CN109590708A - 一种铆合用压头、其制作工艺及铆合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铆合用压头、其制作工艺及铆合装置，铆合装置包括一连接部以及一铆合用压头，铆合用压头包括一圆柱形本体，一圆形挡片，及若干铆压钢球；前端的端面具有若干沿周向均匀分布的收容槽，圆形挡片前侧的端面具有一个铆压槽；圆形挡片还设置有若干直径小于铆压钢球的直径的限位通孔用于将铆压钢球部分限制在收容槽中，限位通孔沿铆压槽的周向均匀分布并与收容槽在其轴向一一对齐；限位通孔与铆压槽在径向上连接从而使铆压钢球的一部分位于以铆压槽的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域内；连接部与圆柱形本体的后端同轴连接。本发明带来的有益效果是：能够在较小空间条件下完成铆合以实现无螺母连接的目的。

Description

一种铆合用压头、其制作工艺及铆合装置

技术领域

本发明属于紧固连接技术领域，具体涉及一种铆合用压头、其制作工艺及铆合装置。

背景技术

现有技术中，能够将两个以上的零件固定连接的方式有很多，例如焊接、铆接和螺接等，其中，焊接和铆接为常见的不可拆卸连接，其连接牢固性较高，螺接则为常见的可拆卸连接，其连接便利性较高。

一种用于刷漆的滚筒刷，其刷筒通过安装在其端部上的端盖转动安装在滚轴上，具体地，滚轴的端部为加工有外螺纹，端盖的外端面具有一沉孔，当螺母和垫片安装到滚轴的端部上时也恰好收容于该沉孔中。安装完毕后，刷筒被轴向固定在滚轴上从而能够绕滚轴的轴线转动。

在实际生产过程中，由于滚筒刷的生产数量较大，因此需要大量的螺母，对于中小型企业将是一笔不小的支出。此外，由于沉孔的尺寸比螺母直径大不了多少，因此螺母的安装存在极大的不便，因此造成安装效率和牢固性双双下降，最终造成产品质量的下降。同时也因为沉孔的尺寸较小造成滚轴端部也无法通过现有的铆压机进行铆合处理。

综上所述，需要研制一种能够在较小空间条件下对螺纹部分进行铆合以实现无螺母连接的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种铆合用压头、其制作工艺及铆合装置，能够在较小空间条件下完成铆合以实现无螺母连接的目的。

本发明的是这样实现的：一种铆合用压头，包括：

一具有在轴线方向相对设置的一前端和一后端的圆柱形本体，

一设置在连接面上的圆形挡片，及

若干铆压钢球；

前端的端面具有若干沿周向均匀分布的收容槽，圆形挡片前侧的端面具有一个铆压槽；圆形挡片还设置有若干直径小于铆压钢球的直径的限位通孔用于将铆压钢球部分限制在收容槽中，限位通孔沿铆压槽的周向均匀分布并与收容槽在其轴向一一对齐；

限位通孔与铆压槽在径向上连接从而使铆压钢球的一部分位于以铆压槽的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域内。

作为优选方案，

圆形挡片通过若干螺栓与圆柱形本体连接，前端的端面具有若干沿周向均匀分布的螺纹孔用于螺接螺栓的螺纹部，圆形挡片具有若干沿周向均匀分布的固定通孔用于收容螺栓的头部，螺纹孔与固定通孔在其轴向一一对齐，固定通孔的直径小于螺栓的头部的直径。

