操作可以在铆钉上进行。这可能是有利的，因为锻造过程本身(例如当铆钉从挤出销推出时)产生的任何缺陷可以被去除或减小尺寸。

在每个铆钉上进行的机加工操作可至少形成尖端的与柄部的外周相邻的部分。这可以允许机加工操作使铆钉尖端的对铆钉插入期间的张开程度具有特别大影响的一部分更均匀。

尖端的所述部分可以是尖端的离散表面，尖端的离散表面的一部分，或由一个连续表面形成的尖端的一部分。

在每个铆钉上进行的机加工操作可以至少形成尖端的与孔相邻的部分。这可以允许机加工操作增加铆钉尖端的对铆钉插入期间的张开程度具有特别大影响的一部分的均匀性。

尖端的所述部分可以是尖端的离散表面，尖端的离散表面的一部分，或由一个连续表面形成的尖端的一部分。

在每个铆钉上进行的机加工操作可以基本形成整个尖端。这可以确保尖端的圆周不规则性在其所有区域中最小化。

机加工操作可以基本上沿着铆钉的孔的全部长度去除材料。机加工操作可以沿着铆钉的整个长度(例如，针对具有通孔的铆钉)去除材料。

机加工操作可以使用锯进行。锯可以是任何合适类型的锯，例如带锯，往复锯或圆锯。

机加工操作可以使用研磨工具进行。研磨工具可以是任何合适的形式，例如砂轮、研磨塞、珩磨工具、研磨板或研磨带。研磨工具可以是可修整工具或不可修整工具。

机加工操作可以使用刀片工具进行。刀片工具可以被认为是具有一个或多个切割边缘的工具(例如，与磨粒截然相反)。例如，它可以是诸如分离工具或铣刀之类的车削工具。

为避免疑义，具有刀片阵列而不是尖齿的锯可以构成锯和刀片工具。

研磨工具或刀片工具可以是成形工具。成形工具可以被认为是成形的工具，以便将特定的轮廓赋予被加工的物体，而不是简单几何工具，其中工具的运动或位置限定了所赋予的轮廓。成形工具可以是任何合适的类型，例如成型砂轮或铣刀。

使用成形工具可以允许将特定的形状赋予每个金属块/铆钉，而不需要工具沿着复杂的路径移动(这可能需要更复杂和昂贵的机器进行机加工操作)。

研磨工具或刀片工具可以是简单几何工具。使用简单几何工具可以允许使用具有有利的低成本的工具来执行机加工操作。

可选地：

在分离一段金属丝以形成金属块之前，所述一段金属丝限定纵向轴线；

在每个金属块从所述一段金属丝分离之后，所述金属块限定纵向轴线，所述纵向轴线与金属丝的纵向轴线的穿过所述金属块的部分基本对齐；和

在每个铆钉由金属块锻造之后，所述铆钉的纵向轴线与制造所述铆钉的金属块的纵向轴线基本对齐。

或者，从金属丝上分离金属块可能涉及改变金属块的纵向轴线的位置，和/或锻造过程可能在制造铆钉时改变金属块的纵向轴线的取向。

机加工操作可以在金属块的尾端上形成基本平坦的表面，该表面基本上垂直于金属块的纵向轴线定位。

与从尾端具有倾斜表面的金属块锻造的铆钉相比，具有所述表面的金属块的尾端可以改善从其锻造的铆钉的尖端的周向连续性。

每个机加工操作可以在金属块或铆钉和用于执行机加工操作的工具围绕金属块或铆钉的纵向轴线相对于彼此旋转时执行。

机加工操作可以将材料去除至少0.2mm的深度。

所述方法可以进一步包括热处理步骤、电镀步骤和/或润滑步骤。这些步骤可以在该方法中的任何阶段执行，例如在将金属丝分离成金属块之前或者在完成机加工操作和锻造过程之后。

根据本发明的第二方面，提供了一种使用根据本发明的第一方面的方法制造的自冲铆钉。

由于上面讨论的原因，根据本发明的第二方面的铆钉可以在其尖端处具有更少的缺陷，和/或具有周向形状更均匀的尖端。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造产品的方法，该方法包括：使用根据本发明的第一方面的方法制造自冲铆钉，以及使用冲头将其中一个铆钉钉入工件中，使得铆钉在没有完全穿透工件的情况下扩张到工件中。

由于上面讨论的缺陷的减少和/或改善的尖端均匀性，根据本发明的第三方面的方法可以生产具有质量改进的接头产品。

根据本发明的第四方面，提供了使用根据本发明的第三方面的方法制造的产品。

所述产品可以是诸如汽车或飞机的载具。

下面仅以举例方式参照附图对本发明的特定实施方式进行描述，在这些附图中：

图1是示例性自冲铆钉的横截面侧视图；

图2是另一种示例性自冲铆钉的横截面侧视图；

图3是自冲铆接接头的横截面侧视图；

图4A是表示“卷边铆接”(staking)的自冲铆接接头的横截面侧视图；

图4B是表示过度或不对称扩张的自冲铆接接头的横截面侧视图；

图5A至5F示出了使用常规方法生产自冲铆钉的阶段；

图6A至6C是金属块的表面中的缺陷的横截面图；

图7A是尖端具有宏观裂纹的铆钉的特写视图；

图7B是经过模拟插入到工件中的变形后的图7A所示铆钉的特写视图；

图8A是具有不规则尖端的铆钉的端视图；

图8B是图8A所示铆钉尖端的一部分的特写视图；

图8C和8D是图8A和8B所示铆钉尖端区域的横截面图；

图9A至9C是根据本发明的第一实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图；

图10A至10C是根据本发明的第二实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图；

图11A至11C是根据本发明的第三实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图；

图12A至12C是根据本发明的第四实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图；

图13是根据本发明的第五实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图；和

图14是根据本发明的第六实施例的方法中的阶段的示意性横截面侧视图。

在所有附图中，对应的附图标记表示相同或相应的特征。

图1中示出了示例性自冲铆钉的横截面。铆钉2具有由柄部8隔开的头部4和尖端6。柄部8限定了铆钉的纵向轴线10。铆钉还具有孔12，该孔基本上沿着纵向轴线10延伸，穿过尖端6和柄部8并终止于头部4。在这种情况下，孔的横截面基本上是圆形的，并且终止于圆顶端壁14。超出铆钉的孔12的端部的区域15通常被称为“腹板”(web)。由于该实例中的孔12终止于铆钉内部，所以孔可以被称为盲孔。盲孔铆钉有时被称为半空心或半管形铆钉。在其他铆钉中，孔可以具有任何其它合适的形状。例如，横截面可以是椭圆形或八角形。此外，尽管在该实施例中孔12具有基本一致的形状，但是在其它情况下，其形状可以沿着其长度改变。例如，孔可以是锥形的(例如，其可以朝向头部4变窄，朝着尖端6变窄，或者具有变窄的腰部并且朝向尖端和头部变宽)。

