CN113997038A - 一种自冲铆接模具及自冲铆接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自冲铆接模具，包括上模、送料机构，上模包括上板、设置于上板下方的下板；在上板下表面设置有座体；座体下部并排设有两个底部有敞开口的容置腔；在下板上、位于每个容置腔敞开口的正下方位置处设有下通孔；在每个上通孔内设有可在上通孔内上下移动的T型头的压杆；在每个下通孔内穿设有压头，压头可在下通孔内上下移动；压头内设有阶梯孔，且阶梯孔为通孔；压头的阶梯孔内穿设有T型头的销轴，所述销轴的两端分别可从压头的上下两端穿出，销轴上端与压杆下端抵接；送料机构可将自冲铆螺母输送至下通孔下端正下方。本发明可同时进行两个点的铆接，提高了工作效率，保证了板材铆接的平整度，自冲铆接得到的工件精度高。

Description

一种自冲铆接模具及自冲铆接设备
技术领域
本发明属于铆接设备技术领域，具体涉及一种自冲铆接模具及自冲铆接设备。
背景技术
自冲铆接本质为机械冷成型技术，其连接原理是通过冲头下行压迫螺母刺入板材，螺母在刺入板材的过程中向四周张开形成铆扣，在基板中形成一个永久性紧固结构，从而将基板紧紧连接在一起。
螺母结构形式多种多样，在用于汽车加强板铆接时，经常会用到如图1所示的螺母结构。图1所示螺母在与加强板连接时，需要用到自冲铆设备。现有技术的自冲铆设备在使用时存在如下缺陷：
1.一次只能进行一个点的铆接，效率低下；
2.螺母与板材连接后，板材易变形，不良率过高。
3.送料机构自动化程度差，且螺母定位不精准，导致自冲铆接后装配公差过大。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种自冲铆接模具，包括上模、送料机构，所述上模包括上板、设置于上板下方的下板、设置于上板和下板之间的弹性件；
上板和下板可上下相对运动，二者相互靠近时，弹性件储存弹性势能；
在上板下表面设置有座体，在座体上部并排开设有两个上通孔；座体下部并排设有两个底部有敞开口的容置腔；两个容置腔分别与两个上通孔一一对应，两个容置腔分别各自位于两个上通孔正下方，且均与其对应的上通孔连通；
在下板上、位于每个容置腔敞开口的正下方位置处设有下通孔；
在每个上通孔内设有可在上通孔内上下移动的T型头的压杆；
在每个下通孔内穿设有压头，所述压头可在下通孔内上下移动；压头的上端装配于容置腔内并可沿容置腔内壁上下移动，且不从容置腔脱出；压头上端与容置腔顶部之间留有间隙，压头可在容置腔内移动预设距离；
所述压头内设有阶梯孔，且阶梯孔为通孔；压头的阶梯孔内穿设有T型头的销轴，所述销轴的两端分别可从压头的上下两端穿出，销轴上端与压杆下端抵接；
压杆外壁套装有第一弹簧，所述第一弹簧上端与压杆的T型头抵接、下端与压头的上端面抵接；
销轴上部套装有第二弹簧，所述第二弹簧上端与销轴的T型头抵接、下端与阶梯孔的台阶抵接；
所述送料机构可将自冲铆螺母输送至下通孔下端正下方。
上述方案中，并排设计了两套压头，可同时铆接两个点，提高了工作效率。
进一步的，还包括设置于上板和下板之间的导向装置，所述导向装置为导向柱，导向柱分别设置于上板的四角；所述导向柱下端与下板固定连接，所述上板套设于导向柱上，且上板可沿导向柱滑动。
导向柱的作用在于对上板的运动进行导向。
优选的，所述弹性件为氮气弹簧，氮气弹簧至少设有两个，在上板和下板之间的空间内对称设置，并能保证上板和下板受力均衡。
进一步的，所述下通孔为阶梯孔，下通孔的上段内径大于下段内径，下通孔的上段内壁套装有中空的定位筒，定位筒内径与下通孔下段内径相同，所述定位筒套装于压头外壁。
上述方案中，定位筒用来保证压头在移动过程中的同轴度，以保证精装定位后铆接。
进一步的，所述下板底部设有压板，压板下表面可与待加工板料上表面贴合；
在压板上、位于每个下通孔的正下方开有两端敞开的过孔，所述上通孔、下通孔、过孔同轴；
所述送料机构可将自冲铆螺母送至于下通孔下端和过孔上端之间。
上述方案中，压板用于将代加工板料压住，防止铆接过程中板料受力后变形。
进一步的，所述送料机构包括输送管道、在下板下表面开设的T形输送槽、用于推送自冲铆螺母的推料机构；
所述T形输送槽有a、b、c三个端口，其中a、b端口在同一直线上；
所述输送管道的输出端与c端口对接，所述推料机构设置于b端口；