作为优选方案，

固定通孔为锥孔，螺栓的头部为锥度与固定通孔的锥度相同的圆台状结构体。

作为优选方案，

前端的端面与铆压槽的槽底之间通过一圈锥面连接。

作为优选方案，

收容槽的深度不小于铆压钢球的半径。

作为优选方案，

收容槽的直径在其轴向处处相等，其直径略大于铆压钢球的直径。

作为优选方案，

收容槽的直径沿其轴向成阶段性减小，其最大直径略大于铆压钢球的直径，其最小直径小于铆压钢球的直径。

作为优选方案，

铆压钢球、收容槽和限位通孔的数目均为三个。

本发明公开了一种铆合用压头的制作工艺，包括如下步骤：

S1、在一圆柱形工件的一个端面上加工如下结构：

a、沿周向均匀地加工若干直径为D、深度为H1的孔，

b、在中心位置处加工一深度为H2的铆压槽，

S2、在金属棒上距离端面距离为L的地方沿径向将圆柱形工件切割为两部分，其中包含铆压槽的部分用作圆形挡片，另一部分用作圆柱形本体，H1＞L＞H2；

S3、将圆柱形本体上的每个孔进行扩孔加工形成收容槽，将圆形挡片上的每个孔进行扩孔加工形成限位通孔；

S4、在每个收容槽中放置一个铆压钢球，然后以收容槽与限位通孔一一对齐的方式将圆形挡片同轴安装到圆柱形本体被切割形成的端部上。

本发明还公开了一种铆合装置，包括一能够旋转的连接部，以及一铆合用压头，铆合用压头包括：

一具有在轴线方向相对设置的一前端和一后端的圆柱形本体，

一设置在连接面上的圆形挡片，及

若干铆压钢球；

前端的端面具有若干沿周向均匀分布的收容槽，圆形挡片前侧的端面具有一个铆压槽；圆形挡片还设置有若干直径小于铆压钢球的直径的限位通孔用于将铆压钢球部分限制在收容槽中，限位通孔沿铆压槽的周向均匀分布并与收容槽在其轴向一一对齐；

限位通孔与铆压槽在径向上连接从而使铆压钢球的一部分位于以铆压槽的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域内；

连接部与圆柱形本体的后端同轴连接。

与现有技术相比，本发明带来的有益效果是：能够在较小空间条件下完成铆合以实现无螺母连接的目的。

附图说明

图1为本发明中铆合用压头的结构立体图；

图2为本发明中铆合用压头的结构爆炸图；

图3为本发明中铆合用压头与被铆合工件接触时的结构立体图；

图4为本发明中铆合用压头与被铆合工件接触时的结构前视图；

图5为图4中A-A向的结构剖视图；

图6为本发明中铆合用压头与被铆合工件铆合时的结构立体图；

图7为本发明中铆合用压头与被铆合工件接触时的结构前视图；

图8为图7中B-B向的结构剖视图；

图9为图8中C处的局部放大图；

图10为本发明中铆合用压头铆合部分的局部剖视图；

图11为本发明中铆压钢球与圆柱形区域位置关系的径向示意图；

图12为本发明中铆压钢球与圆柱形区域位置关系的轴向示意图；

图13为本发明中铆合装置的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至13所示，一种铆合用压头，包括：一圆柱形本体10、一圆形挡片11和三个铆压钢球12。具体地，

圆柱形本体10具有在轴线方向相对设置的一前端和一后端，前端具有垂直于所述轴线方向的连接面A102，该连接面A102上设置有三个沿周向均匀分布的收容槽100用于收容铆压钢球12的至少一部分。

圆形挡片11具有在其轴线方向相对设置的一工作面113和一连接面B，工作面113与连接面B相平行。圆形挡片11与圆柱形本体10连接时，连接面B靠近或直接接触连接面A102。圆形挡片11的工作面113的中心位置设置一个铆压槽110；在铆压槽110的周侧均匀地分布有三个限位通孔111。限位通孔111的直径小于铆压钢球12的直径并且限位通孔111与收容槽100在其轴向一一对齐，从而将铆压钢球12部分限制在收容槽100中。

限位通孔111与铆压槽110在径向上连接从而使铆压钢球12的一部分位于以铆压槽110的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域4内。

以滚轴2为例具体阐述铆合过程及原理

滚轴2的端部应当直径小于铆压槽110的直径。铆合时，滚轴2的端部沿轴向靠近铆压槽110，当两者接触后，在铆合用压头1的高速旋转下与滚轴2的端部发生摩擦并产生大量热量，由于滚轴2为金属部件，其端部受热便会产生热塑变形，主要体现在向周侧膨胀，由于铆压钢球12不仅随铆合用压头公转，而且也绕自身轴线自转。由于铆压钢球12的一部分位于圆柱形区域4内，因此会对滚轴2端部膨胀的部分进行重新塑形并使之形成蘑菇头结构21。此时由于蘑菇头结构21的直径相对滚轴2的端部直径增加了，因此蘑菇头结构21便对要连接的端盖3的端面形成了限位，从而到达与铆合相同的效果。

