CN1101403A - 一种盲铆钉的芯棒和制造该芯棒的装置 - Google Patents

Abstract

一种可与铆钉本体构成一种盲铆钉的芯棒，其具 有一个芯棒头，该芯棒头上有一个平面形的上表面， 该上表面与芯棒本体垂直，在该上表面上与其对中地 形成有一个矮的截锥形突起，该截锥形突起具有一个 上表面。当外力传递至芯棒本体时，芯棒头以自动对 中的方式对铆钉本体的开口端施加一个外力使该开 口端发生变形从而形成均匀的铆接。一种制造这种 芯棒的装置，能够很容易地以与传统技术相同的方式 生产这种芯棒。

Description

本发明涉及一种改进型的与盲铆钉（Blind Rivet）共同使用的芯棒，也涉及一种自动地制造这种芯棒的装置。

图7（a）和7（b）是传统盲铆钉的典型例子。该盲铆钉1包括一个圆筒形的本体2和一个芯棒5，其中的本体在其一端具有一凸缘状的头部3。贯通于本体的贯通孔4容纳着芯棒5，芯棒5具有一个芯棒头6和一段颈缩部7。芯棒头6和颈缩部7位于本体2的一端，并与铆钉的铆钉头3一端相对。芯棒头6可使铆钉本体的开口端发生塑性变形并且被扩大。最终，芯棒将在颈缩部7处与芯棒头6相互断开。

这样的盲铆钉的芯棒5是由铁棒制成的，可以用普通的制钉机廉价地生产。圆形的芯棒头6通过冲压机床一次成形，因而芯棒头6有时会与芯棒5a的轴线略有偏心。另外，芯棒头的周缘部分在其厚度和/或形状方面在绕着芯棒的轴线的周向上可能不均匀。在应用时，如果芯棒5的形状不规则的芯棒头6在铆钉本体2的开口端2a上挤压并且使开口2a扩大的话，那么后者不可能变形均匀，如图7（b）所示。结果，芯棒头6将趋于与铆钉本体2脱离，或者铆钉本体2将在铆接作业过程中受损，并且/或者由于这种不均匀的变形的缘故使铆钉作为一个整体不能保证期望的连接强度。

根据某些已提出的解决上述问题的建议，芯棒头的表面形状应是球形的或锥形的，以便均匀地承受铆接力。然而，由于建议的这种芯棒头的尺寸和高度都过大，用任何传统的制钉机都不能生产这种铆钉。欲生产出这种建议的铆钉，顶锻机或类似机床必须施行多道连续的工序，从而和制钉机相比，制造成本就较高了。因此，这些建议至今还没有用来成功地并且商业化地制造廉价的盲铆钉。另外，芯棒头的增高加大了铆钉本体需被压扁的长度，这是采用上述建议的另一个不利因素。

本发明就是考虑到上述的传统的盲铆钉或芯棒及其建议中固有的那些问题之后产生的。因而，本发明的目的就是提供一种新式的芯棒，它可以使铆钉本体均匀变形，既使在非常大的外力施加于芯棒的情况下，芯棒也不从与铆钉本体脱离。这种新式芯棒必须制成这样的形状，就是不增加铆钉本体的长度并且可以很容易地用制钉机进行生产。本发明的进一步的目的就是提供一种能够制造这种新式芯棒的装置。

为了达到所述的第一个目的，这里提供了一种芯棒，它和铆钉本体共同配合形成了盲铆钉结构，这种芯棒包括：一个杆状芯棒本体和一个芯棒头，该芯棒头和棒体一体成形，芯棒头具有一个平面形的上表面和一个曲面形的下表面，其直径“D”与铆钉本体的外径实质上相等，其高度“H”的值大约是芯棒直径“d”的80%～120%;其中的平面形上表面与芯棒本体的轴线垂直，一个矮的截锥形突起向上延伸、与上述上表面对中并且与上表面成形为一体，该突起具有一个直径为“d1”的端面，直径“d1”略大于芯棒体的直径“d”;其中上述的下表面当芯棒受到铆合作用时抵靠在铆钉本体的端部，该下表面呈锥形或类似形状，其截面直径沿着朝向棒体的方向递减，从而，当该下表面被压入在铆钉本体的端部时，可以使芯棒头获得一个可自行对中的外力。

