CN109201903A - 一种异质板料的无铆连接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属板料的连接成形领域，具体涉及一种异质板料的无铆连接工艺，在无铆连接模具中将强度相对较高的两块相同的同种板料进行冲压，形成第一杯体结构；将强度相对较低的两块相同的同种板料进行冲压，形成第二杯体结构；第一杯体结构与第二杯体结构形状大致相同；将第一、第二杯体结构拆开获得较高强度的上下杯体和较低强度的上下杯体；将较高强度的上杯体与较低强度的下杯体组成第三杯体结构；将较高强度的下杯体与较低强度的上杯体组成第四杯体结构；分别对第三杯体结构和第四杯体结构在无铆连接模具中再次压铆到形成锁扣。本发明的上述手段能够实现材料强度差别较大的异质板料之间的连接，而且连接过程中不会损坏板料的表面状态。

Description

一种异质板料的无铆连接工艺
技术领域
本发明属于金属板料的连接成形领域，具体涉及一种强度差别较大的异质板料的无铆连接工艺。
背景技术
无铆连接作为一种新型机械连接技术，其成本低、耗能少、操作简单易于实现自动化；并且与其它连接方式相比，无铆连接连接点无论是静态的还是动态的机械性能都有较优的性能；同时铆接接头不会损坏板料的表面状态，因此连接点的耐腐蚀性高；基于这些优点，未来无铆连接将成为最有潜力的新一代板料连接工艺。
但现有无铆连接工艺仍然存在一些局限，制约了其进一步的推广和应用。如现有的无铆连接不能有效地实现强度差别较大的异质板料之间的连接。为满足无铆连接能够连接强度差别较大的需求，Lee等开发了相应的带孔无铆连接成形工艺(Lee C J,Lee J M,Ryu H Y,et al.Design of hole-clinching process for joining of dissimilarmaterials–Al6061-T4alloy with DP780steel,hot-pressed 22MnB5 steel,and carbonfiber reinforced plastic[J].Journal of Materials Processing Tech,2014,214(10):2169-2178.)。但这种工艺需要预先对板料进行冲孔，工艺复杂，同时板料由于被冲孔，损坏了板料表面状态，影响其耐蚀性。因此有必要开发一种新的异质板料无铆连接成形工艺。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种异质板料的无铆连接工艺，以实现材料强度差别较大的异质板料之间的连接，而且连接过程中不会损坏板料的表面状态。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种异质板料的无铆连接工艺，包括如下步骤：
步骤1，在无铆连接模具中将两组板料分别冲压形成第一杯体结构和第二杯体结构；每组板料均包括两块相同的板料；形成第一杯体结构板料的强度大于形成第二杯体结构板料的强度；第一杯体结构与第二杯体结构形状相同；
步骤2，将第一杯体结构拆开获得第一上杯体和第一下杯体；将第二杯体结构拆开获得第二上杯体和第二下杯体；
步骤3，将第一上杯体与第二下杯体组成第三杯体结构；将第一下杯体与第二上杯体组成第四杯体结构；
步骤4，分别对第三杯体结构和第四杯体结构在无铆连接模具中再次压铆到形成锁扣。
所述第一杯体结构和第二杯体结构均为板料在冲压力作用下在无铆连接模具中获得的未形成锁扣的杯体结构。
所述步骤1中，在形成第一杯体结构和第二杯体结构时，两组板料的变形量刚好使板料未形成锁扣。
所述无铆连接模具包括冲头、与冲头适配的凹模以及设置在凹模的上部用于压料的压边圈。
对板料进行冲压时，将板料铺设于凹模的上部并用压边圈对板料施加压紧力，然后再通过冲头对板料进行冲压。
所述锁扣为S型锁扣。
所述步骤1中，第一杯体结构与第二杯体结构形状相同是指两者的形状要大致相同并能够保证：
当第一杯体结构与第二杯体结构拆开后，第一上杯体与第二下杯体能够叠放在一起组成第三杯体结构，第一下杯体与第二上杯体能够叠放在一起组成第四杯体结构。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的无铆连接工艺首先在无铆连接模具中将强度相同的同种板料冲压得到相应的杯体结构，把形成的同质杯体结构拆开，获得第一上杯体、第一下杯体、第二上杯体和第二下杯体，形成第一上杯体和第一下杯体板料的强度大于形成第二上杯体和第二下杯体板料的强度；然后将得到的不同强度的杯体结构交叉叠放在一起形成新的杯体结构，即将第一上杯体和第二下杯体组合在一起，将第二上杯体和第一下杯体组合在一起；最后将其交叉叠放的杯体结构放置在无铆连接模具中再次压铆到形成锁扣；由于杯体结构在第一次成形时发生了塑性变形，而颈缩部位变形量大，产生了大量位错，而位错二次开动较为困难，材料变形就会向变形程度小、位错少的地方转移，因此在冲压力的作用使得上杯体材料横向嵌入下杯体，形成有效的锁扣，实现了材料强度差别较大的异质板料之间的连接，而且连接过程中不会损坏板料的表面状态。
附图说明
图1是本发明无铆连接工艺冲压前后形成杯体结构的成型工艺图；
图2是本发明将第一杯体结构拆成上下杯体的示意图；
图3是本发明将第二杯体结构拆成上下杯体的示意图；
图4是本发明第三杯体结构冲压前的安装示意图；
图5是本发明第四杯体结构冲压前的安装示意图；
图6是本发明第三或杯体结构第四杯体结构冲压形成锁扣前后的成型工艺图；
图7是本发明第三杯体结构无铆连接后的结构示意图；
图8是本发明第四杯体结构无铆连接后的结构示意图。
其中，1-冲头，2-压边圈，3-凹模，4-第一上杯体，5-第一下杯体，6-第二上杯体，7-第二下杯体。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明作进一步的说明。
参照图1～图8，本发明的异质板料的无铆连接新工艺包括以下步骤：
第一步，冲压获得上下杯体：
参照图1，首先准备两组板料，每组板料包括两块相同强度的同质板料，两组板料中，一组板料的强度相对较高，另一组板料的强度相对较低，将每组板料的两块板料叠放在一起，放置在带有冲头1、压边圈2和凹模3的铆接装置上；然后在冲头1的作用下，使叠放在一起的两块同质板料在凹模3中发生塑性变形；变形量刚好使同质板料未形成锁扣，强度相对较高的这组板料形成第一杯体结构，强度相对较低的这组板料形成第二杯体结构，将第一杯体结构和第二杯体结构均拆开，分别得到相应的上下杯体，如图2所示，将第一杯体结构拆开后得到第一上杯体4和第一下杯体5；如图3所示，将第二杯体结构拆开后得到第二上杯体6和第二下杯体7；
第二步，对所获杯体进行交叉叠放和定位：
如图4所示，将第一上杯体4和第二下杯体7组合在一起形成第三杯体结构；如图5所示，将第二上杯体6和第一下杯体5进行组合形成第四杯体结构；然后将交叉叠放形成的第三杯体结构和第四杯体结构分别通过凸起定位在凹模3上；
第三步，进行铆接成形：
参照图6，在冲头1的作用下，分别将第三杯体结构和第四杯体结构再次压铆直至形成锁扣，分别如图7和图8所示。重新组合后的上下杯体结构由于材料的流动，形成S形锁扣，使得屈服强度差别较大的异质板料通过无铆连接的方法铆接在一起。