在该实施例中，铆钉4的柄部8在纵向截面上基本上是圆形的，从而限定了基本上为圆柱形表面16形式的外周边。在其他示例中，柄部和/或头部可以采取任何其它合适的形式。例如，柄部的横截面可以是六边形、八边形或椭圆形，并且可以改变或可以不改变沿其长度的形状或直径。

该实施例中铆钉2的头部4采用大体上径向延伸的凸缘18的形式，该凸缘18在圆角20处与柄部8的外周边16相交。在这种情况下，头部4具有与沉头螺钉的头部相同的大体形状。在其他实施例中，铆钉的头部可以具有与圆头螺钉、平头螺钉或圆顶头螺钉一样的大体形状，或者可以具有任何其它合适的形状。横截面可能是圆形的，也可能不是圆形的。在一个实施例中，在插入工件之前，铆钉的头部与尾部是不可区分的。在这样的实施例中，在铆钉插入的过程中或插入之后，铆钉的头部变形以形成覆盖工件的顶表面的向外突出的凸缘。

该实施例中的铆钉2的尖端6具有邻近柄部8的外周边16定位的部分22(以下称为“外侧部分”)，以及邻近孔12的部分24(以下称为“内侧部分”)。在这种情况下，内侧部分24和外侧部分22都是大致截头圆锥形的，并且在其之间共同限定大致环形的切割边缘26。

图2示出了自冲铆钉的另一个实施例。与图1所示的铆钉2类似，图2中的铆钉2具有大致径向延伸的凸缘18形式的头部4，横截面为圆形的柄部8，尖端6和孔12。但是，在该实施例中，孔12并不终止在头部4处，而是贯穿铆钉2。因此，图2所示铆钉2没有腹板。孔12因此采取通孔的形式。带通孔的铆钉有时被称为管状或空心铆钉。

图2所示的铆钉2与图1所示的铆钉2的不同之处在于，外侧部分22和内侧部分24的横截面为弧形，而不是截头圆锥形(即平坦横截面)。另外，尖端6的外侧部分22和内侧部分24共同形成连续的弧形表面。因此，它们未限定切割边缘。

为了使用自冲铆钉制造接头，铆钉通过冲头被钉入支撑在模具上的工件中。工件通常包括两层或更多层材料。当铆钉被冲头插入时，铆钉刺穿工件并导致工件材料发生塑性变形。模具引导工件材料的塑性流动，并且在一些情况下提供一个空腔，工件材料可以通过铆钉移动到该空腔中。由于铆钉尖端的形状和/或由于工件材料的塑性流动，当铆钉插入时，其柄部向外张开。铆钉的几何形状和材料以及模具的形状被选择为使得对于特定工件(即，用于特定材料和厚度的片材的特定组合)，当铆钉已经完全插入到工件中时，其尖端不完全穿透工件的底层。这允许底部工件层提供气密密封，例如防止湿气进入。铆钉和模具也被选择为使得铆钉的柄部充分地展开以提供与底层的可接受程度的互锁(下面讨论)，但是不会过早地张开和/或起皱。

图3示出了一个自冲铆接头的例子。在该接头中使用的铆钉2与图2所示铆钉大致相似，因为其是管状的，然而图3所示接头的铆钉2具有尖端6，该尖端6更接近于图1所示铆钉的尖端。

图3所示接头是通过将自冲铆钉2插入到工件30中而制成的。在这种情况下，工件由三层材料组成：顶层32a，中间层32b和底层32c。为了避免疑义，这里对工件的“顶”层和“底”层的引用分别是指铆钉2首先和最后穿过的层。这些术语并不意味着在铆接期间(或之后)暗示任何特定的空间定向。此外，自冲铆接可以与包括具有任何合适厚度和材料组成的任何合适数量的工件层的工件一起使用。在某些情况下，可以在包括单层的工件上执行自冲铆接，例如当从其头部插入具有螺纹突出部的自冲铆钉以便在片材上提供安装点时。

如图2所示，当铆钉2插入到工件30中时，工件块31行进到铆钉的孔12，并且铆钉的柄部8向外张开到工件30的底层32c中。柄部8的张开与底层32c一起提供了互锁34(也被称为咬边)。互锁34将铆钉2保持在工件30内，从而防止工件层32a，32b，32c的分离。头部4和张开的柄部8将顶层32a和底层32c保持在一起，将其间的任何中间层(在这种情况下是中间层32b)夹在中间。互锁34可以被认为是铆钉的尖端6与工件30的底层32c之间的径向(相对于铆钉2的纵向轴线)重叠(在铆钉周围的这一点处，该重叠是最小的)。

此外，如图3所示，铆钉2没有完全穿透工件30的底层32c。而是保持底层32c的最小厚度36。最小厚度36可以被认为是底部工件层32c的轴向厚度(相对于铆钉的纵向轴线)，在该厚度处，底部工件层32c上方的层(在这种情况下是中间层32b)或铆钉的尖端6最接近完全穿透它。在这种情况下，是中间层32b，而不是铆钉2的尖端6最接近穿过底层32c。