作为一个较佳的实施例，圆形挡片11通过三个螺栓13与圆柱形本体10连接。具体地，圆柱形本体10的连接面A102上设置有三个沿周向均匀分布的螺纹孔101用于螺接螺栓13的螺纹部，螺纹孔101可以与收容槽100交错地分布。同样地，圆形挡片11设置有三个沿周向均匀分布的固定通孔112用于收容螺栓13的头部，螺纹孔101与固定通孔112在其轴向一一对齐，固定通孔112的直径小于螺栓13的头部的直径。通过采用可拆卸连接，当铆压钢球12磨损严重而无法正常工作时即可将圆形挡片11拆下进行更换。此外，螺栓13的头部完全收容于固定通孔112中从而避免对铆合过程产生影响。

作为一个较佳的实施例，固定通孔112为锥孔，螺栓13的头部为锥度与固定通孔112的锥度相同的圆台状结构体。

作为一个较佳的实施例，工作面113与铆压槽110的槽底之间通过一圈锥面114连接。该锥面114与工作面113的角度为45°，通过锥面114可以引导被铆合工件的端部产生的热塑变形向其后方和周侧延伸以更快更好地形成铆合所需要的蘑菇头结构体21。

作为一个较佳的实施例，收容槽100的深度不小于铆压钢球12的半径，这样能够收容铆压钢球12的大半部分从而更好地使铆压钢球12在收容槽100中转动。

作为一个较佳的实施例，收容槽100的直径在其轴向处处相等，其直径略大于铆压钢球12的直径，这种结构的收容槽100的好处在于更容易加工。“收容槽100的直径略大于铆压钢球12的直径”是指，既要保证铆压钢球12在收容槽100中可以自由转动，又不至于因为直径相差太大而产生较大的晃动以影响蘑菇头结构21的形成，本领域技术人员能够根据该目的对收容槽100的直径进行选择。

作为一个较佳的实施例，收容槽100的直径沿其轴向成阶段性减小，其最大直径略大于铆压钢球12的直径，其最小直径小于铆压钢球12的直径。这种结构的收容槽100的好处在于更利于铆压钢球12的转动灵活性。

作为一个较佳的实施例，圆柱形本体10与圆形挡片11的材质均为经过热处理的Q235碳素钢，铆压钢球12的材质为经过热处理的铬钨锰合金，该合金具有较强的耐磨性。

本发明公开了一种铆合用压头的制作工艺，包括如下步骤：

S1、在一圆柱形工件的一个端面上加工如下结构：

a、沿周向均匀地加工若干直径为D、深度为H1的孔，

b、在中心位置处加工一深度为H2的铆压槽110。

S2、在金属棒上距离端面距离为L的地方沿径向将圆柱形工件切割为两部分，其中包含铆压槽110的部分用作圆形挡片11，另一部分用作圆柱形本体10，H1＞L＞H2。

S3、将圆柱形本体上的每个孔进行扩孔加工形成收容槽100，将圆形挡片11上的每个孔进行扩孔加工形成限位通孔111。

S4、在每个收容槽100中放置一个铆压钢球12，然后以收容槽100与限位通孔111一一对齐的方式将圆形挡片11同轴安装到圆柱形本体10被切割形成的端部上。

作为一个较佳的实施例，若圆形挡片11与圆柱形本体10采用螺栓13连接时，则可以如下一种方式进行加工：

A、在步骤S1中在圆柱形工件的端面加工三个沿周向均匀分布的孔，然后在S2后分别将圆柱形本体10上的孔进行扩孔得到本发明中的螺纹孔101，将圆形挡片11上的孔进行加工得到本发明中的固定通孔112。

B、在步骤S2之后分别在圆柱形本体10上加工三个沿周向均匀分布的螺纹孔101，在圆形挡片11上加工三个沿周向均匀分布的固定通孔112。

本发明还公开了一种铆合装置，包括一能够在驱动装置的驱动下绕一轴线旋转的连接部5，以及上述公开的铆合用压头1。连接部5与铆合用压头1的圆柱形本体10的后端同轴连接。

作为一个较佳的实施例，铆合装置可以是车床，则连接部5为卡盘，铆合用压头1直接被卡盘夹紧形成同轴连接。作为一个可替代的实施例，铆合装置可以是钻床，则连接部5为夹头，铆合用压头1直接被夹头夹紧形成同轴连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铆合用压头，其特征在于：包括：