该截锥形突起最好具有一个直径为“d2”的下周边，直径“d2”比芯棒头的直径“D”要小些，但是比该截锥形突起的端面的直径要大些。

为了实现本发明的另一个目的，这里提供了一种制造和铆钉本体共同配合使用的芯棒的装置，这种装置包括：一对半胎模，每个半胎模都具有一个半圆柱面形的槽，该槽紧固着用于制成芯棒的原料杆;在该槽的上部与该槽相连的是一段锥形渐大的凹部;该凹部的直径越接近半胎模的上端就越大从而可使芯棒头成型;在两个半胎模的上方设置了一个冲杆，该冲杆可向下冲压夹紧在两个半胎模之间的原料杆;在两个半胎模上面设置了一个导套，该导套与两个半胎模相接触;该导套中有一个贯通孔以容纳冲杆;该贯通孔下方周边具有导角，该导角化的周边形成了一个附加的凹形空间以使一个截锥形突起成型，该截锥形突起从芯棒头的上表面向上延伸、与芯棒头对中并且与芯棒上表面成形为一体。

综上所述，这里提供的芯棒具有一个倒锥形或类似形状的芯棒头，芯棒头的锥形表面使得芯棒头可获得一个自动对中的外力。芯棒头的有效高度“H”可以减小以达到在要求的范围之内，故可以采用任何制钉机成批生产这样的可均匀铆接的芯棒。由于高度“H”的减小而使芯棒头减少的体积可由与芯棒头对中形成的截锥形突起来进行补偿，因而芯棒头具有足够的强度。进一步地说，高度“H”的减小又缩短了铆钉本体的待缩短长度或距离，而这个长度在铆钉本体受到铆接作用时是必须缩短的，同时，使得铆钉头的最后高度也得以减小。

这里提出的装置可以使芯棒头一次冲压成型。

在附图中，与原有的盲铆钉相对照表示了一个实施例：

图1是一个实施例中提供的芯棒的正视图，该芯棒与铆钉本体相结合形成了一种盲铆钉，其中的铆钉本体以纵断面表示;

图2（a）是本发明的盲铆钉的总图，该图中的各部件还处于被铆前的状态;

图2（b）是盲铆钉的另一个视图，但是其各部件已处于被铆接后的状态;

图3（a）是一种改进的芯棒头的正视图;

图3（b）是另外一种也是改进的芯棒头的正视图;

图4是制造这里提供的芯棒的装置的断面图;

图5是这种装置的一个断面图，芯棒正处于成形状态;

图6是这种装置的另一个断面图，然而，芯棒此时已经成形完毕了;

图7（a）是传统盲铆钉的断面图，此时铆钉处于被铆前的状态;和

图7（b）是传统盲铆钉的一个类似的断面图，此时铆钉处于被铆之后的状态。

现在参照附图描述本发明的几个实施例。盲铆钉10包括这里提供的芯棒，该芯棒和铆钉本体组合在一起，如图1所示。这种盲铆钉10将按图2（a）和（b）所示的方式使用。

铆钉本体11是圆筒形的，和传统的铆钉本体相似，该铆钉本体具有一个凸缘形的铆钉头12。贯通孔13贯通于铆钉本体，铆钉本体由相对软的金属如铝合金制成。

铆钉本体11的贯通孔13容纳芯棒15的杆状本体16。与芯棒本体16一体的芯棒头17是在实际应用中使铆钉本体11的开口端11a径向变形的部分。芯棒头17的直径“D”与铆钉本体的外径实质上相等。芯棒头17的平面形的上表面18与铆钉本体11的轴线垂直。一个短的截锥形突起19与该上表面对中地向上延伸并与该上表面一体成型。突起19具有一个端面20，端面20的直径“d1”略大于芯棒本体16的直径“d”。然而，该截面体下周边的最大允许直径“d2”小于芯棒头的直径“D”。芯棒头17的下表面21是锥形的，因而当芯棒头抵压铆钉本体的开口端时会产生一个可自动对中的力。芯棒头17的有效高度“H”被设计得尽可能小，其数值在芯棒体直径“d”的80%至120%之间。如果高度“H”小于“d”的80%，那么，锥形面21将不能以平滑并且均匀的方式扩开铆钉本体的开口端。相反，如果高度“H”大于“d”的120%，那么任何制钉机都不可能使芯棒头17一次冲压成型。包含在上述范围之内的芯棒头的高度“H”将使得铆接效果更均匀，并使得使用任何制钉机都可以廉价地成批生产这种芯棒。芯棒头17体积的减小会使其高度“H”按上述定义范围略有减小，芯棒头17体积的减小将由截锥形突起19进行补偿。补偿的体积将保证芯棒头17具有足够的强度，芯棒头17驱使铆钉本体11的开口端变形。