在图3中也可看到由铆钉2形成的“按钮”40将工件材料移入模具中的空腔(未示出)。图3中还标出了接头的头部高度42。头部高度42可以被认为是在顶部片材32a的顶部表面限定的平面44上方或下方的头部4的顶部表面之间的最大距离。在该实施例中，头部4在平面44下方凹入，因此头部高度42是负的。

通常使用铆接接头的互锁34、最小厚度36和/或头部高度42来评估其质量。尽管接头的要求随不同领域和应用而变化很大，但是可接受的接头的规格的一个示例规定，互锁34必须至少为0.4mm，最小厚度必须至少为0.2mm，并且头部高度必须在+0.3mm和-0.5mm之间。

铆钉尖端的形状对插入工件时铆钉柄部的张开程度具有非常显著的影响。例如，回头参考图1，形成尖端6的整个径向厚度的更大比例的内侧部分24可能导致铆钉2倾向于更大程度地张开。另一方面，形成尖端6的径向厚度的更大比例的外侧部分22可能倾向于导致铆钉2在较小程度上张开。作为另一个例子，参考图2，尖端6的具有较大曲率半径的内侧部分24可能倾向于增加铆钉2张开的程度，并且具有较大曲率半径的外侧部分22可能倾向于导致铆钉张开较少。

必须经常小心地控制铆钉的张开程度，以便产生可接受的接头。回到图3，如果铆钉2张开得太小，则它可能过度穿透工件30的底层32c，由此减小最小厚度36并减小互锁34。这个问题通常被称为“卷边铆接(staking)”。图4A中示出了发生卷边铆接的接头的例子。在该接头中，工件包括两层：顶层32a和底层32c。在该实施例中，铆钉2的尖端6已经在箭头A突出显示的区域中完全穿过工件30的底层32c。因此，底层32c的完整性已经被损害，并且不再提供气密密封。互锁34也小于该特定接头所需的互锁。

铆钉过度张开也会导致不能接受的接头。图4B示出了一个这样的接头。在这种情况下，与图3所示的接头一样，工件30具有三层。在图4B的接头中，过度的和不对称的张开已经导致铆钉2的柄部8向内弯曲。这在柄部的左侧(从图4B的角度来看)，在标记为B的区域中是特别明显的。这种弯曲可能减少由铆钉提供的互锁，和/或引入弱点(或者甚至裂纹或折断)，这可能使接头容易遭受即时或过早的故障。尽管在图4B的接头中并不特别明显，但是在一些情况下，由于铆钉向下推动工件块31而不是将其容纳在其孔12中，铆钉2的过度张开可能减小底部工件层32c的最小厚度。这在一定程度上可以在图4B中看到，工件块31仅仅到达孔12的大约一半处，留下超过它的空隙50。结果，来自底层32c上方的层(在此情况下为中间层32b)的工件块31的一部分52被迫与铆钉2一起向下(从图4B的角度看)。在一些情况下，工件块31的该部分52可以完全被迫穿过底部工件层32c。铆钉过度张开的另一个问题是，柄部8的弯曲可能减少由铆钉提供的互锁。这在图4B中可见，其中柄部8的左侧已经开始从中间工件层32b拉开，留下空腔54。如果柄部的该部分进一步向内移动，则提供的互锁会大大减少。

自冲铆钉通常通过在一次或多次锻造操作中，在将每个金属块锻造成铆钉之前，将适当直径的一段金属丝分成“金属块”来制造。图5A至5F显示了使用典型的已知方法生产铆钉的阶段。这个过程的第一步是从一段金属丝中分离金属块。常规地，这是通过使用剪切刀片剪切适当长度的金属丝的一部分以产生金属块60来完成的，一个实例在图5A中示出。金属块60具有将形成为铆钉头部的头端62和将形成铆钉尖端的尾端64。然而，在这个阶段，头端62和尾端64基本相同。金属块60的每个端部具有两个区域：第一区域66和第二区域68，在第一区域66中，剪切刀片通过移位金属丝的材料而穿入金属丝中，第二区域68的形式为当插入剪切刀片以引起金属块60从金属丝折断时产生的断裂表面。该图还显示，由于金属块60从金属丝的长度上的这种断裂，金属块的两个端面62，64稍微不平坦并且具有粗糙的纹理。

当金属块60已经从一段金属丝上分离时，在该示例性方法中，执行第一锻造操作。该操作使金属块60的头端62变平，并向尾端64引入一个微小的凹部70。这在图5B中显示。然后执行进一步的锻造操作以增加该凹部70的尺寸，如图5C所示。然后对金属块60进行另一锻造操作以改变凹部70的形状，由此形成将成为铆钉尖端的大致形状。这在图5D中显示。

进一步的锻造操作增加了产生铆钉的孔12的凹部的深度，限定了铆钉的柄部8，并且改善了其尖端6的形状。这在图5E中示出。孔12通常使用从锻模(未示出)突出的挤出销来制造。挤出销被压入金属块60中以形成孔12(或者加宽和/或加深它)。在孔12形成之后，金属块6通常紧贴在挤出销上。因此，通常挤压销是可伸缩的或设有可伸缩推顶套筒。为了从金属块60上取下挤出销，挤出销缩回以将其从孔12撤出，或者推顶套筒伸出以迫使金属块从挤出销上脱离。

在尖端6，柄部8和孔12的锻造之后，在金属块60上进行另一系列的锻造操作以形成头部4。这完成了铆钉2的形成，如图5F所示。

尽管在该特定实施例中，尖端和孔是在头部形成之前完全成形的但是应该理解，在其他方法中，任何合适数量的锻造操作可以以任何合适的顺序产生铆钉的特征。例如，可以首先形成柄部的大体形状，然后可以完全形成头部，然后完成柄部并且尖端完全形成。作为另一个例子，可以首先形成柄部，然后可以同时形成头部和尖端。在另一个实施例中，铆钉的所有特征可以通过单个操作同时形成，或者逐步地通过一系列操作形成。

