CN111749965A - 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 - Google Patents
一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111749965A CN111749965A CN202010749280.1A CN202010749280A CN111749965A CN 111749965 A CN111749965 A CN 111749965A CN 202010749280 A CN202010749280 A CN 202010749280A CN 111749965 A CN111749965 A CN 111749965A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rivet
- head
- carbon fiber
- composite material
- fiber composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
- F16B19/08—Hollow rivets; Multi-part rivets
- F16B19/10—Hollow rivets; Multi-part rivets fastened by expanding mechanically
- F16B19/1027—Multi-part rivets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
- F16B2019/045—Coated rivets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
本发明涉及铆钉技术领域，具体地说是一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉。一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，包括铆钉杆、铆钉头，其特征在于：所述的铆钉头为圆盘形结构，铆钉头的上端面为平面，铆钉头的下端面为平面或者带有一定角度的圆弧面；铆钉头的下端连接铆钉杆的顶部，所述的铆钉杆的外侧为圆柱形结构，铆钉杆的底部内侧为圆锥体结构的焊接头，位于焊接头外缘设有铆钉铆腿。同现有技术相比，提供一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，结构简单，成本低，效率高，连接强度高，并且无需特殊设备，可实现金属和碳纤维复合材料的有效连接。
Description
技术领域
本发明涉及铆钉技术领域，具体地说是一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉。
背景技术
随着《国家第六阶段机动车污染物排放标准》的发布与实施，在环境保护和节能降耗法规要求日趋严格的当下，轻量化已成为中国汽车产业发展的重要方向，也是必然趋势。
碳纤维复合材料具有其他材料不可比拟的比强度和比模量，具有得天独厚的轻量化优势，因此以碳纤维复合材料为基材的零部件将更多的应用到汽车车身生产中。但碳纤维复合材料与目前大量采用的金属材料（特别是第三代高强钢）的连接是主要难题。
鉴于此，本发明提供一种连接金属和碳纤维复合材料的新型铆钉，再借助现有车身零件生产中常用的连接设备，即可实现金属和碳纤维复合材料的有效连接。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，结构简单，成本低，效率高，连接强度高，并且无需特殊设备。
为实现上述目的，设计一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，包括铆钉杆、铆钉头，其特征在于：所述的铆钉头为圆盘形结构，铆钉头的上端面为平面，铆钉头的下端面为平面或者带有一定角度的圆弧面；铆钉头的下端连接铆钉杆的顶部，所述的铆钉杆的外侧为圆柱形结构，铆钉杆的底部内侧为圆锥体结构的焊接头，位于焊接头外缘设有铆钉铆腿。
所述的铆钉头的下端面为带有一定角度的圆弧面，角度为5°~8°。
所述的铆钉头的下端面为平面，并且平面上围绕铆钉杆的外缘均布设有若干齿状型凸台。
所述的铆钉铆腿的外侧设有倒角，铆钉铆腿的内侧设有圆弧面，并且铆钉铆腿内侧的圆弧面的弧度与焊接头的圆弧面的弧度相切。
所述的铆钉杆的外侧表面涂覆隔热涂层，所述的隔热涂层为特氟龙涂料。
本发明同现有技术相比，提供一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，结构简单，成本低，效率高，连接强度高，并且无需特殊设备，可实现金属和碳纤维复合材料的有效连接。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明结构剖视图。
图3为铆钉铆腿结构局部剖视图。
图4为铆钉头承面带齿状型凸台结构示意图。
图5为铆钉铆接完成后剖视图。
参见图1，图4，1为铆钉头，2为焊接头，3为铆钉铆腿，4为铆钉杆，5为齿状型凸台。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1至图5所示，铆钉头1为圆盘形结构，铆钉头1的上端面为平面，铆钉头1的下端面为平面或者带有一定角度的圆弧面；铆钉头1的下端连接铆钉杆4的顶部，所述的铆钉杆4的外侧为圆柱形结构，铆钉杆4的底部内侧为圆锥体结构的焊接头2，位于焊接头2外缘设有铆钉铆腿3。
铆钉头1的下端面为带有一定角度的圆弧面，角度为5°~8°。
铆钉头1的下端面为平面，并且平面上围铆钉杆4的外缘均布设有若干齿状型凸台5。
铆钉铆腿3的外侧设有倒角，铆钉铆腿3的内侧设有圆弧面，并且铆钉铆腿3内侧的圆弧面的弧度与焊接头2的圆弧面的弧度相切。
铆钉杆4的外侧表面涂覆隔热涂层，所述的隔热涂层为特氟龙涂料。
铆钉头1上端面为平面，下端面为承面，承面带一定角度，便于更好和板料贴合；铆钉杆4外侧为圆柱形，表面涂覆隔热涂层，减少焊接过程中电阻热传导，保护碳纤维板料；铆钉铆腿3前端内外两侧倒斜角，便于穿透板料，内侧斜角为圆弧面，与铆钉杆4内侧的焊接头2的圆弧面相切；焊接头2部分为圆锥体，顶点距根部的垂直距离为0.5mm左右。
本发明的铆钉构造实现了与碳纤维板料的铆接，与金属材料的焊接，从而实现了碳纤维复合材料与金属材料的有效连接。
铆钉头1下端面的承面上，还可设计成带齿状型凸台5，来代替圆弧面的承面结构，如图4所示，一方面可以提高铆钉头1的强度，保证冲头力有效传递到连接部位，同时使铆钉铆入后具有一定的防转能力。