芯棒头的锥形表面21可以由图3（a）所示的半球形表面22取代，还可以由图3（b）所示的凹形表面23取代，或者由没有图示出来但可与芯棒本体相抵靠的任何表面来取代，只要它能产生自动对中的效果。

鼓起部24允许芯棒暂时地支撑在铆钉本体11中，每个鼓起部24均位于浅槽25之间，浅槽25在芯棒头17的正下方成型。在鼓起部24下方的深槽26作为断开处，当铆接作业完成之后芯棒体的下部与上部在此处断开。

图2（a）和2（b）示出了芯棒15的功能，该芯棒15与铆钉本体11共同使用形成了盲铆钉10。该盲铆钉10被首先插入同轴孔29中，同轴孔29在相互叠置的物体27和28中贯通，插入方式如图2（a）所示。然后，杆状的芯棒本体16将沿着方向“B”被外力拉向凸缘头部12，同时沿着相反的方向“A”向上推动铆钉本体的头部12。结果，芯棒头17的锥形面21铆入（也就是塑性变形）铆钉本体的开口端11a，均匀扩张并产生了一个扩口部14。该扩口部14与凸缘头部12相配合使物体27和28相互紧固在一起。当这样的紧固作业完成之后，芯棒本体16可在深槽26处立即断开。扩口部14的上部圆形周边14a将同时向内朝着芯棒头17的上表面18的方向弯曲，从而使芯棒头牢牢地被扩口部14所包纳。留下的芯棒部分包括按上述方式牢固定位的芯棒头，该芯棒头能够很好地承受施加于其上的任何强大的外力。

图4至图6图示了一种装置及其操作过程，这种装置将安装在制钉机中以制造所述结构的芯棒15。装置30包括一对处于结合位置的半胎模31、一个冲杆32和一个导套33。导套33不仅可以防止冲杆32弯曲，而且当金属原料杆16’被牢牢地紧固在两个半胎模中间时也可以防止该原料杆弯曲。

在两个半胎模31中分别加工成型的半圆柱形槽34相互面对着以紧固住原料杆16’的一部分，芯棒本体16就是由原料杆16’制成的。上部的锥体形扩口部35与槽34相连，这些槽形成了一个完整的圆筒形空间，芯棒头17在扩口部中被冲压成型。另外，在每个槽34的底面上有一段略微的凸起36和一段相对尖的凸起37，凸起36用于在本体16上形成浅槽25，凸起37用于在芯棒本体16上形成深槽26。在操作时，将两个胎槽31相互接触，从而使它们的略微凸起36和尖凸起37分别在原料杆16’上形成浅槽25和深槽26。原料杆16’将由此不可移动地在该芯棒头17成型之前而被定位。

紧接着上述工步，冲杆32将向下冲压原料杆或金属线材16’以形成芯棒头17。应当注意到，两个半胎模31的扩口部35使得原料杆16’暴露在扩口部底面上方一段长度“1”。因而，冲杆32的简单冲压有可能使原料杆16’弯曲和被压缩。该原料杆的上端16a’的形状类似于钉子头，因为在上述工序中已经大致进行了处理。由于这样的尖锐端头16a’的影响，冲杆32有偏心冲压原料杆16’的倾向，从而进一步导致原料杆16’弯曲。因此，该装置设置了导套33以确保原料杆16’和冲杆32免遭弯曲。导套33中有贯通孔38，在贯通孔38的下端有一个倒角圆周边缘39，该圆周边缘39形成有开口向下的附加凹部40。有一个没有示出的弹簧元件迫使导套33抵靠在两个半胎模31的上表面上。