所述a端口设置于下通孔正下方，并与下通孔连通；a端口位于下通孔下端和过孔上端之间；
所述送料机构设有两套，两套送料机构沿下板的竖直中平面呈镜像对称分布。
上述方案中，送料机构设有两套，分别对不同的铆接工位进行送料，保证送料及时准确。
更进一步的，所述推料机构包括安装于下板上的伸缩气缸、设置于T形输送槽内的推料块；
所述推料块从b端插入，伸缩气缸的输出轴与推料块连接，可使推料块沿输送槽直线移动。
优选的，所述压板下表面设有可定位待加工板料的定位槽。设置定位槽的目的在于对代加工的板料在铆接动作前精准定位，保证铆接精度。
优选的，在ab段的输送槽上、正对c端口的位置开设有d端口，d端口处设有来料检测装置；
在输送管道上设有满料检测装置；
在下板的竖直中平面位置、位于输送槽内设有位置检测装置。
上述检测装置是现有技术中的装置，安装的目的是为了保证自动化过程中自冲铆螺母输送到位，达到位置精度要求，不发生空铆，保证生产连续性及成品精度。
同时，本发明还提供一种自冲铆接设备，包括本体、上模、下模、以及用于驱动上模运动的驱动机构，所述上模为上述自冲铆接模具，所述下模用于承载待加工板料；
所述驱动机构与上板连接。
本发明的显著效果是：
1.并排设计了两个压头，可同时进行两个点的铆接，提高了工作效率；
2.压板的设计，具有整形的作用，避免了自冲铆接时板材变形，保证了板材铆接的平整度。
3.设计了自动化程度高送料机构，配合检测装置，使得自冲铆螺母全自动化送料，且螺母定位精准，自冲铆接得到的工件精度高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为自冲铆螺母示意图。
图2为本发明的铆接模具正面结构示意图。
图3为本发明的铆接模具背面结构示意图。
图4为本发明的铆接模具剖视图。
图5为压头结构示意图。
图6为座体结构示意图。
图7为下板底部结构示意图。
图8为下板底部工作状态示意图。
图9为加工完成后的板料示意图。
图10为压板结构示意图。
图中：1-送料机构，2-上模，3-自冲铆螺母，4-待加工板料，5-推料机构；10-输送管道，11-输送槽，12-伸缩气缸，13-推料块，14-来料检测装置，15-满料检测装置，16-位置检测装置；21-上板，22-下板，23-弹性件，24-座体，25-上通孔，26-容置腔，27-下通孔，28-压杆，29-压头，30-销轴，31-第一弹簧，32-第二弹簧，33-导向柱，34-定位筒，35-压板，36-过孔。
具体实施方式
本案中平面定义如下：
下板上的一个平面可从竖直方向将下板等分为二，该平面即为中平面。
为了便于描述，各部件的相对位置关系(如：上、下、左、右、竖直、水平等)的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
如图1～10所示，一种自冲铆接模具，包括上模2、送料机构1，所述上模包括上板21、设置于上板21下方的下板22、设置于上板21和下板22之间的弹性件23。所述弹性件23为氮气弹簧。氮气弹簧至少设有两个，在上板21和下板22之间的空间内对称设置，并能保证上板21和下板22受力均衡。
上板21和下板22可上下相对运动，二者相互靠近时，弹性件23储存弹性势能。
在上板21下表面设置有座体24。在座体24上部并排开设有两个上通孔25。座体24下部并排设有两个底部有敞开口的容置腔26。两个容置腔26分别与两个上通孔25一一对应。两个容置腔26分别各自位于两个上通孔25正下方，且均与其对应的上通孔25连通。
在下板22上、位于每个容置腔26敞开口的正下方位置处设有下通孔27。
在座体24和上板21之间设有连接板。连接板将上通孔顶部封堵。
在每个上通孔25内设有可在上通孔25内上下移动的T型头的压杆28。
在每个下通孔27内穿设有压头29，所述压头29可在下通孔27内上下移动。压头29的上端装配于容置腔26内并可沿容置腔26内壁上下移动，且不从容置腔26脱出；压头29上端与容置腔26顶部之间留有间隙，压头29可在容置腔26内移动预设距离。
所述压头29内设有阶梯孔，且阶梯孔为通孔。压头29的阶梯孔内穿设有T型头的销轴30。所述销轴30的两端分别可从压头29的上下两端穿出，销轴30上端与压杆28下端抵接。
压杆28外壁套装有第一弹簧31。所述第一弹簧31上端与压杆28的T型头抵接、下端与压头29的上端面抵接。