本发明的铆钉，铆钉头1的直径D1≥10mm，优选地D1=12mm；铆钉头1端面角度α≤8°，优选地α=5°；铆钉杆4的直径D3≤8mm，优选地D3=8mm；铆钉铆腿3的外侧端面为尖角造型，外侧倒角C≤0.2mm，优选地C=0.1mm，内侧倒角与焊接头2的圆弧面相切，该优选造型保证冲压力有效传递到铆钉与板材接触面，推动铆钉穿透板料。焊接头高L4≤1mm，优选地L4=0.5mm。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
压铆分为三个阶段：夹紧阶段，压机压边圈向下压紧碳纤维板料，紧固件在冲头的驱动作用下对板料进行预压紧，此时，铆钉铆腿3和板料上表面接触；冲裁阶段，紧固件穿透碳纤维板料，铆钉铆腿3在专用模具内发生塑性变形，紧固件腿部向周围不断扩张；压铆完成阶段，铆钉头1和板料紧密接触且平齐，此时铆钉铆腿3形成内部互锁结构，与板料形成机械互锁结构，同时焊接头2凸出板料底部，为后续焊接做准备。
焊接阶段：将装配好的组件和碳纤维复合材料零件通过人工或机器人搬运固定在焊接夹具上；通过车身用电阻点焊设备，紧固件焊接头在电阻热的作用下工件接触处熔化，冷却后形成熔核，从而实现碳纤维零件、紧固件、金属材料三者的有效连接，如图5所示。
Claims (5)
1.一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，包括铆钉杆、铆钉头，其特征在于：所述的铆钉头（1）为圆盘形结构，铆钉头（1）的上端面为平面，铆钉头（1）的下端面为平面或者带有一定角度的圆弧面；铆钉头（1）的下端连接铆钉杆（4）的顶部，所述的铆钉杆（4）的外侧为圆柱形结构，铆钉杆（4）的底部内侧为圆锥体结构的焊接头（2），位于焊接头（2）外缘设有铆钉铆腿（3）。
2.根据权利要求1所述的一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，其特征在于：所述的铆钉头（1）的下端面为带有一定角度的圆弧面，角度为5°~8°。
3.根据权利要求1所述的一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，其特征在于：所述的铆钉头（1）的下端面为平面，并且平面上围铆钉杆（4）的外缘均布设有若干齿状型凸台（5）。
4.根据权利要求1所述的一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，其特征在于：所述的铆钉铆腿（3）的外侧设有倒角，铆钉铆腿（3）的内侧设有圆弧面，并且铆钉铆腿（3）内侧的圆弧面的弧度与焊接头（2）的圆弧面的弧度相切。
5.根据权利要求1所述的一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉，其特征在于：所述的铆钉杆（4）的外侧表面涂覆隔热涂层，所述的隔热涂层为特氟龙涂料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010749280.1A CN111749965A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010749280.1A CN111749965A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111749965A true CN111749965A (zh) | 2020-10-09 |
Family
ID=72712608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010749280.1A Pending CN111749965A (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111749965A (zh) |
-
2020
- 2020-07-30 CN CN202010749280.1A patent/CN111749965A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203578591U (zh) | 一种改善铆接接头质量的无铆钉铆接装置 | |
| CN101920302A (zh) | 电致塑性自冲铆接装置 | |
| CN108555219B (zh) | 一种半空心铆钉的自冲铆接装置及自冲铆方法 | |
| CN102784841B (zh) | 一种组合式精密钣金冲压铆接模具 | |
| CN210525868U (zh) | 一种基于脉冲电流的碳纤维复合材料板与铝合金板之间的无铆钉铆接装置 | |
| CN201027754Y (zh) | 铆接塑性金属板材的自冲铆钉 | |
| CN204209052U (zh) | 传动轴节叉轴终锻模具 | |
| CN212360430U (zh) | 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 | |
| CN110281000B (zh) | 冲翻铆螺母与冲翻铆螺母装配设备 | |
| CN111749965A (zh) | 一种用于连接金属和碳纤维复合材料的铆钉 | |
| CN213944755U (zh) | 一种双头电磁自冲铆枪 | |
| CN210632775U (zh) | 自卸料无铆钉铆接模具 | |
| CN211102597U (zh) | 冲翻铆螺母与冲翻铆螺母装配设备 | |
| CN213079758U (zh) | 一种半球形零部件拉深冲压模具 | |
| CN110560552B (zh) | 一种异种板料冲孔、铆接一体化装置及其工作方法 | |
| CN201361677Y (zh) | 风机主轴复合模具 | |
| CN204942196U (zh) | 一种自冲铆接用铆钉 | |
| CN208643840U (zh) | 一种汽车零部件用铆接模具 | |
| CN103615147A (zh) | 一种锁具空心执手及其制造方法 | |
| CN210387403U (zh) | 一种用于开式固定台压力机上热锻组合模具 | |
| CN202613725U (zh) | 空调安装板的联接结构 | |
| CN207425504U (zh) | 一种新型叠铆微铁芯 | |
| CN208131898U (zh) | 方向机螺栓的精锻成型模具 | |
| CN217798300U (zh) | 一种压铆螺栓的翻孔模具 | |
| CN210957029U (zh) | 一种压铆式触头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |