CN205599858U - 一种激光加热有铆钉铆接装置 - Google Patents

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杨冠男
解东旋
敖文宏
徐纪栓
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    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/08—Riveting by applying heat, e.g. to the end parts of the rivets to enable heads to be formed
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Abstract

本实用新型公开了一种激光加热有铆钉铆接装置，涉及超高强钢板与铝合金板的铆接技术领域，包括复合冲头、压边圈和凹模。复合冲头由冲头主体、光纤管和凹透镜共同组成，所以叫做复合冲头，其中光纤管和凹透镜是安装在冲头主体上的。在压边圈的侧面开有上下通气孔和安装红外线测温仪的红外线测温仪孔。在加热前从下通气孔中往压边圈内部的中心孔内通入二氧化碳，与此同时空气被从上通气孔中赶出，防止了钢板在加热过程中被氧化。红外线测温仪可以实时监测钢板加热部位的温度。凹模是圆柱形结构件，但是在圆柱的上顶面开有环形凹槽型腔。复合冲头置于压边圈中的中心孔内为滑动连接，复合冲头、压边圈和凹模同轴布置。

Description

一种激光加热有铆钉铆接装置
技术领域
本实用新型涉及一种激光加热有铆钉铆接装置，涉及超高强钢板与铝合金板的铆接技术领域，通过往压边圈型腔里通入二氧化碳可以防止钢板在加热时被氧化，从而提高铆接件的表面质量，红外线测温仪可以实时监测加热部位的温度。
背景技术
随着能源问题越来越严重，汽车的轻量化技术快速发展。高强钢、超高强钢在车身上的应用是实现轻量化的重要途径。超高强钢板与铝合金板的连接越来越普遍，如何高质量的实现超高强钢板与铝合金板的连接成为现在研究的热点。
由于材料属性相差太大，所以焊接很困难；粘接剂虽然连接质量很好，但是中间晾干需要的时间很长，效率低下。通过铆接可以很好地实现超刚强钢板与铝合金板的连接。本实用新型通过在压边圈型腔里通二氧化碳气体，避免了钢板的表面被氧化，提高了铆接件的表面质量。
发明内容
本实用新型提供了一种激光加热有铆钉铆接装置，该装置不仅通过激光加热改变超高强钢板的成形性能，还通过二氧化碳保护钢板表面不被氧化，红外线测温仪还可以实时测量加热部位的温度。
本实用新型所采用的技术方案是：一种激光加热有铆钉铆接装置，包括复合冲头、压边圈和凹模。复合冲头置于压边圈中的中心孔内为滑动连接，复合冲头、压边圈和凹模同轴布置。
复合冲头包括光纤管、凹透镜和冲头主体。冲头主体为空心的圆柱形结构件，冲头主体空心圆孔内部螺纹装配光纤管和凹透镜，凹透镜装在光纤管底部，凹透镜距复合冲头下端面有一微小距离。
压边圈上有两个水平的相同的下通气孔，下通气孔上面是两个相同的倾斜的红外线测温仪孔，里面装入红外线测温仪，红外线测温仪孔上面是两个相同的倾斜的上通气孔。
凹模是顶面带有环形凹槽型腔的圆柱形结构件，凹模的环形凹槽型腔是由圆柱孔侧壁、底部平面和由圆锥面与圆球形顶面组成的中心处凸台组合形成的，底部平面与圆柱孔侧壁的底部之间采用圆角过渡，底部平面与圆锥面也采用圆角过渡，凸台的回转轴线与环形凹槽型腔的回转轴线共线。
本实用新型的有益效果：
通过往压边圈型腔里通入二氧化碳可以防止钢板在加热时被氧化，从而提高铆接件的 表面质量，红外线测温仪可以实时监测加热部位的温度。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本装置铆接前主视图的全剖视图；
图2为压边圈主视图的全剖视图；
图3为压边圈的俯视图；
图4为凹模主视图的全剖视图；
图5为铆接结束后主视图的全剖视图；
1、复合冲头；2、光纤管；3、凹透镜；4、压边圈；5、上通气孔；6、红外线测温仪孔；7、红外线测温仪；8、下通气孔；9、钢板；10、铝板；11、凹模。
具体实施方式
下面结合实例附图对本实用新型做进一步说明。
参阅图1，本实用新型所述的激光加热有铆钉铆接装置包括复合冲头1、压边圈4和凹模11。复合冲头1置于压边圈4中的中心孔内为滑动连接，复合冲头1压边圈4和凹模11同轴布置。