冲杆32将被驱使从图4所示的位置向下冲压，首先冲压原料杆16’的尖锐端16a’。在长度“1”的中间位置处，原料杆16’将被导致以图5所示的方式变形。然后，原料杆将进一步被压缩并被迫使填满一个空间，这个空间就是由两个半胎模31的扩口部35的底面和导套33的下表面包围而成的。具有一个锥形下表面21和一个平面形的上表面18的芯棒头17就以这种上述的方式得以成型，而且上述后一个表面与这样成型的芯棒的轴线垂直。导套33中的附加凹部40也将同时被这样压缩的和变形的原料杆所填满，从而也产生了一个矮的截锥形突起19，它与芯棒头17同心并且和芯棒头17的上表面18一体成形。截锥形突起19的上表面实质上是平整和平坦的，尽管冲杆的下端有可能使其出现点状的压花，这样的压花却不会影响盲铆钉的实际性能。还有一个优点就是导套33的倒角39使得被压缩的并且变形中的原料杆16’的最上端部分平滑地被引导到扩口部35当中。为了生产出质量可靠的芯棒头17，冲杆32仅进行一次冲压就足够了。这样的芯棒头不会出现任何裂纹或偏心，因为在冲压工艺过程中原料杆有防止失稳的措施。芯棒头17和它的截锥形突起19与芯棒本体16同轴。

现在已经很明显了，装置30可以安装在制钉机中而且大量地、经济地并廉价地生产图1所示的样子的芯棒15。

总之，这里提供的芯棒具有所述形状的芯棒头，因而施加在芯棒本体上的拉力可使得芯棒头均匀铆接和变形，不容易与铆钉本体相脱离。由于芯棒头具有锥形的或其它铆接表面，芯棒头的高度“H”是可减小的，铆钉本体的铆接长度可以减小到一个经济的范围内。在铆接作业完成之后，芯棒头就不再凸出过多，否则就削弱了它的装饰价值。芯棒头上的截锥形突起作为一个导向体可平滑地使芯棒头插入待连接物体上的贯通孔内。

这里提供的装置可以和任何制钉机在一起成功地结合使用以成批地生产廉价的芯棒，这是综上所述从各个方面概括的优点。

Claims (4)

1、一种和铆钉本体共同使用的芯棒，铆钉本体在其端部有一个凸缘形头部并且总体上说是圆筒形的，芯棒可插入铆钉本体以形成一种盲铆钉，其特征在于，该芯棒包括：

一个杆状的芯棒本体；和

一个芯棒头，该芯棒头和芯棒一体成形并具有一个平面形的上表面和一个曲面形的下表面，芯棒头的直径“D”与铆钉本体的外径实质上相等，芯棒头的高度“H”是芯棒本体直径“d”的大约80%～120%；

其中平面形的上表面与芯棒本体的轴线垂直，一个矮的截锥形突起与该上表面对中、向上延伸并且与该上表面一体成形，该截锥形突起具有一个直径为“d1”的端面，该直径“d1”略大于芯棒本体的直径“d”；

其中的下表面是锥形或类似形状的，当铆钉本体被铆接完毕之后，该下表面抵靠在铆钉本体的一端内，该下表面的直径沿朝向芯棒本体的方向呈减小的趋势从而当芯棒头被压向铆钉本体的一端时可以使芯棒头获得一个可自动对中的力。

2、如权利要求1所述的芯棒，其中的截锥形突起最好具有一个直径为“d2”的下周边，直径“d2”小于芯棒头的直径“D”。

3、一种制造芯棒的装置，所述芯棒与铆钉本体可组合形成一种盲铆钉，该装置包括：

两个半胎模;

每个半胎模具有一个半圆柱形的槽以牢牢地紧固住原料杆，芯棒本体就是由该原料杆制成的;

一个位于上部的、锥形的并与半圆柱形槽相连的扩口部;

该扩口部的直径沿着半胎模的上端方向呈增大趋势以形成芯棒头;

一个冲杆，它设置在两半胎模的上方，能够向下冲压紧固在两半胎模之间的原料杆;

一个导套，它设置在两半胎模之上并与两半胎模相接触;

一个导套中的贯通孔用于容纳冲杆;和

一个位于所述贯通孔下部的倒角周面，其中该倒角面形成了一个附加的凹部以使所述截锥形突起成型，该截锥形突起与芯棒头的上表面对中、向上延伸并与该上表面成形为一体。

4、如权利要求3所述的装置，其中的每个半圆柱面槽在槽下部的中间部位有一个略微凸起和一个尖凸起，略微凸起用于在芯棒本体上形成浅槽，尖凸起用于在芯棒本体上形成深槽，其中的浅槽用于形成一个鼓起部，该鼓起部可使得芯棒本体暂时地并且牢牢地保持在铆钉本体之中，其中的深槽用于使芯棒本体在该深槽处断开。

Images