[发明专利]一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形装置及工艺

权利要求书

1.一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形装置，其特征在于，包括下模具(6)，下模具(6)固定不动，下模具(6)的上表面平整光滑，下模具(6)外侧绕有感应线圈(5)，感应线圈(5)的两端与交流电源(8)相连接，在下模具(6)上表面叠放上板材(3)和下板材(4)，下模具(6)的外侧布置有激光加热器(7)，激光加热器(7)能够在下模具(6)的正上方和侧面之间移动，上板材(3)正上方设置有压边圈(2)，压边圈(2)的中心设置有冲头(1)，冲头(1)的中心轴与压边圈(2)的中心轴重合。

2.一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：

连接开始前，下模具(6)固定不动，下模具(6)的上表面平整光滑，上板材(3)和下板材(4)叠放在下模具(6)上表面，激光加热器(7)布置在下模具(6)的外侧，将激光加热器(7)移动到下模具(6)的正上方，对上板材(3)和下板材(4)被连接的区域进行局部加热，下模具(6)外侧绕有感应线圈(5)，感应线圈(5)的两端与交流电源(8)相连接，激光加热的同时接通交流电源(8)，对模具(6)进行加热，模具(6)通过热传递将产生的热量传递到下板材(4)和上板材(3)，当被加热区域温度达到材料的塑性变形温度时，断开交流电源(8)，同时将激光加热器(7)移动到下模具(6)的侧面，压边圈(2)和冲头(1)向下运动，压边圈(2)压住上板材(3)和下板材(4)，冲头(1)的中心轴与压边圈(2)的中心轴重合；

连接过程开始，冲头(1)向下运动，接触上板材(3)，冲头(1)继续向下运动，冲头(1)挤压上板材(3)和下板材(4)，使上板材(3)和下板材(4)发生变形，压边圈(2)限制了上板材(3)和下板材(4)的材料向外流动，上板材(3)和下板材(4)的材料只能向冲头(1)和压边圈(2)之间的间隙流动，从而使上板材(3)嵌入下板材(4)中，在上板材(3)和下板材(4)之间形成一个机械锁，实现上板材(3)和下板材(4)之间的连接，由于下模具(6)的上表面平整光滑，所以下板材(4)的下表面始终是平整的，上板材(3)和下板材(4)完全成形之后，冲头(1)和压边圈(2)向上运动，将上板材(3)和下板材(4)取出，成形结束。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形工艺，其特征在于：所述的激光加热器(7)的功率大小和交流电源(8)的功率及频率大小根据被连接板材的材质和连接点的成形质量能够进行调节。

4.根据权利要求2所述的一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形工艺，其特征在于：所述的压边圈(2)的位置和压边力根据被连接板材的连接点的成形质量能够进行调节。

5.根据权利要求2所述的一种轻量化板材的复合加热平底无铆连接成形工艺，其特征在于：所述的冲头(1)的位置、速度和压力根据被连接板材的连接点的成形质量能够分别进行调节。