CN108543872A - 一种基于二次成形的压印连接装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于二次成形的压印连接装置及方法，装置包括外冲头、内冲头、固定凸台、辅助成形脚、滑移枕Ⅰ、滑移枕Ⅱ、底孔、滑移轨Ⅰ、滑移轨Ⅱ、环形凹槽和弹簧。本发明能够将上下板料充分挤压至型腔中，使得自锁角度更加充分，使压印工艺参数得到优化；同时能够增大镶嵌量，使压印性能得到提高；本发明采用分离式冲头，更易于压印结束后试件与下模之间的分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于二次成形的压印连接装置及方法，属于压印连接工艺技术领域。
背景技术
压印连接技术主要用于难焊接新轻型薄板材料的连接。由于压印接头处不存在应力集中，动态疲劳强度比点焊高，这对长期受到不同频率动载荷作用，对动态疲劳强度要求越来越高的飞机、汽车来说冲压连接技术具有很大的优势。
压印连接是一种新兴冷成型连接技术，它对材料原有的特性几乎没有损伤，反而在挤压作用下晶粒细化，承载能力提高。镶嵌量是衡量压印连接质量的一个重要参数，板料之间的镶嵌量部分是由冲头和下模挤压而产生的，对提高压印成形性能尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种基于二次成形的压印连接装置及方法，以用于增加压印接头镶嵌量进而提高压印接头的承载能力。
本发明的技术方案是：一种基于二次成形的压印连接装置，包括外冲头5、内冲头6、固定凸台7、辅助成形脚8、滑移枕Ⅰ9-1、滑移枕Ⅱ9-2、底孔10、滑移轨Ⅰ12-1、滑移轨Ⅱ12-2、环形凹槽13和弹簧14；
所述外冲头5内部装有内冲头系统，内冲头系统由内冲头6、固定凸台7和辅助成形脚8组成，内冲头6、辅助成形脚8和固定凸台7从上住下依次布置，固定凸台7固定在外冲头5内侧底部且固定凸台7与下模1中心位于同一垂直线上，外冲头5底部开有底孔10用于实现辅助成形脚8的伸缩，内冲头6底部铣有滑移枕Ⅰ9-1，辅助成形脚8上部设有滑移轨Ⅰ12-1、内部设有滑移轨Ⅱ12-2，固定凸台7上部外侧面铣有滑移枕Ⅱ9-2，通过内冲头6底部的滑移枕Ⅰ9-1和辅助成形脚8上部的滑移轨Ⅰ12-1的配合实现内冲头6与辅助成形脚8的连接，通过辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2和固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2的配合实现辅助成形脚8与固定凸台7的连接，辅助成形脚8外侧铣有环形凹槽13，弹簧14套在环形凹槽13上并对辅助成形脚8起聚拢作用。
所述外冲头5底部开有四个底孔10用于实现四个辅助成形脚8的伸缩。
所述固定凸台7通过焊接固定在外冲头5内侧底部。
所述辅助成形脚8上部和内部通过焊接设有滑移轨12。
一种基于二次成形的压印连接方法，所述方法步骤如下：
外冲头5与内冲头系统共同运动，向下冲压，下板2、上板3构成的板材变形，外冲头5运动停止，完成压印过程中的第一次成形；
内冲头6继续下行，在辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2和固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2的配合下，辅助成形脚8向型腔11方向进一步挤压板材，实现板材的二次变形；
保压结束，内冲头6上行，辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2沿固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2向上运动，辅助成形脚8外侧的弹簧14向内逐渐恢复原形，辅助成形脚8上部的滑移轨Ⅰ12-1沿内冲头6底部的滑移枕Ⅰ9-1向内运动，外冲头5上行，压印过程结束。
本发明的有益效果是：
1、本发明能够将上下板料充分挤压至型腔中，使得自锁角度更加充分，使压印工艺参数得到优化；同时能够增大镶嵌量，使压印性能得到提高。
2、本发明采用分离式冲头，更易于压印结束后试件板材与下模之间的分离。
附图说明
图1为本发明未工作状态的剖面结构示意图；
图2为本发明冲头工作最低点的剖面结构示意图；
图3为本发明的固定凸台示意图；
图4为本发明的辅助成形脚正面示意图（图中仅仅展现一个辅助成形脚）；
图5为本发明的辅助成形脚背面示意图（图中仅仅展现一个辅助成形脚）；
图6为本发明的外冲头仰视示意图；
图中各标号为：1-下模，2-下板，3-上板，4-压边圈，5-外冲头，6-内冲头，7-固定凸台，8-辅助成形脚，9-1-滑移枕Ⅰ，9-2-滑移枕Ⅱ，10-底孔，11-型腔，12-1-滑移轨Ⅰ，12-2-滑移轨Ⅱ，13-环形凹槽，14-弹簧。
具体实施方式
