(10)申请公布号 CN 102784841 A
(43)申请公布日 2012.11.21C N 102784841 A
*CN102784841A*
(21)申请号 201210238226.6
(22)申请日 2012.07.11
B21D 37/10(2006.01)
B21D 39/02(2006.01)
(71)申请人江苏大学
地址212013 江苏省镇江市京口区学府路
301号
(72)发明人陈炜 赵昊 张杨 刘政 陈志峰
(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限
公司 32200
代理人
楼高潮
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种组合式精密钣金冲压铆接模
具，属于机械工程中的压力变形连接与模具技术
领域。它包括后置式导柱导套的导向装置和精密
上下模，以实现精密的冲压铆接工艺，提高钣金件
在模具中的装卸效率。本发明可以克服铆接点
不对称、铆接空隙、铆接点易拉脱等质量缺陷，实
现单道次无剪切冲压铆接工艺，形成高强度、高刚
度、旋转对称、受力均匀的铆接点，提高铆接点的
接点更加美观。该模具凸模所需的冲压力相对较
小，使模具适用于通用冲床。模具结构简单，操作
方便，节省安装和调试工时，提高劳动生产率，进
而提高经济效益。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页
1/1页
1.一种组合式精密钣金冲压铆接模具，所述模具包括: 上模组件Ⅰ、下模组件Ⅱ和模架，模架包括：模柄、上模座、下模座、导套和导柱，上模座合下模座通过导套和导柱连接；模柄固定在上模座上，其特征在于：上模组件Ⅰ包括凸模、凸模套、弹簧、弹簧套和压边圈；下模组件Ⅱ包括挡板、调节螺钉、防松螺母、凹模镦件、分体凹模、弹簧件、凹模板和凹模盖；下模组件Ⅱ固定在下模座上，上模组件Ⅰ固定在上模座上；分体凹模安装在下模组件Ⅱ的凹模板的凹模导槽中，挡板安装在凹模导槽中，弹簧件安放在分体凹模里并联接挡板，凹模镦件安装在凹模板的凹模导槽中部的通孔里中，在凹模板上方固定凹模盖且用装有防松螺母的调节螺钉顶住挡板，完成凹模安装，凹模盖上表面设有与凹模导槽上通孔对应的通孔；凸模套安装在弹簧套中，凸模插在凸模套中，弹簧套在凸模套上并被凸模套压住，弹簧压在压边圈上，压边圈塞在弹簧套中。
2.如权利要求1所述的一种组合式精密钣金冲压铆接模具，其特征在于：导柱与下模座过盈配合，导套与上模座过盈配合，导柱与导套之间为间隙配合。
3.如权利要求1所述的一种组合式精密钣金冲压铆接模具的使用方法，其特征在于：进行冲压铆接前，把所需要的凸模装进上模组件Ⅰ的凸模套中，再将上模组件Ⅰ固定在上模座上，同样，把对应的分体凹模及凹模镦件装进下模组件Ⅱ中，再将下模组件Ⅱ固定在下模座上；模具安装完后，把被铆接板料叠放整齐平放在下模组件Ⅱ的凹模盖的表面上，开始进行冲压铆接；首先，冲床推动上模组件Ⅰ下行，使压边圈先接触被连接的板料，接着凸模继续下行，接触板料并压入板料，将两连接板料挤进下模组件Ⅱ的凹模导槽上的通孔中并与凹模镦件接触，同时分体凹模沿凹模板中的导槽移动分开；冲压铆接完成时，压边圈保持压住板料，凸模离开板料先回程，压边圈再复位，同时凹模中的弹簧件推动分体凹模复位；取出被铆接板料，冲压铆接过程完成。权 利 要 求 书CN 102784841 A 一种组合式精密钣金冲压铆接模具
技术领域
[0001] 本发明专利涉及一种组合式精密钣金冲压铆接模具，属于机械工程中的压力变形连接与模具技术领域。
背景技术
[0002] 随着机械工业的发展，对机械产品的经济性得到越来越高的关注，对机械产品的工艺性也要求精密、高效、自动化等；两块金属板件的连接在实现机械化、自动化方面有现实及长远意义。
