CN214349391U - 热铆接合结构、热铆压头和热铆机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种热铆接合结构、热铆压头和热铆机，热铆接合结构(10)，其包括：热铆元件(20)，其具有从热铆元件(20)的主体部分延伸的热铆柱(22)；适配的热铆孔(30)，其从背向热铆元件(20)的主体部分的孔开口表面(32)朝向热铆元件(20)的主体部分延伸；所述热铆柱(22)适于被接收在适配的热铆孔(30)中，并具有热压表面(26)。在热铆接合结构(10)的最终构型中，所述热铆柱(22)的热压表面(26)形成为凹面结构。通过根据本实用新型的热铆接合结构，能够在提高热铆接合结构的抗断裂能力和接合质量、改善接合空间的利用、提高热铆压头的使用寿命和/或节省接合结构的材料和设备成本等方面提供益处。

Description

热铆接合结构、热铆压头和热铆机

技术领域

本实用新型涉及一种热铆接合结构，以及相应的热铆压头和热铆机。

背景技术

在热铆接合过程中，热铆元件的热铆柱被加热，并经历受压变形过程，以形成热铆接合结构。

热铆接合结构通常会经受一定程度的断裂力。为此，采用热铆接合结构的产品可通过增加热铆元件的数量来提高抵抗断裂的能力。然而，这受到产品所能够提供的接合空间的限制。甚至在需要的情况下，热铆接合也可能被替换为其他接合工艺，比如胶合、螺纹连接等。

如果能够增加单个接合部位的抗断裂能力，则可以有效地减少热铆元件的数量，从而节省设备和材料成本。

在现有的热铆接合结构中，热铆柱被加热受压而变形成“蘑菇形”构型。这种蘑菇形构型在蘑菇顶的弧形和热铆柱的体积等方面都易受影响，从而不容易进行精确控制。同时，热铆柱的材料在热铆接合过程中会发生溢流，从而导致不期望的接合结果。例如，溢流出的材料可能被热铆压头牵拉而形成碎裂边缘。此外，需要对热铆压头进行定期维护，以更新压头表面层。

因此，期望提供一种热铆接合结构，以至少部分地避免上述缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热铆接合结构，其能够在提高热铆接合结构的抗断裂能力和接合质量、改善接合空间的利用、提高热铆压头的使用寿命和/或节省接合结构的材料和设备成本等方面提供益处，从而解决现有技术的至少部分问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种热铆接合结构，其包括：热铆元件，其具有从热铆元件的主体部分延伸的热铆柱；以及适配的热铆孔，其从背向热铆元件的主体部分的孔开口表面朝向热铆元件的主体部分延伸；所述热铆柱适于被接收在适配的热铆孔中，并具有热压表面，其中，在热铆接合结构的最终构型中，所述热铆柱的热压表面形成为凹面结构。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述热铆柱的热压表面至少部分地沉入到热铆孔的孔开口表面之下；和/或所述热铆孔在朝着孔开口表面的方向上逐渐扩大；和/或所述热铆柱是空心铆钉结构，所述空心铆钉结构的空心部分的底部高于热铆柱的底部。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述凹面结构为圆锥形凹面、截头圆锥形凹面或凹球面，和/或所述热铆孔具有倒置截头圆锥形状。

根据本实用新型的一个可选实施例，在热铆接合结构的最终构型中，所述热铆柱具有围绕其初始轮廓的变形填充部分。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述变形填充部分在热铆柱的高度的至少一部分上相对于热铆柱的初始轮廓横向向外填充。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述变形填充部分至少部分地填充到热铆孔与热铆柱的初始轮廓之间的间隙中；和/或所述变形填充部分具有至少部分地高出孔开口表面的外圆柱形部分。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述热铆接合结构还包括待连接构件，其中，热铆孔是形成在待连接构件中的通孔；和/或所述热铆柱由塑料制成。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种热铆压头，其具有压头表面，其中，所述压头表面形成为凸面结构，所述凸面结构与根据本实用新型的一个方面所述的热铆接合结构的热铆元件的热铆柱的凹面结构适配。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述凸面结构为圆锥形凸面、截头圆锥形凸面或凸球面；和/或所述热铆压头附加地包括缓冲支撑部，所述缓冲支撑部在所述热铆压头的侧向外周上形成。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种热铆机，其具有根据本实用新型的一个方面所述的热铆压头。

通过根据本实用新型的热铆接合结构，能够有利地提高热铆接合质量，合理利用接合空间，也可在热铆压头的使用寿命和/或材料和设备成本等方面做出改进。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本实用新型，可以更好地理解本实用新型的原理、特点和优点。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型的热铆接合结构的一个实施例；

图2示意性地示出了在热铆接合过程之前根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的一个实施例；

图3示意性地示出了在热铆接合过程中根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的一个实施例；

图4示意性地示出了在热铆接合过程之前根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的另一实施例；

图5示意性地示出了在热铆接合过程中根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的另一实施例；

图6-图8示出了热铆压头的另外的实施例。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而不是用于限定本实用新型的保护范围。