常规铆钉制造(如上述方法)的一个问题是，当金属块从一段金属丝上断裂时，尤其是在断裂表面68中可能形成宏观裂纹或其它缺陷。锻造工艺可以使这些缺陷变平，但通常不能消除它们。图6A至6C示出了这种缺陷(在锻造之前)的示例，用B表示。铆钉的主体在图6A和6B的左侧示出，并且在图6C的右下示出。图中标出了每个缺陷B的深度76，图7B中所示裂缝的传播长度78也是如此。作为比例指示，图6A、6B和6C中缺陷的深度76分别是63μm、45μm和40μm。图6B的裂缝的传播长度78是116μm。

如图6A至6C所示的缺陷通常足够小，以致在完成的铆钉中未被注意到，但是当铆钉受到将其插入到工件中所需的力并且柄部在工件内向外张开时，所述缺陷会导致铆钉性能下降甚至断裂。当使用硬度较高的铆钉时，这通常是一个问题。图7A示出了锻造过程之后铆钉2的尖端6中的微观裂纹。图7B示出了铆钉在以模仿工件内张开的方式变形后的相同裂纹。可以看出，图7B所示裂纹B已经导致尖端6的断裂C。诸如此类的断裂可能对所生产的接头的性能具有非常显著的影响。

传统铆钉制造方法的另一个问题是铆钉的尖端可能在其圆周上不均匀。例如，当在锻造过程中(例如，通过推顶套筒，或者在推顶销缩回时通过锻造模具的表面)将铆钉从挤出销推出时，可能发生这种情况。也可以产生这种情况，金属块从一定长度的金属丝上的断裂产生一个倾斜的表面(特别是在金属块的尾端)，在某些情况下，在锻造过程中这种倾斜表面的存在没有被完全校正，导致铆钉的尖端不平坦。

图8A至8D示出了铆钉2，铆钉2的尖端6在其圆周上是不规则的。在这种情况下，尖端具有平坦表面80，该平坦表面围绕其周边的大约200°延伸。图8b中放大地示出了平坦表面80。图8C和8D示出了在图8A中标记为C和D的点处穿过铆钉2的尖端6的横截面。铆钉的纵向轴线(未示出)在图8C所示的尖端部分的上方，并且在图8D所示的尖端部分的下方。在点C处，尖端6具有三个部分：与柄部的外周相邻的部分22，与孔相邻的部分24，以及位于其间的平坦表面80(如上所述)。作为比例指示，平坦表面80的径向宽度(即，从图8C的角度看平坦表面的高度)为100μm，外侧部分22的径向宽度为130μm，并且外侧部分22的轴向长度为130μm。

与点C相反，在点D处，尖端的内侧部分24和外侧部分22限定切割边缘26。在尖端6周围的这个点处，外侧部分22的径向宽度是220μm，并且外侧部分22的轴向高度是169μm。从比较图8C和图8D可以明显看出，外侧部分22的曲率半径在点D处比在点C处大得多。

如上所述，铆钉的尖端的几何形状对其张开的程度具有显著的影响。因此，图8A至8D所示的铆钉由于其周向不规则的尖端几何形状而可能围绕其圆周不均匀地张开，从而降低所生产的接头的质量。在一些情况下，即使尖端的所有区域都在可接受的公差范围内，尖端几何形状不均匀也会阻止铆钉由于不均匀的张开而正确地起作用。

在进行了大量的测试和分析之后，申请人已经认识到传统铆钉制造方法的上述限制。申请人通过进一步的分析和实验发现，通过在铆钉的尖端或者在金属块的尾端进行机加工操作，可以有利地减少裂纹或者缺陷的出现，和/或生产具有不平坦尖端的铆钉。

图9A至9C示出了根据本发明第一实施例的方法。该方法的第一阶段涉及使用常规方法制造铆钉2，其中一定长度的金属丝被分离成金属块，并且每个金属块被锻造成铆钉，如参考图5A至5F所述的方法。图9A示出了由这种方法制造的示例性铆钉。在该实施例中，铆钉2具有不平坦的尖端6，其中尖端的上侧的外侧部分22(从图9A的角度看)是弧形的，并且尖端的下侧的外侧部分基本上是平坦的。在该实施例中，在铆钉2的尖端6上进行机加工操作。更具体地，尖端6的外侧部分22使用刀片工具82减小。因此，由锻造工艺生产的铆钉2可能需要比所需要的最终尺寸稍长一些，这样材料可以从尖端去除而不会使铆钉太短。在这种情况下，刀片工具82具有单个直的切割边缘84。因此可以认为是“简单几何工具”。

如图9B所示，为了在本实施例中执行机加工操作，铆钉2(更具体地，在该实施例中是铆钉的头部4)被安装在卡盘86中。卡盘86使铆钉2围绕其纵向轴线10旋转。铆钉的该旋转是铆钉相对于工具82在速度方向上移动的例子。然后通过沿进给方向(箭头E)移动工具，将刀片工具82引入铆钉2。在这种情况下，进给方向E基本上平行于铆钉的纵向轴线10，然而在其他实施例中，进给方向可以是任何其他合适的方向。例如，在该实施例的变型中，进给方向相对于铆钉2的纵向轴线10大致径向向内。在另一个变型中，进给方向垂直于工具82的切割边缘84。

当工具82在进给方向E上充分地移动以使铆钉的尖端6的外侧部分22具有所需的几何形状时，过程停止并且铆钉2被移除。如图9C所示，在机加工过程之后，铆钉尖端6的形状已经变得更加均匀。在该实施例中，机加工操作给予尖端6完全一致的形状。然而，在其他情况下，机加工操作可以减小尖端6的形状变化，但是可能不会使其完全规则。