[0003] 一般情况下金属板件之间的铆接方法主要是铆钉铆接，它的工艺包括：1）在两片金属板对应位置上冲孔；2）将两片金属板叠放，用铆钉穿过两片金属板；3）用冲压设备将铆钉无头端冲压成凸缘状，将两片板料固定连接在一起；该方法需要预先在金属板上冲定位孔以保证定位，这样必增加工序，提高生产成本，且铆接后的板上会遗留定位孔，不美观，使得铆接工艺复杂、外观差、效率低且不易实现自动化。
[0004] 常用的冲压铆接模具由简单的凸模、压边圈和凹模组成，每次冲压之前手工调整好凸凹模的对中性，工艺中缺乏精确的冲压铆接导向与定位，大大降低了模具的生产效率；常规冲压模架、模板制造的模具虽然保证了凸凹模的定位问题，却限制了加工板件的形状和加工自由空间。
[0005] 本发明冲压铆接技术不需要辅助材料，且不会破坏钣金件的镀层或存在夹层的板料，整个工艺不发热，不发光，铆接设备和模具可以重复使用，只要设备、模具设计合理和使用得当，它们可以有很高的使用寿命，特别是对于铝合金或铝镁合金等轻金属材料的铆接。
发明内容
[0006] 为了弥补现有传统铆接技术的不足，本发明专利提供了一种精密钣金冲压铆接模具，模具定位精度高、工序少、成本低、操作空间大、方便可靠，属于机械工程中的压力变形连接与模具技术领域；它包括后置式导柱导套的导向装置和精密上下模等，以实现精密的冲压铆接工艺；这种模具采用后置式导
柱导套的导向装置，给铆接工作留下较大的操作空间，同时，提高了板料的铆接质量与成形性能。该模具凸模所需的冲压力相对较小，使模具适用于通用冲床；模具结构简单，操作方便，节省安装和调试工时，提高劳动生产率，进而提高经济效益。
[0007] 本发明专利冲压铆接模具的主要部件包括: 上模组件Ⅰ、下模组件Ⅱ和模架；上模组件Ⅰ包括：凸模、凸模套、弹簧、弹簧套、压边圈；下模组件Ⅱ包括：挡板、调节螺钉、防松螺母、凹模镦件、分体凹模、弹簧件、凹模板、凹模盖。模架包括：模柄、上模座、下模座、导套、导柱。
[0008] 本发明专利的技术方案是：1）冲压铆接下模组件Ⅱ固定在下模座上，上模组件Ⅰ和模柄固定在上模座上，导柱与下模座过盈配合，导套与上模座过盈配合，导柱与导套之间为间隙配合，此模具用后置式导向方式，使得铆接获得较大的操作空间；2）分体凹模安装在
下模组件Ⅱ的凹模板的凹模导槽中，挡板安装在凹模导槽中，弹簧件安放在分体凹模里并联接挡板，凹模镦件安装在凹模板的凹模导槽中部的通孔里中，最后在凹模板上方固定凹模盖且用装有防松螺母的调节螺钉顶住挡板，完成凹模安装，凹模盖上表面设有与凹模导槽上通孔对应的通孔；凸模套安装在弹簧套中，凸模插在凸模套中，弹簧套在凸模套上并被凸模套压住，弹簧压在压边圈上，压边圈塞在弹簧套中；其中凸模、分体凹模和凹模镦件可根据不同的铆接点尺寸更换，即实现一副模具可以进行多种尺寸的铆接；3）当进行冲压铆接时，压边圈先接触板料，再由凸模进行冲压铆接，分体凹模沿凹模板中的
导槽移动分开，凹模盖限位，当冲压铆接结束时，凸模先回程，压边圈再复位，同时凹模中的弹簧件推动分体凹模复位。
[0009] 本发明的优点在于：1）在冲压铆接工艺中采用后置式导柱导套的导向装置，通过导向装置的控制，以实现精密的冲压铆接工艺和提高钣金件装卸效率；2）采用分体凹模，可实现单道次无剪切冲压铆接工艺，形成旋转对称、受力均匀、高强度、高刚度的铆接点并能有效避免冲压铆接过程中凹模崩裂的情况发生；3）可根据不同的铆接点尺寸要求更换凸模、分体凹模和凹模镦件，实现一副模具可以进行多种尺寸的铆接；4）该模具凸模所需的冲压力相对较小，使模具适用于通用冲床；5）压边圈有压边和卸料双重作用，既提高效率，又使模具结构简单化；6）下模装有一对调节螺钉，针对不同板料成形需要对分体凹模产生不同的弹簧压力；7）克服了传统铆接效率低、外观差、预先打孔等复杂工艺问题；8）由于铝材的焊接要比钢材难得多，冲压铆接工艺克服了铝材连接问题，从而扩大了铝材的应用范围。
附图说明
[0010] 图1是无凹模盖的组合式精密冲压铆接模具半剖示意图；
图2是下模组件Ⅱ结构图；
图3是上模组件Ⅰ结构图；
图4加工成品断面放大示意图；
附图中：1-模柄；2-上模座；3-凸模；4-凸模套；5-弹簧；6-挡板；7-调节螺钉；8-防松螺母；9-凹模镦件；10-下模座；11-导套；12-弹簧套；13-压边圈 14-分体凹模；15-弹簧件；16-凹模板；17-导柱；18-凹模盖；19-凹模导槽。
