CN114570836B - 一种金属板材无铆连接成形模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种金属板材无铆连接成形模具，包括上凸模、压边圈、凹模、下凸模和垫块，本发明还提供一种金属板材无铆连接成形方法包括以下步骤：1，将两块金属板材上下置于凹模上，压边圈向下运动压紧上、下金属板材，上凸模向下运动使上、下金属板材发生塑性变形，上金属板材嵌入下金属板材；2，上凸模、压边圈静止，下凸模向上运动挤压金属板材至下凸模上表面与垫块上表面相平，使上、下金属板材相互嵌入充分；3，上凸模、压边圈和下凸模复位，取出连接完成的金属板材，完成一次完整工序。本发明有效的降低了金属板材无铆连接接头的凸起高度，增大了接头的互锁值，提高了接头的整体强度。

Description

一种金属板材无铆连接成形模具及方法
技术领域
本发明涉及金属板材连接领域，特别是涉及一种金属板材无铆连接成形模具及方法。
技术背景
随着当今世界对节能、节材、环保等方面的要求提高，在金属板材连接领域，传统的自冲铆接和电阻点焊工艺由于增加自重、接头处易腐蚀和操作繁琐等问题，不符合当今社会的发展趋势。无铆连接工艺利用板材自身的塑性变形实现机械互锁，具有适用范围广、成本低、操作简单等优点，但目前的无铆连接工艺存在接头强度不足与接头凸起较高等问题，影响了产品的使用寿命与表面质量，逐渐难以满足实际生产需要。
因此，如何改变现有技术中，无铆连接接头强度不足以及接头凸起较高的现状，成为本领域技术人员亟待解决的问题
发明内容
本发明的目的是提供一种金属板材无铆连接成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高无铆连接接头的整体性能。
为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种金属板材无铆连接成形模具，主要包括上凸模、压边圈、凹模、下凸模和垫块，所述上凸模与压力机上方内缸体相连，所述压边圈与所述压力机上方外缸体相连，所述压边圈套装于上凸模外部且二者同轴设置且滑动相连，所述凹模、下凸模和垫块三者同轴设置，所述凹模与所述垫块固定在压力机上，所述下凸模与所述压力机下方缸体相连。
优选的，所述上凸模与所述压边圈、所述凹模与所述下凸模、、所述下凸模与所述垫块均采用间隙配合。
优选的，所述上凸模、凹模和下凸模采用模具钢材料制造，所述压边圈和所述垫块采用普通结构钢材料制造。
本发明还提供一种金属板材无铆连接成形方法，利用上述的一种金属板材无铆连接成形模具，包括以下步骤：
步骤一：将两块金属板材上下置于所述凹模上，所述压边圈向下运动压紧所述上、下金属板材，所述上凸模向下运动使所述上、下金属板材发生塑性变形，所述上金属板材嵌入所述下金属板材；
步骤二：所述上凸模与所述压边圈静止，所述下凸模向上运动挤压所述金属板材至所述下凸模上表面与所述垫块上表面相平，使所述上、下金属板材相互嵌入充分；
步骤三：所述上凸模、压边圈和下凸模复位，取出连接完成的金属板材，完成一次完整工序。
优选的，所述上凸模先复位，然后所述压边圈复位，最后所述下凸模复位。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明提供一种金属板材无铆连接成形模具，主要包括上凸模、压边圈、凹模、下凸模和垫块，所述上凸模与压力机上方内缸体相连，所述压边圈与所述压力机上方外缸体相连，所述压边圈套装于上凸模外部且二者同轴设置且滑动相连，所述凹模、下凸模和垫块三者同轴设置，所述凹模与所述垫块固定在压力机上，所述下凸模与所述压力机下方缸体相连。本发明还提供一种金属板材无铆连接成形方法：1，将两块金属板材上下置于凹模上，压边圈向下运动压紧上、下金属板材，上凸模向下运动使上、下金属板材发生塑性变形，上金属板材嵌入下金属板材；2，上凸模、压边圈静止，下凸模向上运动挤压金属板材至下凸模上表面与垫块上表面相平，使上、下金属板材相互嵌入充分；3，上凸模、压边圈和下凸模复位，取出连接完成的金属板材，完成一次完整工序。本发明有效降低了金属板材无铆连接接头的凸起高度，显著的提高了金属板材无铆连接接头的强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的一种金属板材无铆连接成形模具工作时的剖切结构示意图；
图2为本发明的一种金属板材无铆连接成形模具另一工作状态时的剖切结构示意图；
图3为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法成形时的板柸示意图；
图4为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法时步骤一结束后的示意图；