由于机加工操作还从铆钉2的尖端6去除材料，所以该材料中的缺陷也被去除。因此，可以降低在铆钉尖端6处留下任何缺陷并且随后引起使用铆钉2产生的接头失效的可能性。

在铆钉2被赋予其最终形状之后，其可以传统方式被送去进行热处理、电镀和/或润滑(视情况而定)。热处理、电镀和/或润滑可以在机加工操作完成之前进行。但是，优选在电镀或润滑之前进行机加工操作，以便不会除去润滑剂或电镀材料，或者通过润滑剂引入可能粘附在铆钉上的切屑。锻炼铆钉以达到一致的形式，这可以协助加工，因为材料将展现出一致的机械性能。在热处理之前进行机加工操作通常也是有利的，因为通常使用自冲铆钉的热处理来硬化它们，并且在大多数情况下，在较软状态下加工零件要比其硬化之后再加工更为有效。在一些情况下，可能优选的是在铆钉被加热并淬火以硬化之后在铆钉上执行机加工步骤。机加工步骤可以在铆钉回火之前或之后进行。这样做的好处是铆钉的材料将表现出更一致的机械性能，因此铆钉的机加工将提供更一致的结果(即具有更一致的尖端形状的铆钉)。铆钉材料的更一致的机械性能的另一个优点是可以更精确地预测加工工具的磨损。回火可以用于产生一定硬度水平的铆钉批次，例如从大约280Hv到580Hv。

图10A至10C示出了根据本发明的第二实施例的方法。与第一实施例一样，第二实施例涉及在对铆钉的尖端进行机加工操作之前，使用诸如参照图5A至5F描述的常规方法来制造铆钉，以使铆钉具有其最终几何形状。因此，由锻造过程生产的铆钉再次可能比期望的最终长度更长，从而可以从尖端去除材料，而不会是使铆钉过短。图10A中示出了由诸如上述的已知工艺生产的另一种示例性铆钉。在这种情况下，铆钉2具有不平坦的尖端6，其内侧部分44的横截面是弧形的，其曲率半径在围绕铆钉的圆周的不同点上是不同的。在该实施例中，执行机加工操作包括使用研磨工具88研磨尖端6的内侧部分44。

本实施例中使用的研磨工具是研磨塞(有时称为研磨锥)，然而在其他实施例中，可以使用不同类型或形状的研磨工具。该实施例的研磨塞88可以被认为是成形工具，因为该工具具有赋予铆钉的尖端6所需几何形状的几何形状，而不是仅仅通过改变工具88的定向来选择几何形状。在这种情况下，例如需要铆钉2的内侧部分24是截头圆锥形的，并且位于铆钉2的纵向轴线10的大约45°处。因此，研磨塞具有截头圆锥形的表面并且与其自身的纵向轴线(未示出)成大约45°定位，并且在该纵向轴线与铆钉的纵向轴线10基本上对齐的情况下发生研磨。

为了执行第二实施例的机加工操作，铆钉2的头部4在夹具90中保持静止。然后，研磨塞88围绕铆钉的纵向轴线10旋转(这是相对于铆钉在速度方向上移动工具88的示例)，并且在进给方向E上朝着铆钉运动。与第一实施例一样，在第二实施例中，进给方向E基本平行于铆钉2的纵向轴线10。在第二实施例中，与第一实施例一样，一旦加工过程完成，尖端6的形状完全一致。然而，在其他实施例中，再一次地，机加工操作可以仅仅减少尖端的不均匀性，而不是完全消除尖端。如同第一实施例，研磨塞88去除可能包括会导致使用铆钉2产生的接头发生故障的缺陷的材料。

图11A至11C示出了根据本发明第三实施例的方法。除了第三实施例的刀片工具82是成形工具之外，第三实施例的方法类似于第一实施例的方法。工具82具有两个切割边缘84a，84b，切割边缘具有所需形状(在这种情况下是笔直的)并且相对于彼此呈现所需角度，使得在进给方向E上供给工具在铆钉尖端6处产生期望的几何形状。第三实施例与第一实施例的不同之处在于，机加工操作在大致整个尖端6上执行(即，在这种情况下为内侧部分24、外侧部分22和限定在其间的切割边缘26)。

应该理解的是，尽管在这种情况下，成形刀片工具82具有带有两个切割边缘84a，84b的单个刀片，但是在其他实施例中，成形刀片工具可以具有单个切割边缘，其遵循铆钉尖端所需的形状(或者要加工的部分，如果不是整个尖端的话)。作为另一种替代方案，该工具可以具有两个或更多个彼此重叠的离散刀片，以协作地提供所需的形状。

在本发明的实施例中进行机加工的深度可以根据正在加工的铆钉的特性而变化。术语“加工深度”可以被解释为表示从铆钉2移除的纵向轴线10方向上的铆钉材料的深度。

在为了改善铆钉尖端6的形状均匀性而进行加工的实施例中，所使用的加工深度通常将大于铆钉尖端在加工之前的不均匀性的深度。不均匀的深度可以预先测量，例如使用从一批铆钉中取得的一个或多个样品铆钉。不均匀性的深度可以例如以已知的方式使用显微镜或任何合适的工具/测量系统(例如，基于探针的长度测量系统)来确定。

在一个实施例中，为了改善铆钉尖端6的形状的均匀性而进行的加工深度例如可以为至少0.6mm。铆钉尖端形状的不均匀性通常会比这个值小，因此加工至至少0.6mm的深度将足以去除这种不均匀性。如果针对样品铆钉测量的铆钉尖端形状不均匀性一直明显小于例如0.5mm，那么加工深度可以相应地减小。例如，加工深度可以被设定为至少0.5mm。通常，加工深度应保持大于样品铆钉中所见的铆钉尖端形状不均匀性的深度(例如，加工深度可以比样品铆钉中所见的铆钉尖端形状不均匀性的深度大至少0.1mm)。例如，如果铆钉尖端形状的不均匀性一直在0.2mm左右或以下，则可以将加工深度设定为至少0.3mm。加工深度可以是1mm或更多，并且可以例如是5mm或更多。这可能适用于例如直径大于常规直径(例如，直径大于5.5mm)的铆钉，因为这种较大直径的铆钉具有较大的尖端。

通常，将铆钉加工到足以去除尖端形状不均匀性的深度，而不显著超过该深度进行机加工是有利的。这是因为加工深度大于所需深度会增加制造铆钉所需的时间(并且因此也增加成本)，并且将增加进行加工的工具的磨损。