实施例1：如图1-图6所示，一种基于二次成形的压印连接装置，包括外冲头5、内冲头6、固定凸台7、辅助成形脚8、滑移枕Ⅰ9-1、滑移枕Ⅱ9-2、底孔10、滑移轨Ⅰ12-1、滑移轨Ⅱ12-2、环形凹槽13和弹簧14；所述外冲头5内部装有内冲头系统，内冲头系统由内冲头6、固定凸台7和辅助成形脚8组成具有内冲头6和外冲头5，能够实现分阶冲压；固定凸台7通过焊接方式与外冲头5连接，限制内冲头6滑移距离，从而实现限定滑移轨12位置的作用），内冲头6、辅助成形脚8和固定凸台7从上住下依次布置，固定凸台7固定在外冲头5内侧底部且固定凸台7与下模1中心位于同一垂直线上，外冲头5底部开有底孔10用于实现辅助成形脚8的伸缩，内冲头6底部铣有滑移枕Ⅰ9-1，辅助成形脚8上部设有滑移轨Ⅰ12-1、内部设有滑移轨Ⅱ12-2，固定凸台7上部外侧面铣有滑移枕Ⅱ9-2，通过内冲头6底部的滑移枕Ⅰ9-1和辅助成形脚8上部的滑移轨Ⅰ12-1的配合实现内冲头6与辅助成形脚8的连接，通过辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2和固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2的配合实现辅助成形脚8与固定凸台7的连接（滑移轨12和滑移枕9配合连接，从而限制辅助成形脚8运动方向），辅助成形脚8外侧铣有环形凹槽13，弹簧14套在环形凹槽13上并对辅助成形脚8起聚拢作用（能够实现促进辅助成形脚8复位作用）。
进一步地，可以设置所述外冲头5底部开有四个底孔10用于实现四个辅助成形脚8的伸缩（如图1、图2两种状态之间的切换为伸缩变化，图4、5中仅仅展现一个辅助成形脚8，四个均匀大小的辅助成形脚8合在一起的顶面构成一个圆形）。
进一步地，可以设置所述固定凸台7通过焊接固定在外冲头5内侧底部。
进一步地，可以设置所述辅助成形脚8上部和内部通过焊接设有滑移轨12。
一种基于二次成形的压印连接方法，所述方法步骤如下：
压边圈4先压住工件，外冲头5与内冲头系统共同运动，向下冲压，下板2、上板3构成的板材变形，外冲头5运动停止，完成压印过程中的第一次成形；
内冲头6继续下行，在辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2和固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2的配合下，辅助成形脚8向型腔11方向进一步挤压板材，实现板材的二次变形；
保压结束，内冲头6上行，辅助成形脚8内部的滑移轨Ⅱ12-2沿固定凸台7上部外侧面的滑移枕Ⅱ9-2向上运动，辅助成形脚8外侧的弹簧14向内逐渐恢复原形，辅助成形脚8上部的滑移轨Ⅰ12-1沿内冲头6底部的滑移枕Ⅰ9-1向内运动，外冲头5上行，压印过程结束。
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 (5)
1.一种基于二次成形的压印连接装置，其特征在于：包括外冲头（5）、内冲头（6）、固定凸台（7）、辅助成形脚（8）、滑移枕Ⅰ（9-1）、滑移枕Ⅱ（9-2）、底孔（10）、滑移轨Ⅰ（12-1）、滑移轨Ⅱ（12-2）、环形凹槽（13）和弹簧（14）；
所述外冲头（5）内部装有内冲头系统，内冲头系统由内冲头（6）、固定凸台（7）和辅助成形脚（8）组成，内冲头（6）、辅助成形脚（8）和固定凸台（7）从上住下依次布置，固定凸台（7）固定在外冲头（5）内侧底部且固定凸台（7）与下模（1）中心位于同一垂直线上，外冲头（5）底部开有底孔（10）用于实现辅助成形脚（8）的伸缩，内冲头（6）底部铣有滑移枕Ⅰ（9-1），辅助成形脚（8）上部设有滑移轨Ⅰ（12-1）、内部设有滑移轨Ⅱ（12-2），固定凸台（7）上部外侧面铣有滑移枕Ⅱ（9-2），通过内冲头（6）底部的滑移枕Ⅰ（9-1）和辅助成形脚（8）上部的滑移轨Ⅰ（12-1）的配合实现内冲头（6）与辅助成形脚（8）的连接，通过辅助成形脚（8）内部的滑移轨Ⅱ（12-2）和固定凸台（7）上部外侧面的滑移枕Ⅱ（9-2）的配合实现辅助成形脚（8）与固定凸台（7）的连接，辅助成形脚（8）外侧铣有环形凹槽（13），弹簧（14）套在环形凹槽（13）上并对辅助成形脚（8）起聚拢作用。
2.根据权利要求1所述基于二次成形的压印连接装置，其特征在于：所述外冲头（5）底部开有四个底孔（10）用于实现四个辅助成形脚（8）的伸缩。
3.根据权利要求1所述基于二次成形的压印连接装置，其特征在于：所述固定凸台（7）通过焊接固定在外冲头（5）内侧底部。
4.根据权利要求1所述基于二次成形的压印连接装置，其特征在于：所述辅助成形脚（8）上部和内部通过焊接设有滑移轨（12）。
5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的基于二次成形的压印连接装置进行压印连接的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
外冲头（5）与内冲头系统共同运动，向下冲压，下板（2）、上板（3）构成的板材变形，外冲头（5）运动停止，完成压印过程中的第一次成形；
内冲头（6）继续下行，在辅助成形脚（8）内部的滑移轨Ⅱ（12-2）和固定凸台（7）上部外侧面的滑移枕Ⅱ（9-2）的配合下，辅助成形脚（8）向型腔（11）方向进一步挤压板材，实现板材的二次变形；
保压结束，内冲头（6）上行，辅助成形脚（8）内部的滑移轨Ⅱ（12-2）沿固定凸台（7）上部外侧面的滑移枕Ⅱ（9-2）向上运动，辅助成形脚（8）外侧的弹簧（14）向内逐渐恢复原形，辅助成形脚（8）上部的滑移轨Ⅰ（12-1）沿内冲头（6）底部的滑移枕Ⅰ（9-1）向内运动，外冲头（5）上行，压印过程结束。
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