销轴30上部套装有第二弹簧32。所述第二弹簧32上端与销轴30的T型头抵接、下端与压头29阶梯孔的台阶抵接。
所述送料机构1可将自冲铆螺母3输送至下通孔27下端正下方。
还包括设置于上板21和下板22之间的导向装置。所述导向装置为导向柱33，导向柱33分别设置于上板的四角。所述导向柱33下端与下板22固定连接。所述上板21套设于导向柱33上，且上板21可沿导向柱33滑动。
所述下通孔27为阶梯孔。下通孔27的上段内径大于下段内径。下通孔27的上段内壁套装有中空的定位筒34。定位筒34内径与下通孔27下段内径相同。所述定位筒34套装于压头29外壁。
所述下板22底部设有压板35。压板35下表面可与待加工板料4上表面贴合。所述压板15下表面设有可定位待加工板料4的定位槽。
在压板35上、位于每个下通孔27的正下方开有两端敞开的过孔36。所述上通孔25、下通孔27、过孔36同轴。
所述送料机构1可将自冲铆螺母3送至于下通孔27下端和过孔36上端之间。
所述送料机构1包括输送管道10、在下板22下表面开设的T形输送槽11、用于推送自冲铆螺母的推料机构5。
所述T形输送槽11有a、b、c三个端口，其中a、b端口在同一直线上。
所述输送管道10的输出端与c端口对接。所述推料机构5设置于b端口。
所述a端口设置于下通孔27正下方，并与下通孔27连通。a端口位于下通孔27下端和过孔36上端之间。
所述送料机构1设有两套，两套送料机构1沿下板22的竖直中平面呈镜像对称分布。
所述推料机构5包括安装于下板上的伸缩气缸12、设置于T形输送槽11内的推料块13。
所述推料块13从b端插入。伸缩气缸12的输出轴与推料块13连接，可使推料块13沿输送槽11直线移动。
在ab段的输送槽11上、正对c端口的位置开设有d端口。d端口处设有来料检测装置14。来料检测装置14优选为接近开关。
在输送管道10上设有满料检测装置15。
在下板22的竖直中平面位置、位于输送槽11内设有位置检测装置16。位置检测装置16优选为光纤传感器。
相应的，本实施例还提供一种自冲铆接设备，包括本体、上述方案中的上模2、下模(图中未示出)、以及用于驱动上模运动的驱动机构。所述下模用于承载待加工板料4。所述驱动机构与上板21连接。
本实施例的自冲铆接模具工作过程为：
上板21在驱动机构的作用下，沿导向柱33向下运动，氮气弹簧存储弹性势能。
座体24随上板21向下移动，压杆28在上通孔25内向下运动，压杆28迫使销轴30向下运动。此时由于压头29上端与容置腔26顶部之间留有间隙，压头29不动。
上板21向下运动的同时，送料机构1不断将自冲铆螺母3从输送管道10送入输送槽11中，来料检测装置14检测到自冲铆螺母3后，发出信号传递给推料机构5，推料块13沿输送槽11滑动，将自冲铆料螺母向a端口推送，当自冲铆输送到位后，位置检测装置16检测确认。
销轴30向下运动过程中会伸入自冲铆螺母3中心孔内，定好位置。当容置腔26顶部抵接时，座体24带动压头29向下运动，在压头29的作用下，自冲铆螺母3与代加工板料4自冲铆接。铆接过程中，代加工板料4被压板35压住，不会发生变形。
铆接完成后，上板21在氮气弹簧的作用下向上运动，从而带动座体24、压头29回程，在第一弹簧31和第二弹簧32作用下压杆28和销轴30复位。

Claims (10)

1.一种自冲铆接模具，其特征在于：包括上模(2)、送料机构(1)，所述上模包括上板(21)、设置于上板(21)下方的下板(22)、设置于上板(21)和下板(22)之间的弹性件(23)；
上板(21)和下板(22)可上下相对运动，二者相互靠近时，弹性件(23)储存弹性势能；
在上板(21)下表面设置有座体(24)，在座体(24)上部并排开设有两个上通孔(25)；座体(24)下部并排设有两个底部有敞开口的容置腔(26)；两个容置腔(26)分别与两个上通孔(25)一一对应，两个容置腔(26)分别各自位于两个上通孔(25)正下方，且均与其对应的上通孔(25)连通；
在下板(22)上、位于每个容置腔(26)敞开口的正下方位置处设有下通孔(27)；
在每个上通孔(25)内设有可在上通孔(25)内上下移动的T型头的压杆(28)；