图1示出了根据本实用新型的热铆接合结构10的一个实施例。在图1所示的实施例中，热铆接合结构10包括热铆元件20和适配的热铆孔30。

热铆元件20具有从热铆元件20的主体部分延伸的热铆柱22。热铆柱22可与热铆元件20一体形成。热铆柱22适于被接收在适配的热铆孔30中。

热铆孔30从背向热铆元件20的主体部分的孔开口表面32朝向热铆元件20的主体部分延伸。根据本实用新型的一个示例性实施例，热铆孔30在朝着孔开口表面32的方向上逐渐扩大。在图1所示的实施例中，热铆孔30具有倒置截头圆锥形状。热铆孔30的形状也可以根据应用情况来设计。

热铆柱22的初始形状通常为柱形，例如圆柱形。图1以虚线示出了热铆柱22的初始轮廓的至少一部分。在热铆接合过程中，热铆柱22被传递热量并受压变形至最终构型，从而与热铆孔30接合。图1示出了热铆柱22在热铆接合结构10中的最终构型，其中，热铆柱22具有热压表面26。

根据本实用新型的一个示例性实施例，在热铆接合结构10的最终构型中，热铆柱22的热压表面26形成为凹面结构。

根据本实用新型的一个示例性实施例，热铆柱22的热压表面26至少部分地沉降到孔开口表面32之下。根据图1所示的示例性实施例，热铆柱22的热压表面26完全地沉降到孔开口表面32之下。

根据本实用新型的一个示例性实施例，热铆接合结构10还可附加地包括待连接构件40。因此，热铆孔30可以是形成在待连接构件40中的通孔。孔开口表面32可以是待连接构件40的背向热铆元件20的主体部分的表面。

热铆柱22由热塑性材料制成。根据本实用新型的一个示例性实施例，热铆柱22由塑料制成。

热铆元件20整体上可由与热铆柱22相同的材料制成。

待连接构件40可以是金属构件。

图2示意性地示出了在热铆接合过程之前根据本实用新型的热铆接合结构10和热铆压头60的一个实施例。热铆压头60包括压头本体62和压头端64。压头端64的形状和尺寸被设计成能够至少部分地伸入到热铆孔30中。

压头端64具有压头表面66。

在图2所示的实施例中，热铆柱22是空心铆钉结构。该空心铆钉结构的空心部分的底部可高于热铆柱22的底部。这可有利于热铆柱22在热铆接合过程中到热铆孔30中的填充，从而也可有利于整体的热铆接合质量。根据本实用新型的一个示例性实施例，该空心铆钉结构的空心部分的底部比热铆柱22的底部高出的高度达到热铆柱22的总高度的一半以下，尤其约三分之一。热铆柱22的具体结构也可以根据情况来选择。

图3示意性地示出了在热铆接合过程中根据本实用新型的热铆接合结构10和热铆压头60的一个实施例。

为了进行热铆接合，热铆柱22被接收在热铆孔30中。在具有待连接构件40的情况下，待连接构件40定位在热铆元件20上。在热铆接合过程中，通过将热量传递给热铆柱22而将热铆柱22熔融。然后，热铆压头60将熔融的热铆柱22压至期望的程度，从而使热铆柱22变形而与热铆孔30形成热铆接合。

在最终构型中，热铆柱22的与热铆压头60的压头表面66接触的部分形成热压表面26。

如上所述，在热铆接合结构10的最终构型中，热铆柱22的热压表面26形成为凹面结构。相应地，压头表面66形成为凸面结构，所述凸面结构与热压表面26的凹面结构适配。

根据本实用新型的一个示例性实施例，热压表面26的凹面结构为圆锥形凹面、截头圆锥形凹面或凹球面。

根据本实用新型的一个示例性实施例，压头表面66的凸面结构为圆锥形凸面、截头圆锥形凸面或凸球面。

根据本实用新型的一个示例性实施例，在热压表面26的凹面结构为圆锥形凹面的情况下，热压表面26的圆锥形凹面的锥角大于热铆孔30的倒置截头圆锥形状的锥角。

相对于部分地以虚线示出的热铆柱22的初始轮廓来说，受压变形后的热铆柱22具有围绕初始轮廓的变形填充部分28。变形填充部分28可在热铆柱22的高度的至少一部分上相对于热铆柱22的初始轮廓横向向外填充。在热铆接合结构10的最终构型中，变形填充部分28也可在热铆柱22的整个高度上相对于热铆柱22的初始轮廓横向向外填充。

变形填充部分28可至少部分地填充到热铆孔30中，尤其是至少部分地填充到热铆孔30与热铆柱22的初始轮廓之间的间隙中。

根据本实用新型的一个示例性实施例，变形填充部分28可完全地填充到热铆孔30中，尤其是完全填充到热铆孔30与热铆柱22的初始轮廓之间的间隙中。

图4示意性地示出了在热铆接合过程之前根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的另一实施例。在图4所示的实施例中，热铆压头60附加地包括缓冲支撑部65。热铆压头60的缓冲支撑部65可以在热铆压头60的侧向外周上形成。