Claims (6)

1.一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在无铆连接模具中将两组板料分别冲压形成第一杯体结构和第二杯体结构；每组板料均包括两块相同的板料；形成第一杯体结构板料的强度大于形成第二杯体结构板料的强度；第一杯体结构与第二杯体结构形状相同；
步骤2，将第一杯体结构拆开获得第一上杯体(4)和第一下杯体(5)；将第二杯体结构拆开获得第二上杯体(6)和第二下杯体(7)；
步骤3，将第一上杯体(4)与第二下杯体(7)组成第三杯体结构；将第一下杯体(5)与第二上杯体(6)组成第四杯体结构；
步骤4，分别对第三杯体结构和第四杯体结构在无铆连接模具中再次压铆到形成锁扣。
2.根据权利要求1所述的一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，所述第一杯体结构和第二杯体结构均为板料在冲压力作用下在无铆连接模具中获得的未形成锁扣的杯体结构。
3.根据权利要求1所述的一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，所述步骤1中，在形成第一杯体结构和第二杯体结构时，两组板料的变形量刚好使板料未形成锁扣。
4.根据权利要求1所述的一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，所述无铆连接模具包括冲头(1)、与冲头(1)适配的凹模(3)以及设置在凹模(3)的上部用于压料的压边圈(2)。
5.根据权利要求4所述的一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，对板料进行冲压时，将板料铺设于凹模(3)的上部并用压边圈(2)对板料施加压紧力，然后再通过冲头(1)对板料进行冲压。
6.根据权利要求1所述的一种异质板料的无铆连接工艺，其特征在于，所述锁扣为S型锁扣。
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