在每个下通孔(27)内穿设有压头(29)，所述压头(29)可在下通孔(27)内上下移动；压头(29)的上端装配于容置腔(26)内并可沿容置腔(26)内壁上下移动，且不从容置腔(26)脱出；压头(29)上端与容置腔(26)顶部之间留有间隙，压头(29)可在容置腔(26)内移动预设距离；
所述压头(29)内设有阶梯孔，且阶梯孔为通孔；压头(29)的阶梯孔内穿设有T型头的销轴(30)，所述销轴(30)的两端分别可从压头(29)的上下两端穿出，销轴(30)上端与压杆(28)下端抵接；
压杆(28)外壁套装有第一弹簧(31)，所述第一弹簧(31)上端与压杆(28)的T型头抵接、下端与压头(29)的上端面抵接；
销轴(30)上部套装有第二弹簧(32)，所述第二弹簧(32)上端与销轴(30)的T型头抵接、下端与压头(29)阶梯孔的台阶抵接；
所述送料机构(1)可将自冲铆螺母(3)输送至下通孔(27)下端正下方。
2.根据权利要求1所述的自冲铆接模具，其特征在于：还包括设置于上板(21)和下板(22)之间的导向装置，所述导向装置为导向柱(33)，导向柱(33)分别设置于上板的四角；所述导向柱(33)下端与下板(22)固定连接，所述上板(21)套设于导向柱(33)上，且上板(21)可沿导向柱(33)滑动。
3.根据权利要求1所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述弹性件(23)为氮气弹簧，氮气弹簧至少设有两个，在上板(21)和下板(22)之间的空间内对称设置，并能保证上板(21)和下板(22)受力均衡。
4.根据权利要求1所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述下通孔(27)为阶梯孔，下通孔(27)的上段内径大于下段内径，下通孔(27)的上段内壁套装有中空的定位筒(34)，定位筒(34)内径与下通孔(27)下段内径相同，所述定位筒(34)套装于压头(29)外壁。
5.根据权利要求1所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述下板(22)底部设有压板(35)，压板(35)下表面可与待加工板料(4)上表面贴合；
在压板(35)上、位于每个下通孔(27)的正下方开有两端敞开的过孔(36)，所述上通孔(25)、下通孔(27)、过孔(36)同轴；
所述送料机构(1)可将自冲铆螺母(3)送至于下通孔(27)下端和过孔(36)上端之间。
6.根据权利要求5所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述送料机构(1)包括输送管道(10)、在下板(22)下表面开设的T形输送槽(11)、用于推送自冲铆螺母的推料机构(5)；
所述T形输送槽(11)有a、b、c三个端口，其中a、b端口在同一直线上；
所述输送管道(10)的输出端与c端口对接，所述推料机构(5)设置于b端口；
所述a端口设置于下通孔(27)正下方，并与下通孔(27)连通；a端口位于下通孔(27)下端和过孔(36)上端之间；
所述送料机构(1)设有两套，两套送料机构(1)沿下板(22)的竖直中平面呈镜像对称分布。
7.根据权利要求6所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述推料机构(5)包括安装于下板上的伸缩气缸(12)、设置于T形输送槽(11)内的推料块(13)；
所述推料块(13)从b端插入，伸缩气缸(12)的输出轴与推料块(13)连接，可使推料块(13)沿输送槽(11)直线移动。
8.根据权利要求5-7任一项所述的自冲铆接模具，其特征在于：所述压板(15)下表面设有可定位待加工板料(4)的定位槽。
9.根据权利要求7所述的自冲铆接模具，其特征在于：在ab段的输送槽(11)上、正对c端口的位置开设有d端口，d端口处设有来料检测装置(14)；
在输送管道(10)上设有满料检测装置(15)；
在下板(22)的竖直中平面位置、位于输送槽(11)内设有位置检测装置(16)。
10.一种自冲铆接设备，包括本体、上模(2)、下模、以及用于驱动上模运动的驱动机构，其特征在于：所述上模(2)为上述权利要求1-9任一项所述的自冲铆接模具，所述下模用于承载待加工板料(4)；
所述驱动机构与上板(21)连接。
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