[发明专利]一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无铆钉冲压模具领域，具体涉及一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具及其控制方法。

背景技术

为了追求车身轻量化，在不改变车身规格的前提下，可以通过优化车身结构，更新车身零件制造和连接工艺，用轻质材料替代传统低强度钢等方法实现车身结构轻量化。高强钢具有高减重潜力、高碰撞吸收能、高疲劳强度、高成形性及低平面各向异性等优势，铝合金具有质量轻、耐腐蚀、比强度高、易加工、表面美观及回收成本低等优点。所以现在的车身上开始大量应用高强钢和铝合金。然而，随着热成形工艺的发展，制造出的高强钢强度也越来越高，超高强钢可以达到1600Mpa左右，传统的自冲铆连接工艺中铆钉已经难以刺入钢板形成有效的接头。所以就出现了一种预冲孔无铆钉铆接方法，即在热成形过程中将高强钢钢板预先冲孔，然后在铆接过程中将铝板压入钢板预先冲好的孔中从而形成接头。其中，钢板上预先冲好的孔与冲头之间的定位是一个关键点，因为铝板放在钢板的上面，所以就看不到钢板上孔的位置，如果定位不准确，就不能准确的把铝板压入钢板的孔中形成有效接头。因此，本发明设计了一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具。

发明内容

本发明设计开发了一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具。

本发明的目的之一是解决现有技术中钢和铝合金等异种金属点焊连接时由于熔点和热膨胀系数差异较大，焊接时焊点出现硬而脆的金属化合物，难以实现有效地焊接接头的问题。

本发明的目的之二是解决现有技术中冲头与预冲孔之间难以精确定位的问题。

本发明还设计开发了一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具的控制方法。目的是解决现有技术中冲头及模具在长时间冲压操作后温度升高，从而影响铆接准确度，进而影响铆接件的成形质量的问题，并且还解决了使冷却液精确调节的问题。

本发明具有无铆钉实现高强钢和铝合金之间的连接，并且能够精准定位的特点，同时，还具有通过冷却冲头及模具使铆接准确度不受影响的特点。

本发明提供的技术方案为：

一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具，包括：

冲头，其为圆台型结构，所述冲头上表面半径大于所述冲头下表面半径；

下模座，其中心为容纳腔，所述容纳腔上部为正圆台型腔，下部为通孔；正圆台型腔上端开口设置在所述下模座上平面，下端连通所述通孔；

液压缸，其位于所述通孔中；所述液压缸的活塞在非冲压时伸出所述正圆台型腔上端开口；

其中，所述冲头及所述下模座分别设置有冷却液道，并且设置温度传感器及控制器；当温度超过第一阈值时，控制器控制冷却液进入冷却液道；当温度低于第二阈值时，将冷却液抽空。

优选的是，还包括底座，所述下模座设置在所述底座上。

优选的是，所述下模座沿着所述容纳腔对称分为固定下模座及活动下模座；所述底座上还设置有导轨，所述活动下模座能够沿导轨运动，从而和所述固定下模座闭合和分离。

优选的是，所述活动下模座侧面连接动力装置，其用于使所述活动下模座沿所述导轨运动。

优选的是，所述冲头中设置环形冷却液道。

优选的是，所述固定下模座和/或所述活动下模座上端沿通孔环绕设置冷却液道。

优选的是，所述下模座的冷却液道内部设置记忆合金折流板，其上设置多个通孔，当所述冷却液道流体温度高于变形阈值时，所述折流板变形与冷却液道壁呈15°～20°夹角；当所述冷却液道流体温度道低于变形阈值时，所述折流板贴合冷却液道壁。

一种可定位的预冲孔无铆钉恒温冲压模具的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、当温度传感器监测到冲头下表面温度T₁≥T_A时，控制器开启冲头内的冷却液；当温度传感器监测到下模座上表面温度T₂≥T_B时，控制器开启下模座内的冷却液；其中，T₁为冲头下表面温度，T₂为下模座上表面温度，T_A为冲头下表面温度阈值，T_B为下模座上表面温度阈值；