如上所述，铆钉中的缺陷深度通常可以小于100微米，并且在一些情况下可以超过100微米(但通常显著小于200微米)。因此，将铆钉尖端加工到200微米(0.2mm)的深度将会消除铆钉尖端上绝大部分的缺陷，并可能会消除铆钉尖端上的所有缺陷。尽管不太可能，但是非常少数缺陷的深度可能大于200微米，加工到200微米的深度将不能完全去除这些缺陷。预计加工到更深的深度，例如500微米(0.5mm)，可以消除铆钉尖端上的所有缺陷。可以理解的是，如果铆钉尖端正在被机加工以改善尖端形状的均匀性，则该机加工将同时从铆钉尖端消除缺陷。加工到至少0.6mm的深度以提供均匀的铆钉尖端形状(如上所述)可以预期从铆钉尖端去除所有缺陷。预计加工深度至少为0.3mm可以消除铆钉尖端上的所有缺陷。

不同批次的铆钉之间的缺陷深度可能不同，因为用于制造铆钉的材料的类型不同，或者由于用于生产形成为铆钉的金属块的工具的状况的变化。因此，可以检查来自一批铆钉的一个或多个样品，以确定铆钉中是否存在这种缺陷以及缺陷的深度。可以相应地选择应用于铆钉尖端的加工深度以消除缺陷。

在一个实施例中，机加工可以去除大部分缺陷，但不是全部缺陷。有些缺陷的长度可能会减少，但会部分保留。这些缺陷的长度可能会缩短至少一半。在这样的实施例中，尽管铆钉中某些缺陷部分留在铆钉中，但是这些缺陷的尺寸可能足够小，使得铆钉在插入工件时将以期望的方式起作用(并提供具有期望强度的接头)。

在一个实施例中，机加工可以用于将期望的形状施加到铆钉尖端，而不仅仅是改善已经存在的铆钉尖端几何形状的均匀性。换言之，铆钉形成为不是期望的尖端形状，然后使用机加工来施加期望的铆钉尖端形状。在使用这种方法的情况下，使用的加工深度将大于期望的铆钉尖端形状的深度。加工深度例如可以为2mm或更大，也可以为3mm或更大。这将允许铆钉设置具有2mm或更大，或者3mm或更大的深度的截头圆锥形内侧部分24。加工深度可以是5mm或更大(例如，对于直径大于常规直径的铆钉，例如直径大于5.5mm的铆钉)。加工深度例如可以是至少0.5mm。

机加工可用于为铆钉提供使用常规方法(例如上面结合图5描述的方法)难以或不可能实现的形状。在一个实施例中，机加工可以沿着铆钉的全部或基本全部的孔延伸。例如，铆钉的孔可以沿着孔的长度逐渐变细。锥形可以朝铆钉的头部变窄，或者可以朝铆钉的尖端变窄。在一个实施例中，孔可以具有变窄的腰部部分，并且可以在该部分的任一侧上向外逐渐变细(即朝着头部向外逐渐变细并且朝着尖端向外逐渐变细)。在一个实施例中，铆钉最初可以设置有大致平行于轴向方向的孔，然后可以使用机加工以期望的方式成形该孔(例如，为孔提供锥形和/或腰部)。该孔可以是盲孔或者可以是通孔。

通常，使用机加工施加的形状可以沿着铆钉的轴向长度的中途延伸或者可以延伸到铆钉的腹板。加工深度例如可以与铆钉的长度(例如，沿着其整个长度加工的通孔)相对应。加工深度可以例如高达5mm(例如，对于5mm长的铆钉)，或者可以高达14mm(例如，对于14mm长的铆钉)。加工深度可以大于14mm。

图12A至12C示出了本发明的第四实施例。虽然在本发明的上述实施例中，机加工操作在铆钉上进行，但是在该实施例中，机加工操作替代地在金属块上进行，然后那些金属块以常规方式锻造成铆钉。更具体地说，在该实施例中，在每个金属块上执行机加工操作，同时金属块仍然是从中制造金属块的金属丝长度的一部分(金属丝可以被认为是端部到端部地连接在一起的金属块的阵列)。

首先参考图12A，在该实施例中，金属块60以与参照图5A至5F描述的常规方法相同的方式从一段金属丝92上分离。为了使金属块60从一段金属丝92分离，剪切刀片94被驱动进入一段金属丝92中，在引起金属丝断裂之前在金属丝92中形成压痕(产生第一区域和第二区域，在第一区域中，剪切刀片通过移位金属丝的材料而穿入金属丝中，第二区域的形式为断裂表面，如关于图5A所讨论的)。值得注意的是，在该实施例中，金属丝92限定了纵向轴线96，并且与金属丝分离的每个金属块6限定纵向轴线98，该纵向轴线98与金属丝的纵向轴线96的穿过金属块的部分大致对齐。还应该注意的是，在这种情况下，在每个金属块被锻造成铆钉之后，铆钉的纵向轴线基本与制成它的金属块60的纵向轴线98对齐。从图5A至5F可以明显看出，铆钉的纵向轴线基本上与制成它的金属块的纵向轴线对齐，也适用于上述的示例性方法。

现在参照图12B，可以看出，如上所述，已经分离出金属块的金属丝的端部稍微粗糙且不平坦。在该实施例中，在这个阶段中，在紧接着从一段金属丝92上移去的金属块60’的尾端64上执行机加工操作。这在图12C中示出。因此，通过机加工工艺可以将材料从金属块60中移除，但是仍然留有足够的长度用于锻造工艺以形成所需长度的铆钉，金属块从金属丝92上断裂，使得它们稍微长于所需长度。

在该实施例中，机加工操作使用铣削工具形式的刀片工具82铣削金属块60’的尾端64。铣削工具旋转(在速度方向上移动的另一个例子)，并且在进给方向E上被引入到金属块60’中，在该实施例中，该进给方向E基本平行于金属丝92的纵向轴线96(并且因此也平行于金属块60’的纵向轴线98)。工具82在金属块60’的尾端64上产生基本平坦的表面100。在这种情况下，表面100基本垂直于金属块60’的纵向轴线98。因此，当将金属块60’锻造成铆钉时，在锻造之后，可能导致铆钉尖端不均匀的金属块的尾端64将不会有倾斜表面。此外，从金属块60’的尾端64去除材料的机加工操作意味着可以去除在先前的金属块(图12A中的60)与金属丝92分离期间产生的缺陷。