图5为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法成形完成后的示意图；
其中，1为上凸模，2为压边圈，3为凹模，4为下凸模，5为垫块，t0为上板材的厚度，t1为下板材的厚度，H0为步骤一结束后金属板材无铆连接接头高度，X0为步骤一结束后金属板材无铆连接接头互锁值，H1为步骤三结束后金属板材无铆连接接头高度，X1为步骤三结束后金属板材无铆连接接头互锁值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种金属板材无铆连接成形模具，以解决上述现有技术存在的问题。
请参考图1-5，其中，图1为本发明的一种金属板材无铆连接成形模具工作时的剖切结构示意图；图2为本发明的一种金属板材无铆连接成形模具另一工作状态时的剖切结构示意图；图3为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法成形时的板柸示意图；
图4为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法时步骤一结束后的示意图；图5为利用本发明的一种金属板材无铆连接成形方法成形后的示意图。
本发明还提供一种金属板材无铆连接成形方法，包括如下步骤：
步骤一：将两块金属板材上下置于所述凹模上，所述压边圈向下运动压紧所述上、下金属板材，所述上凸模向下运动使所述上、下金属板材发生塑性变形，所述上金属板材嵌入所述下金属板材；
步骤二：所述上凸模与所述压边圈静止，所述下凸模向上运动挤压所述金属板材至所述下凸模上表面与所述垫块上表面相平，使所述上、下金属板材相互嵌入充分；
步骤三：所述上凸模、压边圈和下凸模复位，取出连接完成的金属板材，完成一次完整工序。
在步骤一中，将厚度分别为t0、t1的上、下金属板材置于凹模3上，凹模3上设有定位销，保证上、下金属板材安放位置精确，上凸模1与压力机内缸体相连，压边圈2与压力机外缸体相连，压边圈2向下运动压紧上、下金属板料，上凸模1向下运动使上、下金属板材发生塑性变形，上金属板材嵌入下金属板材。成形的无铆连接接头凸起高度H0，互锁值为X0。
在步骤二中，压边圈与上凸模保持静止，下凸模在压力机下方缸体的带动下，上向运动至上死点，此时下凸模的上表面与垫块的上表面相平，成形的无铆连接接头凸起高度H1，互锁值为X1。其中H1<H0，X1>XO，及有效降低了金属板材无铆连接接头的高度，同时提高了接头的互锁值，改善了金属板材无铆连接接头的质量。
在步骤三中，压力机上方内缸体先带动上凸模复位，然后压力机上方外缸体带动压边圈复位，最后压力机下缸体带动下凸模复位，取出金属板材后，完成一次完整工序。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种金属板材无铆连接成形模具，其特征在于：包括上凸模、压边圈、凹模、下凸模和垫块，所述上凸模与压力机上方内缸体相连，所述压边圈与所述压力机上方外缸体相连，所述压边圈套装于上凸模外部二者同轴设置且滑动相连，所述凹模、下凸模和垫块三者同轴设置，所述下凸模套装于所述垫块外，所述凹模套装于所述下凸模外，所述垫块与所述凹模固定在压力机上，所述下凸模与所述压力机下方缸体相连。
2.根据权利要求1所述的一种金属板材无铆连接成形模具，其特征在于：所述上凸模与所述压边圈、所述凹模与所述下凸模、所述下凸模与所述垫块均采用间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种金属板材无铆连接成形模具，其特征在于：所述上凸模、凹模和下凸模采用模具钢材料制造，所述压边圈和所述垫块采用普通结构钢材料制造。
4.一种金属板材无铆连接成形方法，利用权利要求1-3任一项所述的一种金属板材无铆连接成形模具，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将两块金属板材上下置于所述凹模上，所述压边圈向下运动压紧所述上、下金属板材，所述上凸模向下运动使所述上、下金属板材发生塑性变形，所述上金属板材嵌入所述下金属板材；
步骤二：所述上凸模与所述压边圈静止，所述下凸模向上运动挤压所述金属板材至所述下凸模上表面与所述垫块上表面相平，使所述上、下金属板材相互嵌入充分；
步骤三：所述上凸模、压边圈和下凸模复位，取出连接完成的金属板材，完成一次完整工序。
5.根据权利要求4所述的一种金属板材无铆连接成形方法，其特征在于：步骤二中，所述下凸模行程达到上死点时，所述下凸模的上表面与所述垫块的上表面相平。
6.根据权利要求4所述的一种金属板材无铆连接成形方法，其特征在于：步骤三中，所述上凸模先复位，然后所述压边圈复位，最后所述下凸模复位。
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