具体实施方式
[0011] 由图1可知，本发明专利冲压铆接模具的主要部件包括: 上模组件Ⅰ、下模组件Ⅱ和模架。由图3可知，上模组件Ⅰ包括：凸模3、凸模套4、弹簧5、弹簧套12、压边圈13；由图2可知，下模组件Ⅱ包括：挡板6、调节螺钉7、防松螺母8、凹模镦件9、分体凹模14、弹簧件15、凹模板16、凹模盖18。模架包括：模柄1、上模座2、下模座10、导套11、导柱17；其装配关系是：下模组件Ⅱ固定在下模座10上，上模组件Ⅰ和模柄1固定在上模座2上，导柱导套采用后置式，导柱17与下模座10过盈配合，导套11与上模座2过盈配合，导柱17与导套11之间为间隙配合；其中，下模的安装方法是：先将分体凹模14从下模组件Ⅱ的凹模导槽19中安装进去，把弹簧件15安放在分体凹模14里，再将挡板6卡进凹模导槽19中，由于分体凹模左右对称，可分别安装；也可以先将左侧的挡板6装进凹模导槽19中，再把弹簧件15安放在左侧的分体凹模14中，然后将分体凹模14推入凹模导槽19中，接着，将
右侧的已安放弹簧9的分体凹模14也推入凹模导槽19中，用另一块挡板6卡进右侧的凹模导槽19中；将凹
模镦件9装进凹模板16中，最后固定凹模盖18且用带有防松螺母8的调节螺钉7顶住挡板6，完成下模安装；上模的安装方法是，先把压边圈13塞入上模组件Ⅰ中，把弹簧5也放入上模组件Ⅰ中，并压在压边圈13上，再把凸模套4放进上模组件Ⅰ，最后把凸模3装入凸模套4中；上模组件Ⅰ中的凸模3和下模组件Ⅱ中的分体凹模14及凹模镦件9可根据不同的铆接点尺寸更换，即实现一副模具可以进行多种尺寸的铆接。[0012] 上模组件Ⅰ和模柄1固定在上模座2上，下模组件Ⅱ固定在下模座10上；模柄1与冲床的上滑块连接，下模座10与冲床的工作台面连接，后置式导柱导套对上下模的运动起到导向的作用；当进行冲压铆接时，冲床推动上模组件Ⅰ下行，使压边圈13先接触被连接的板料，接着凸模3继续下行，接触板料并压入板料，将两连接板料挤进下模中，同时分体凹模14沿凹模板中的凹模导槽19移动分开，安装在凹模盖18上的调节螺钉7限制分体凹模分开过大；当冲压铆接完成时，压边圈13保持压住板料，凸模3离开板料先回程，压边圈13再复位，同时凹模中的弹簧件15推动分体凹模14复位，其中压边圈13起到了卸料的作用。
[0013] 这种冲压模具的特点是：在冲压铆接工艺中采用后置式导柱导套的导向装置，通过导向装置的控制，使得铆接点处材料变形均匀，上下板料之间无空隙，达到精密的板料镶嵌值，提高铆接点抗拉抗剪能力；利用分体凹模的可分离和自动复原的特点，可实现单道次无剪切冲压铆接工艺，形成旋转对称、受力均匀、高强度、高刚度的铆接点，并能有效避免冲压铆接过程中凹模崩裂的情况发生；根据不同的铆接点尺寸更换凸模、分体凹模和凹模镦件，实现一副模具进行多种尺寸的铆接；该模具凸模所需的冲
压力相对较小，使模具适用于通用冲床；模具结构简单，操作方便，节省安装和调试工时，提高了劳动生产率和经济效益。[0014] 模具的使用方法是：进行冲压铆接前，把所需要的凸模3装进上模组件Ⅰ的凸模套4中，再将上模组件Ⅰ固定在上模座2上，同样，把对应的分体凹模14及凹模镦件9装进下模组件Ⅱ中，再将下模组件Ⅱ固定在下模座10上；模具安装完后，把被铆接板料叠放整齐平放在下模组件Ⅱ的凹模盖18的表面上，开始进行冲压铆接；首先，冲床推动上模组件Ⅰ下行，使压边圈13先接触被连接的板料，接着凸模3继续下行，接触板料并压入板料，将两连接板料挤进下模组件Ⅱ的凹模导槽19上的通孔中并与凹模镦件9接触，同时分体凹模14沿凹模板中的导槽14移动分开；冲压铆接完成时，压边圈13保持压住板料，凸模3离开板料先回程，压边圈13再复位，同时凹模中的弹簧件15推动分体凹模14复位；此时，取出被铆接板料，发现被铆接点两板料连接在了一起，一个咬合互锁的铆接点已形成，由图4所示。
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