图13中示出了本发明的第五实施例。在第五实施例中，与第四实施例类似，在金属块60上而不是完成的铆钉上执行机加工操作。然而，在这种情况下，在金属块从一定长度的金属丝分离(例如，使用如上所述的剪切刀片)之后，而不是如在第四实施例的情况下一样仍然是金属丝的一部分时对金属块进行机加工操作。

在第五实施例中，同时对两个金属块60a，60b执行机加工操作。更具体地说，两个金属块60a，60b保持在夹具102中，它们各自的尾端64朝向研磨工具88(在这种情况下为旋转砂轮)。然后，夹具102在进给方向E上朝向砂轮88前进。因此，在这种情况下，金属块在进给方向上相对于工具移动，而不是相反的方向。

在第五实施例的变型中，金属块60a，60b的尾端64和头端62都被加工。例如，在加工每个金属块60a，60b的一端之后，它们在夹具102中的取向可以颠倒，从而可以加工另一端。作为替代，夹具102可以被适配成使得每个金属块60a，60b被保持在中间，其两端暴露以进行加工(例如使用两个工具同时进行加工)。

图14示出了本发明的第六实施例。类似于第四实施例，在这个实施例中，机加工操作在金属块60’a，60’b上进行，同时它们仍然是金属丝92长度的一部分。然而，在这种情况下，每个机加工操作也将金属块从金属丝上分离。在该实施例中，机加工操作使用由分切锯(一种类型的圆锯)形式的简单几何形状刀片工具82执行，所述分切锯通过主轴104围绕与一段金属丝92的纵向轴线96平行(并因此平行于金属块60’a，60’b的纵向轴线)的轴线旋转。然后，分切锯82在进给方向E上移动，在这种情况下，该进给方向E垂直于金属丝92的纵向轴线96(并且因此垂直于金属丝60’a，60’b)，移向金属丝的纵向轴线以切入金属丝92的材料中。

在该特定实施例中，当分切锯82切入金属丝时，所述一段金属丝92通过卡盘86围绕其纵向轴线96旋转。因此，当锯82沿进给方向E移动时，其围绕金属丝(以及如下的金属块60’a，60’b)的纵向轴线产生逐渐加深的环形槽106。槽106的侧面在一个金属块60’a的尾端64处形成表面，并在相邻金属块60’b的头端62处形成表面。一旦槽106的深度等于金属丝92的半径(即，一旦槽到达金属丝的纵向轴线96)，则一个金属块60’a的尾端64和另一个金属块60’b的头端62的机加工完成，并且其中一个金属块60’b从金属丝92的长度上分离。在该特定实施例中，机加工操作在一个金属块60’a的尾端64和另一个金属块60’b的头端62上产生表面(未标出)，两个表面基本垂直于金属丝92的纵向轴线96(并因此基本上垂直于相应的金属块60’a，60’b的纵向轴线)。

在切割一段金属丝92时，使金属丝92围绕其纵向轴线96旋转可以改善金属块60’a，60’b的尾端64的周向均匀性，由此潜在地减少用具有不规则尖端的那些金属块锻造铆钉的机会。如果所述一段金属丝92没有旋转，那么如果在切割期间金属丝和/或锯的轴104偏转，这将改变相对于金属丝的纵向轴线的切割角度。这又可能导致在金属块60’a的尾端64处产生倾斜的表面。相反，在切割过程中使一段金属丝92围绕其纵向轴线96旋转意味着金属丝92或轴104的任何偏转将围绕金属丝的圆周均匀地出现。例如，金属丝92远离锯82的偏转可以在金属块60’a的尾端64处产生稍微凸起的表面。类似地，轴104远离金属丝92的偏转可以在金属块60’a的尾端64处产生稍微凹陷的表面。凸面或凹面通常可能是不需要的，但其可能比斜面更可取，因为凸面或凹面减少了导致成品铆钉尖端周围不规则的可能性。

在切割一段金属丝92的同时使该金属丝围绕其纵向轴线96旋转的另一个优点是，当金属块60’b分离时，任何留下的切屑在金属块的中心处形成尖头或凹痕，在那里将不太可能影响成品铆钉的尖端几何形状。相反，如果将金属丝简单地从一侧切割到另一侧，则当金属块60’b分离时，任何残留的切屑将保留在金属块的周边上，可能导致成品铆钉的尖端围绕其圆周不均匀。

在其它实施例中(无论它们是对金属块还是铆钉进行机加工)，可以通过使金属块/铆钉绕其纵向轴线相对于工具旋转，或类似地通过使工具相对于金属块/铆钉围绕该金属块/铆钉的纵向轴线旋转来实现类似的优点。

上述实施例是针对在一个金属块60’a的尾端64上进行每个机加工操作，而且还分离相邻的金属块60’b(即尾端进行机加工操作的金属块的前一个金属块)而描述的。然而，由于金属块60’a，60’b的端部基本相同，所以也可以考虑在每个金属块的尾端进行的机加工操作也将该金属块从金属丝中分离，这取决于当锻造成铆钉时铆钉如何定向。例如，参照图14，可以认为，从图的角度看，金属块的尾端实际上面向左侧。在这种情况下，图14所示的机加工操作将是加工标为60’b的金属块的尾端，并且还将该金属块从金属丝92的长度上分离，同时另外加工标为60’a的金属块的头端。

为了完整起见，在上述实施例中，同样可以认为，金属丝中的金属块以不同的定向布置，而不是头部都面对相同方向。例如，金属块可以被认为是头对头和尾对尾地排列。尽管如此，在该实施例中，在每个金属块的尾部进行机加工操作，并且每个机械加工操作将从金属丝上分离金属块，不管是否有任何特定的金属块通过在其尖端进行的相同机加工操作而与金属丝分离。