参阅图1，复合冲头1为空心的圆柱形结构件，外径范围为8～12mm，底部圆角半径范围为0.5～1mm。复合冲头1中心有空心圆孔，直径为2～4mm，内部螺纹装配光纤管2和凹透镜3，凹透镜3装在光纤管2底部，凹透镜3距复合冲头1下端面有一微小距离。
参阅图1、图2和图3，压边圈4为圆环体形结构件，在压边圈4的侧面，距离底部平面上方2～3mm高度上开有对称的两个水平下通气孔8，直径为6～8mm。在下通气孔8上方2～3mm处开有两个对称的倾斜的红外线测温仪孔6，与水平面夹角范围为30°～50°，直径为10～12mm，孔壁上加工螺纹，红外线测温仪7通过螺纹固定在孔内，且两个红外线测温仪7的回转轴线相交于压边圈4的底面中心处。加热时红外线测温仪7可以实时监测加热部位的温度。在红外线测温仪孔6上方2～3mm处开有两个对称的倾斜的上通气孔5，与水平面夹角范围为60°～75°，直径为10～12mm。加热前从下通气孔8往压边圈4型腔里通入二氧化碳，由于二氧化碳的摩尔质量比空气的摩尔质量大，所以型腔中的空气从上通气孔5中被赶出来，这样激光加热时超高强钢板9就不会被氧化。
参阅图4，凹模11为顶面带有环形凹槽型腔的圆柱形结构件，凹模的环形凹槽型腔是由圆柱孔侧壁、底部平面和由圆锥面与圆球形顶面组成的中心处凸台组合形成的。凹模11型腔的结构形状会迫使铆钉在侵入板料时腿部能够更好地张开，从而使上面的超高强钢板9与下面的铝合金板10形成机械互锁结构。
实施例
参阅图1，本实用新型所述的激光加热有铆钉铆接装置包括复合冲头1、压边圈4和 凹模11。
复合冲头1置于压边圈4的中心孔内为滑动连接，复合冲头1、压边圈4和凹模11的回转轴线共线，即同轴布置。
参阅图1，复合冲头1为空心的圆柱形结构件，外径为10mm，底部圆角半径为0.5mm。复合冲头1中心有空心圆孔，直径为3mm，内部螺纹装配光纤管2和凹透镜3，凹透镜3装在光纤管2底部，凹透镜3距复合冲头1下端面1mm。复合冲头1底面的初始位置距超高强钢板9为40mm。
参阅图1，压边圈4的底部有两个水平的下通气孔8，直径为6mm，在下通气孔8上方2mm处开有两个对称的倾斜的红外线测温仪孔6，与水平面夹角范围为45°，直径为10mm，孔壁上加工螺纹，红外线测温仪7通过螺纹固定在孔内，且两个红外线测温仪7的回转轴线相交于压边圈4的底面中心处。在红外线测温仪孔6上方2mm处开有两个对称的倾斜的上通气孔5，与水平面夹角范围为75°，直径为10mm。加热前先往压边圈4型腔里通入二氧化碳，型腔中的空气从上通气孔5中流出，型腔中充满了二氧化碳。复合冲头1中的凹透镜3选择合适的焦距为30mm，光纤管2通电输出激光给超高强钢板9中心的铆接部位加热。与此同时红外线测温仪孔6中的红外线测温仪7实时监测超高强钢板9中心部位的温度，当达到900～950℃时停止加热。
用送钉机构将提前冷却的铆钉送入模具中，所用铆钉为半空心沉头铆钉，驱动复合冲头1下行。由于超高强钢板9通过加热已经改变了成形性能，所以铆钉很容易刺穿超高强钢板9。随着铝合金板10流入凹模11的型腔中，铆钉的管状腿部也开始向外扩张。凹模11的型腔迫使铆钉的管状腿部扣入铝合金板10内，铆钉在复合冲头1和凹模11的共同作用下向周边翻开形成铆扣，形成机械内锁结构，整个铆接过程结束。

Claims (1)

1.一种激光加热有铆钉铆接装置，其特征在于：包括复合冲头、压边圈和凹模：复合冲头包括光纤管、凹透镜和冲头主体，冲头主体为空心的圆柱形结构件，冲头主体空心圆孔内部螺纹装配光纤管和凹透镜，凹透镜装在光纤管底部，凹透镜距复合冲头下端面有一微小距离；压边圈为圆环体形结构件，压边圈侧面有两个水平的相同的下通气孔，下通气孔上面是两个相同的倾斜的红外线测温仪孔，里面装入红外线测温仪，红外线测温仪孔上面是两个相同的倾斜的上通气孔；凹模是顶面带有环形凹槽型腔的圆柱形结构件，凹模的环形凹槽型腔是由圆柱孔侧壁、底部平面和由圆锥面与圆球形顶面组成的中心处凸台组合形成的，底部平面与圆柱孔侧壁的底部之间采用圆角过渡，底部平面与圆锥面也采用圆角过渡，凸台的回转轴线与环形凹槽型腔的回转轴线共线；复合冲头置于压边圈中的中心孔内为滑动连接，复合冲头、压边圈和凹模同轴布置。
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