[发明专利]薄板自锁紧固连接方法及系统

说明书

(一)技术领域：本发明薄板自锁紧固连接方法及系统,主要用于汽车上有色金属、非金属、凃漆、有镀层的、可焊性差的薄板间的紧固连接。属金属机械加工的铆接类(B21J)和紧固件类(F16B)。

(二)背景技术：

现有汽车车身釆用钢板制作时,其板间连接的主要方法仍是点焊(电阻焊),这不仅有利于大批量生产，而且连接质量也牢固可靠。

随着汽车工业的发展，对汽车轻量化的要求越来越高，汽车制造商更加重视车身轻量化和材料连接的高质量，减少车身重量的主要办法之一就是使用轻型材料。例如采用轻质薄铝板(有色金属)，但轻质薄铝板间用点焊连接则非常困难。

此外金属与非金属间、非金属间、可焊性差的板材间、有涂漆或镀层的黑色金属间的连接，点焊也非常困难。

如果对薄铝板间的连接采用传统的铆接技术，首先要对被连接板材进行预冲孔，然后再进行铆接，这样的工作效率低。

(三)发明内容：

本发明提出的薄板自锁紧固连接方法及系统,其目的就是解决上述现有不能点焊的轻质薄板间的连接难题及优化紧固连接问题。并满足制造轻量化汽车的需求。轻质薄板包括有色金属间、金属与非金属间、非金属间、可焊性差的板材间、有涂漆或镀层的黑色金属间。

其技术方案如下：

薄板自锁紧固连接方法,其特征是:包括如下步驟:

第一步:制作如下的薄板自锁紧固连接系统:1)设由头部3.1和杆部3.2组成的自锁铆钉3,杆部是外表为光杆面的圆筒，筒内孔前端为尖形圆环3.3；头部采用沉头头部或平头头部。2)设连接时,套在自锁铆钉外的圆筒形压边圈4；并设放在被连薄板2下面的凹模1；凹模上方有环形凹槽1.1。3)设向自锁铆钉施压并由自锁铆接工具6驱动的冲锤5,压边圈4套在冲锤外圆,两者间为过渡配合。4)被连薄板为2-3层；最底层下薄板2.1的延伸率≥12％；从最底层下薄板2.1到最上层上薄板(2.2)其厚度和强度逐渐减小；下薄板厚度大于被连薄板总厚度的三分之一。第二步：将被连接薄板2置于冲锤和凹模之间，自锁铆钉3通过机械带式传送放于冲锤下上薄板2.2表面上,将压边圈套在自锁铆钉外。第三步夹紧阶段:启动自锁铆接工具,驱动冲锤并通过自锁铆钉垂直向下对薄板进行预压紧,同时压边圈也随冲锤向下压紧被连薄板。第四步冲压阶段:自锁铆接工具通过冲锤继续向下加压自锁铆钉，杆部的尖形圆环3.3刺穿上薄板，同时也驱使下薄板2.1向凹模环形凹槽1.1内发生塑性变形。第五步扩张阶段:继续加压铆接，下薄板逐渐填充环形凹槽1.1，在杆部及凹模环形凹槽的共同作用下，杆部3.2向周围扩张。第六步自锁铆接工具停止加压阶段:当自锁铆钉下压至头部3.1与上薄板2.2上表面平齐,且与下凹部分紧密接触形成了自锁铆钉与薄板间的机械自锁结构3A时,自锁铆接工具停止加压。第七步紧固连接完成:自锁铆接工具上移返回初始工位,压边圈和冲锤同时上移回位，完成一个自锁铆钉的紧固连接。

在上述第二步中可首先对自锁铆钉3表面进行抛光、镀锌、镀锡或喷涂表面处理。

完成上述薄板自锁紧固连接方法所需的薄板自锁紧固连接系统，其特征是

1)设由头部3.1和杆部3.2组成的自锁铆钉3,杆部是外表为光杆面的圆筒，筒内孔前端为尖形圆环3.3；头部采用沉头头部或平头头部。2)设连接时,套在自锁铆钉外的圆筒形压边圈4；并设放在被连薄板2下面的凹模1；凹模上方有环形凹槽1.1。3)设向自锁铆钉施压并由自锁铆接工具6驱动的冲锤5,压边圈4套在冲锤外圆,两者间为过渡配合。4)被连薄板为2-3层；最底层下薄板2.1的延伸率≥12％；从最底层下薄板到最上层上薄板其厚度和强度逐渐减小；下薄板厚度大于被连薄板总厚度的三分之一。

本发明有益效果：