在本发明的实施例中，在将金属块制成铆钉之前对金属块进行加工，可以使用类似于上面关于加工铆钉尖端所进一步描述的注意事项来选择要施加的加工深度。因此，例如，如果进行机加工以消除金属块的端部的不对称性，那么该机加工可以达到大于不对称的深度的深度(例如，加工至大约0.6mm或更大的深度)。如果机加工主要是为了去除金属块的端部的缺陷，例如，如果金属块的端部不包括明显的不对称性，则加工深度可以较小(例如大约0.2mm或更多，例如大约0.5mm或更多)。

尽管分开描述了在铆钉上进行机加工操作的方法和在金属块上进行机加工操作的方法，但是应当理解，在一些实施例中，可以在金属块和所有铆钉上执行机加工操作。例如，在一些实施例中，金属块可以经历机加工操作，并且由这些金属块产生的铆钉可以随后经历进一步的机加工操作(在这一点上，所述操作中的任一个可以被认为是本发明中所需的机加工操作，因此可以认为该实施例既是对金属块进行机加工操作的实施例，也是对铆钉进行机加工操作的实施例)。

尽管在上述实施例中锻造工艺已经被描述为传统方式，但是这不应被解释为限制性的。将金属块锻造成铆钉可采取任何合适的形式。机加工操作在金属块上进行的一些实施例中，机加工操作可以代替一些锻造过程(例如，在锻造过程开始之前，可以将金属块加工到图5C所示的点)。

可以使用任何合适的方法来测量铆钉尖端的形状。例如，共焦白光显微镜可以与软件一起使用来生成铆钉尖端的3D图像。或者，激光轮廓扫描可以与软件一起使用以生成铆钉尖端的3D图片。铆钉尖端形状的测量可以在一个或多个样品铆钉上进行。测量可以在加工铆钉之前进行，例如以确定铆钉尖端形状的不均匀性的深度。另外地或替代地，可以在加工之后执行测量以确认已经消除了铆钉尖端形状的不均匀性。

可以使用任何合适的方法来查找铆钉中的缺陷。例如，可以使用铆钉的光学显微镜。这可能是一种破坏性的方法，例如在检查之前将铆钉切片，以便可以看到铆钉的内部。在另一种方法中，可以通过将铆钉压入模具并寻找铆钉尖端的裂缝来确定铆钉的性能。这可以在没有任何工件材料存在的情况下完成，或者可以在工件材料存在的情况下完成。

关于进行机加工操作，在这里对铆钉、金属块或一段金属丝中的一个的纵向轴线的参考同样可以被认为是指在适当的情况下铆钉、金属块或一段金属丝中的另一个。

在合适的情况下，这里所描述的可选和/或优选特征可以单独使用或互相组合在一起使用，特别是(但不排除地)根据权利要求中描述的组合使用。在合适的情况下，本发明的每个方面的可选和/或优选特征还可以用于本发明的任意其他方面。

Claims (22)

1.一种从一段金属丝中制造自冲铆钉的方法，该方法包括：

将所述一段金属丝分离以形成多个金属块，每个金属块限定头端和尾端；和

从所述金属块中锻造出多个铆钉，每个铆钉具有由金属块的头端形成的头部和由所述金属块的尾端形成的尖端，所述铆钉的头部和尖端由限定纵向轴线的柄部分开，所述铆钉具有孔，所述孔基本上纵向延伸穿过所述尖端并且至少部分地沿着所述柄部延伸；

其中对于所述多个铆钉中的每一个铆钉，所述方法包括在所述铆钉的所述尖端上或锻造得到所述铆钉的所述金属块的尾端上进行机加工操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机加工操作在所述金属块上进行，并且每个机加工操作还将金属块从所述一段金属丝分离。

3.根据权利要求1所述的方法，其中一旦所述金属块从所述一段金属丝分离，就对每个金属块执行所述机加工操作。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述机加工操作在所述铆钉上进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在每个铆钉上进行的所述机加工操作至少形成所述尖端的与所述柄部的外周相邻的部分。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中在每个铆钉上进行的所述机加工操作至少形成所述尖端的与所述孔相邻的部分。

7.根据从属于权利要求5的权利要求6所述的方法，其中在每个铆钉上进行的所述机加工操作基本上形成整个尖端。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作基本上沿着所述铆钉的所述孔的全部长度去除材料。

9.根据权利要求4至8中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作沿着所述铆钉的整个长度去除材料。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作使用锯进行。

11.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作使用研磨工具进行。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作使用刀片工具进行。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述工具是成形工具。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述工具是简单几何工具。

15.根据权利要求1所述的方法，其中：

在分离所述一段金属丝以形成所述金属块之前，所述一段金属丝限定纵向轴线；

在每个金属块从所述一段金属丝分离之后，所述金属块限定纵向轴线，该纵向轴线与所述金属丝的纵向轴线的穿过所述金属块的部分基本对齐；和

在每个铆钉由金属块锻造之后，所述铆钉的纵向轴线与制造所述铆钉的所述金属块的纵向轴线基本对齐。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述机加工操作在所述金属块上进行，并且每个机加工操作还将金属块从所述一段金属丝分离，其中所述机加工操作在所述金属块的尾端上形成基本平坦的表面，所述表面基本上垂直于所述金属块的纵向轴线定位。

17.根据权利要求15所述的方法，其中一旦金属块从所述一段金属丝分离，就在每个金属块上执行所述机加工操作，其中所述机加工操作在所述金属块的尾端上形成基本平坦的表面，所述表面基本上垂直于所述金属块的纵向轴线定位。

18.根据权利要求15至17中任意一项所述的方法，其中每个机加工操作在所述金属块或铆钉与用于执行所述机加工操作的工具围绕所述金属块或铆钉的纵向轴线相对于彼此旋转时进行。

19.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其中所述机加工操作将材料去除至少0.2mm的深度。

20.一种使用根据前述权利要求中任意一项所述的方法制造的铆钉。

21.一种制造产品的方法，所述方法包括使用根据权利要求1至19中任意一项所述的方法制造自冲铆钉，并且使用冲头将所述铆钉中的一个钉入工件中，使得所述铆钉扩张到所述工件而不完全穿透所述工件。

22.一种使用根据权利要求21所述的方法制造的产品。