一具有在轴线方向相对设置的一前端和一后端的圆柱形本体（10），

一设置在所述连接面（102）上的圆形挡片（11），及

若干铆压钢球（12）；

所述前端的端面具有若干沿周向均匀分布的收容槽（100），所述圆形挡片（11）前侧的端面具有一个铆压槽（110）；所述圆形挡片（11）还设置有若干直径小于所述铆压钢球（12）的直径的限位通孔（111）用于将所述铆压钢球（12）部分限制在所述收容槽（100）中，所述限位通孔（111）沿所述铆压槽（110）的周向均匀分布并与所述收容槽（100）在其轴向一一对齐；

所述限位通孔（111）与所述铆压槽（110）在径向上连接从而使所述铆压钢球（12）的一部分位于以所述铆压槽（110）的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域（4）内。

2.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述圆形挡片（11）通过若干螺栓（13）与所述圆柱形本体（10）连接，所述前端的端面具有若干沿周向均匀分布的螺纹孔（101）用于螺接所述螺栓（13）的螺纹部，所述圆形挡片（11）具有若干沿周向均匀分布的固定通孔（112）用于收容所述螺栓（13）的头部，所述螺纹孔（101）与所述固定通孔（112）在其轴向一一对齐，所述固定通孔（112）的直径小于所述螺栓（13）的头部的直径。

3.根据权利要求2所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述固定通孔（112）为锥孔，所述螺栓（13）的头部为锥度与所述固定通孔（112）的锥度相同的圆台状结构体。

4.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述前端的端面与所述铆压槽（110）的槽底之间通过一圈锥面（114）连接。

5.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述收容槽（100）的深度不小于所述铆压钢球（12）的半径。

6.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述收容槽（100）的直径在其轴向处处相等，其直径略大于所述铆压钢球（12）的直径。

7.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述收容槽（100）的直径沿其轴向成阶段性减小，其最大直径略大于所述铆压钢球（12）的直径，其最小直径小于所述铆压钢球（12）的直径。

8.根据权利要求1所述的一种铆合用压头，其特征在于：

所述铆压钢球（12）、所述收容槽（100）和所述限位通孔（111）的数目均为三个。

9.一种铆合用压头的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在一圆柱形工件的一个端面上加工如下结构：

a、沿周向均匀地加工若干直径为D、深度为H1的孔，

b、在中心位置处加工一深度为H2的铆压槽（110），

S2、在所述金属棒上距离所述端面距离为L的地方沿径向将所述圆柱形工件切割为两部分，其中包含所述铆压槽（110）的部分用作圆形挡片（11），另一部分用作圆柱形本体（10），H1＞L＞H2；

S3、将所述圆柱形本体上的每个孔进行扩孔加工形成收容槽（100），将所述圆形挡片（11）上的每个孔进行扩孔加工形成限位通孔（111）；

S4、在每个收容槽（100）中放置一个铆压钢球（12），然后以所述收容槽（100）与所述限位通孔（111）一一对齐的方式将所述圆形挡片（11）同轴安装到所述圆柱形本体（10）被切割形成的端部上。

10.一种铆合装置，包括一能够旋转的连接部（5），其特征在于：还包括一铆合用压头（1），所述铆合用压头（1）包括：

一具有在轴线方向相对设置的一前端和一后端的圆柱形本体（10），

一设置在所述连接面（102）上的圆形挡片（11），及

若干铆压钢球（12）；

所述前端的端面具有若干沿周向均匀分布的收容槽（100），所述圆形挡片（11）前侧的端面具有一个铆压槽（110）；所述圆形挡片（11）还设置有若干直径小于所述铆压钢球（12）的直径的限位通孔（111）用于将所述铆压钢球（12）部分限制在所述收容槽（100）中，所述限位通孔（111）沿所述铆压槽（110）的周向均匀分布并与所述收容槽（100）在其轴向一一对齐；

所述限位通孔（111）与所述铆压槽（110）在径向上连接从而使所述铆压钢球（12）的一部分位于以所述铆压槽（110）的槽底为底沿垂直于该槽底方向延伸形成的圆柱形区域（4）内；

所述连接部（5）与所述圆柱形本体（10）的后端同轴连接。