根据本实用新型的一个示例性实施例，热铆压头60的缓冲支撑部65形成为围绕压头端64的圆筒形部分。

根据图4所示的实施例，缓冲支撑部65与压头本体62一体地形成。缓冲支撑部65也可以形成为单独的部件。

缓冲支撑部65适于在热铆接合过程中抵靠孔开口表面32。于是，在热铆接合过程中，在具有缓冲支撑部65的情况下，可以通过缓冲支撑部65来限定热铆压头60相对于热铆接合结构10的最终定位。根据图4所示的示例性实施例，在最终定位下，热铆压头60的压头端64可至少部分地伸入到热铆孔30中。根据本实用新型的一个示例性实施例，缓冲支撑部65与压头端64限定出一凹腔。根据图4所示的实施例，在热铆接合过程中，受压变形后的热铆柱22可至少部分地填充到该凹腔中。

图5示意性地示出了在热铆接合过程中根据本实用新型的热铆接合结构和热铆压头的另一实施例。根据图5所示的实施例，热铆柱22的变形填充部分28附加地具有至少部分地高出孔开口表面32的外圆柱形部分24。该外圆柱形部分24可至少部分地填充到由缓冲支撑部65与压头端64所限定出的凹腔中。外圆柱形部分24可以是变形填充部分28的侧向最外周部分。通过形成该外圆柱形部分24，可以为后续加工工艺提供辅助结构，例如以便用于辅助定位等。

图6-图8示出了热铆压头的另外的实施例。

在图6所示的实施例中，热铆压头60的压头端64附加地包括柱形部分68。柱形部分68可靠近压头本体62形成。在图7所示的实施例中，热铆压头60的压头表面66的凸面结构为截头圆锥形凸面。在图8所示的实施例中，热铆压头60的压头表面66的凸面结构为凸球面。在实践中，热铆压头60的形状和尺寸能够根据所需的热铆接合结构的几何形状来进行选择。

根据本实用新型的热铆接合结构10可应用于车辆的零部件设计中，例如用于移动车辆构件的电机中。根据本实用新型，通过改进热铆接合结构10的构型，尤其是热铆柱22和适配的热铆孔30的几何形状，热铆接合可应用更大的铆钉，且抗断裂性也更强。因此，可以节省用于实施热铆接合的设备成本。此外，如果能够应用强度更大的热铆接合来代替例如胶合、螺纹连接等，也将会在材料和零件等方面降低成本。

尽管这里详细描述了本实用新型的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本实用新型的范围构成限制。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种热铆接合结构(10)，其包括：

热铆元件(20)，其具有从热铆元件(20)的主体部分延伸的热铆柱(22)；以及

适配的热铆孔(30)，其从背向热铆元件(20)的主体部分的孔开口表面(32)朝向热铆元件(20)的主体部分延伸，

其中，所述热铆柱(22)适于被接收在适配的热铆孔(30)中，并具有热压表面(26)，

其特征在于，在热铆接合结构(10)的最终构型中，所述热铆柱(22)的热压表面(26)形成为凹面结构。

2.根据权利要求1所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，

所述热铆柱(22)的热压表面(26)至少部分地沉入到热铆孔(30)的孔开口表面(32)之下；和/或

所述热铆孔(30)在朝着孔开口表面(32)的方向上逐渐扩大；和/或

所述热铆柱(22)是空心铆钉结构，所述空心铆钉结构的空心部分的底部高于热铆柱(22)的底部。

3.根据权利要求2所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，

所述凹面结构为圆锥形凹面、截头圆锥形凹面或凹球面；和/或

所述热铆孔(30)具有倒置截头圆锥形状。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，在热铆接合结构(10)的最终构型中，所述热铆柱(22)具有围绕其初始轮廓的变形填充部分(28)。

5.根据权利要求4所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，所述变形填充部分(28)在热铆柱(22)的高度的至少一部分上相对于热铆柱(22)的初始轮廓横向向外填充。

6.根据权利要求5所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，

所述变形填充部分(28)至少部分地填充到热铆孔(30)与热铆柱(22)的初始轮廓之间的间隙中；和/或

所述变形填充部分(28)具有至少部分地高出孔开口表面(32)的外圆柱形部分(24)。

7.根据权利要求1-3、5、6中任一项所述的热铆接合结构(10)，其特征在于，

所述热铆接合结构(10)还包括待连接构件(40)，其中，热铆孔(30)是形成在待连接构件(40)中的通孔；和/或

所述热铆柱(22)由塑料制成。

8.一种热铆压头(60)，其具有压头表面(66)，其特征在于，所述压头表面(66)形成为凸面结构，所述凸面结构与根据权利要求1-7中任一项所述的热铆接合结构(10)的热铆元件(20)的热铆柱(22)的凹面结构适配。

9.根据权利要求8所述的热铆压头(60)，其特征在于，

所述凸面结构为圆锥形凸面、截头圆锥形凸面或凸球面；和/或

所述热铆压头(60)附加地包括缓冲支撑部(65)，所述缓冲支撑部(65)在所述热铆压头(60)的侧向外周上形成。

10.一种热铆机，其具有根据权利要求8或9所述的热铆压头(60)。

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