CN108297527A - 一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置及处理方法 - Google Patents
一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置及处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置及处理方法，装置包括气压缸、C框架、连接杆、整形锤、砧板、下模、冲头杆和冲头；所述C框架上部开口处顶部装有气压缸，C框架上部开口处底部装有与气压缸连接的冲头，冲头内部嵌套冲头杆，C框架下部开口处顶部装有下模，C框架下部闭口端顶部安装砧板，连接杆一端与冲头外侧连接，连接杆另一端安装整形锤。本发明实现了在压印连接前对泡沫金属的半自动预压与压印连接一体化，压力均匀，操作简单，实用性强，能够有效地避免手动预压所造成的压印后夹层质地不均匀，压印点位置不一致的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置及处理方法，属于压印连接工艺技术领域。
背景技术
泡沫金属是指含有泡沫气孔的特种金属材料。由于其独特的结构特点，泡沫金属具有密度小、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列优点，在航空航天及汽车制造等领域具有广阔的应用前景。
金属板材-泡沫金属-金属板材组合的“三明治”泡沫金属夹层板结构因具有轻质、吸能减震效果好等特点逐渐被广泛应用于工程领域。传统焊接，铆接等连接技术不能很好地连接这种“三明治”结构，因此压印连接技术成为连接薄板“三明治”结构的主要方式之一。在压印连接含有泡沫金属夹层的板材时，由于泡沫金属厚度会影响上下板的材料流动，削弱压印点的内锁效果，进而导致接头性能降低。此外，在压印时发生瞬间大位移，会造成连接点处的泡沫金属断裂破碎，影响构件或机器的吸能减震作用。因此，在压印连接前对泡沫金属进行预压是解决这种问题的好方法，传统手动预压会产生压后泡沫金属不均匀，两次压印点位置不一致等问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置及处理方法。
本发明的技术方案是：一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，包括气压缸1、C框架2、连接杆3、整形锤4、砧板5、下模6、冲头杆7和冲头10；
所述C框架2上部开口处顶部装有气压缸1，C框架2上部开口处底部装有与气压缸1连接的冲头10，冲头10内部嵌套冲头杆7，C框架2下部开口处顶部装有下模6，C框架2下部闭口端顶部安装砧板5，连接杆3一端与冲头10外侧连接，连接杆3另一端安装整形锤4。
所述连接杆3由连接杆Ⅰ14和连接杆Ⅱ15构成，两者结构相同，通过连接螺栓8实现连接杆Ⅰ14和连接杆Ⅱ15的连接，通过紧定螺钉9将连接杆3一端紧固在冲头10上，通过紧定螺钉9将连接杆3另一端的整形锤4进行紧固。
所述整形锤4的下端棱角为圆弧面光滑过渡，不会使泡沫金属在预压边缘处过度变形甚至发生断裂。
通过调节整形锤4与连接杆3的相对高度位置，实现不同大小的压缩量。
所述砧板5的上表面高于下模6的上表面。
一种采用用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置对泡沫金属夹层进行预压处理的方法，先将上下对齐的泡沫金属夹层12与下板13一起置于砧板5上，启动气压缸1，气压缸1提供冲压力，带动冲头10、冲头杆7下行，冲头10的下行带动通过连接杆3连接的整形锤4同步下行对泡沫金属夹层12进行预压处理；预压结束，气压缸1带动冲头10、冲头杆7、整形锤4上行，将整形锤4旋转至一侧，将由上板11、压缩后的泡沫金属夹层12与下板13组成的三明治板置于下模6上，气压缸1第二次下行，对其进行压印连接。
所述上板11厚度1.0~2.0mm，下板13厚度1.0~2.0mm，泡沫金属夹层13厚度0.5~4.0mm。
本发明的有益效果是：通过对泡沫金属夹层的预压处理，实现了压印连接过程中，对包含泡沫金属夹层板的三明治结构的有效连接。避免了在压印连接含有泡沫金属夹层的板材时，由于泡沫夹层厚度导致压印结构材料流动不充分，削弱压印接头力学性能；破坏压印点处泡沫金属由于压印行程过大发生破裂，影响金属板材-泡沫金属-金属板材组合的“三明治”夹层结构吸能减震效果。同时，通过可旋转的气压缸保证了同一气压源与冲头的两次冲压，第一次下压过程使泡沫金属与下板共同被预压，第二次下压则实现了对“三明治”板材整体的压印连接，且两次下压过程冲力与下行位移相同，有效控制了泡沫金属被预压量，同时实现了在同一C框架内对板材连接进行的两步操作。砧板高度略高于下模，使两次下压过程冲头与整形锤位置不干涉。整套装置实现了在压印连接前对泡沫金属的半自动预压与压印连接一体化，压力均匀，操作简单，实用性强，能够有效地避免手动预压所造成的压印后夹层质地不均匀，压印点位置不一致的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的三明治板示意图；
图3为本发明的连接杆意图；
图中各标号为：1-气压缸、2-C框架、3-连接杆、4-整形锤、5-砧板；6-下模、7-冲头、8-连接螺栓、9-紧定螺钉、10-冲头、11-上板、12-泡沫金属夹层、13-下板、14-连接杆Ⅰ、15-连接杆Ⅱ。
具体实施方式
实施例1：如图1-图3所示，一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，包括气压缸1、C框架2、连接杆3、整形锤4、砧板5、下模6、冲头杆7和冲头10；
所述C框架2上部开口处顶部装有气压缸1，C框架2上部开口处底部装有与气压缸1连接的冲头10，冲头10内部嵌套冲头杆7，C框架2下部开口处顶部装有下模6，C框架2下部闭口端顶部安装砧板5，连接杆3一端与冲头10外侧连接，连接杆3另一端安装整形锤4。
进一步地，可以设置所述连接杆3由连接杆Ⅰ14和连接杆Ⅱ15构成，两者结构相同，通过连接螺栓8实现连接杆Ⅰ14和连接杆Ⅱ15的连接，通过紧定螺钉9将连接杆3一端紧固在冲头10上，通过紧定螺钉9将连接杆3另一端的整形锤4进行紧固（连接杆3上开有连接孔和紧定螺纹孔，分别用以固定连接螺栓8和紧定螺钉9）。
进一步地，可以设置所述整形锤4的下端棱角为圆弧面光滑过渡，不会使泡沫金属在预压边缘处过度变形甚至发生断裂。
进一步地，可以设置所通过调节整形锤4与连接杆3的相对高度位置，实现不同大小的压缩量（如压缩量大，可以将整形锤4往下装，压缩量小，则住上装）。
进一步地，可以设置所述砧板5的上表面高于下模6的上表面。
一种采用用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置对泡沫金属夹层进行预压处理的方法，先将上下对齐的泡沫金属夹层12与下板13（即泡沫金属夹层位于试件下板上方）一起置于砧板5上，启动气压缸1，气压缸1提供冲压力，带动冲头10、冲头杆7下行，冲头10的下行带动通过连接杆3连接的整形锤4同步下行对泡沫金属夹层12进行预压处理；预压结束，气压缸1带动冲头10、冲头杆7、整形锤4上行，将整形锤4旋转至一侧，将由上板11、压缩后的泡沫金属夹层12与下板13组成的三明治板置于下模6上，气压缸1第二次下行，对其进行压印连接。
进一步地，可以设置所述上板11厚度1.0mm，下板13厚度1.0mm，泡沫金属夹层13厚度0.5mm。
实施例2：与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述上板11厚度1.5mm，下板13厚度1.5mm，泡沫金属夹层13厚度2mm。
实施例3：与实施例1基本相同，其不同之处在于：所述上板11厚度2.0mm，下板13厚度2.0mm，泡沫金属夹层13厚度4.0mm。
上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，其特征在于：包括气压缸（1）、C框架（2）、连接杆（3）、整形锤（4）、砧板（5）、下模（6）、冲头杆（7）和冲头（10）；
所述C框架（2）上部开口处顶部装有气压缸（1），C框架（2）上部开口处底部装有与气压缸（1）连接的冲头（10），冲头（10）内部嵌套冲头杆（7），C框架（2）下部开口处顶部装有下模（6），C框架（2）下部闭口端顶部安装砧板（5），连接杆（3）一端与冲头（10）外侧连接，连接杆（3）另一端安装整形锤（4）。
2.根据权利要求1所述用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，其特征在于：所述连接杆（3）由连接杆Ⅰ（14）和连接杆Ⅱ（15）构成，两者结构相同，通过连接螺栓（8）实现连接杆Ⅰ（14）和连接杆Ⅱ（15）的连接，通过紧定螺钉（9）将连接杆（3）一端紧固在冲头（10）上，通过紧定螺钉（9）将连接杆（3）另一端的整形锤（4）进行紧固。
3.根据权利要求1所述用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，其特征在于：所述整形锤（4）的下端棱角为圆弧面光滑过渡，不会使泡沫金属在预压边缘处过度变形甚至发生断裂。
4.根据权利要求1所述用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，其特征在于：通过调节整形锤（4）与连接杆（3）的相对高度位置，实现不同大小的压缩量。
5.根据权利要求1所述用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置，其特征在于：所述砧板（5）的上表面高于下模（6）的上表面。
6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的用于压印连接三明治结构中泡沫金属夹层的整形锤预压装置对泡沫金属夹层进行预压处理的方法，其特征在于：先将上下对齐的泡沫金属夹层（12）与下板（13）一起置于砧板（5）上，启动气压缸（1），气压缸（1）提供冲压力，带动冲头（10）、冲头杆（7）下行，冲头（10）的下行带动通过连接杆（3）连接的整形锤（4）同步下行对泡沫金属夹层（12）进行预压处理；预压结束，气压缸（1）带动冲头（10）、冲头杆（7）、整形锤（4）上行，将整形锤（4）旋转至一侧，将由上板（11）、压缩后的泡沫金属夹层（12）与下板（13）组成的三明治板置于下模（6）上，气压缸1第二次下行，对其进行压印连接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述上板（11）厚度1.0~2.0mm，下板（13）厚度1.0~2.0mm，泡沫金属夹层（13）厚度0.5~4.0mm。
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