[实用新型]一种薄板连接的模具设备

说明书

本实用新型属于冲压设备技术领域，具体地说是一种薄板相互搭叠连接的模具设备。

众所周知，传统的薄板相互搭叠的连接主要有两种方式：一种是通过铆钉、螺钉相连接；另一种是通过薄板边缘的槽键或圈边压合相连接。这两种连接方式尽管能起到薄板相互搭叠连接的目的，但连接工序复杂、成本高、而且搭叠连接后的薄板美观性差，在使用范围上受到限制。

本实用新型的目的是提供一种薄板相互搭叠、一次性冲压相连接的模具设备。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括有一带深冲孔的模具、冲压头，其特征是在冲压头的端部设置有园形倒角，与深冲孔几何形状相对应的冲压头的横截面积是深冲孔横截面积的60－80％。在实际应用最多的为：冲压头的横截面积是深冲孔横截面积的    66－70％。操作前，将需要上下重叠连接的两薄板放在深冲孔的上方，然后启动冲压头，则在深冲孔上方的薄板重叠部分被冲入模具孔内，被冲入的部分在两个横向的方向变形受到限制而受到强烈的挤压，从而使材料相互咬合，达到了连接的目的。

本实用新型的优点是：模具简单，只要一个工序就可以在两块板之间产生一个特别牢固的结点，结点突出板的部份相对较短，此外既不会出现工具被卡死，也不会出现疲劳，更不会通过工具不干净连接而影响产品质量。因为深冲孔在纵向及横向都是固定的，因而在挤压过程中发生强烈的材料流动，不仅使下面的板咬住上面被深冲挤压的板，而使变形的板在边缘发生很强的相互流动。本结构的冲压头在深冲方向有一阶梯，底部受力部份尺寸较大，深冲部分尺寸较小，这样形成的肩状台阶在挤压以后顶在板上，这样在挤压过程中可以不让流动的材料往冲头方向流出。另外本结构在深冲孔的底部边缘处有一环绕一周的楔形截面的凹槽，这槽的截面上大下小，因为有这条槽，使得在结点突出部份的边缘被挤压材料能更好的相互流动。

本实用新型不仅能适用于金属板的连接，而且也可以应用于其它可变形的材料，并且还可以用于金属板与非金属板之间的连接。

下面将结合附图对本实用新型的实施方案作进一步描述。

图1实际应用例1是板已放入模具上，纵向处于工作前的状态示意图。

图2是深冲压后的状态示意图。

图3是挤压过程后的状态示意图。

图4是应用实例2中相应于图3的状态示意图。

由图1所示，冲压模具被固定在没有画出的冲压设备上，柱形的凹孔3呈园形截面，在这个凹孔及作为凹模（阴模）被制作的模具2上，放置着下板件4和上板件5，它们将被相互连接起来。本例中板件4、5是金属板。型模（凸模）1由支架6和一个与其同轴具有较小直径的工作冲模7组成，并产生轴肩8。

图2表示了工作过程的第一部分，此时冲压过程结束，在冲压过程中，工作冲模7将板件4，5上位于它的自由端面9之前的部分板面冲压进凹模内。在保持原来位置不变的金属板与被深冲的部分板面之间的被拉伸的连接处10、11，材料变薄，然而在这一过程中，罐状的变形还没有使板4、5之间产生牢固的交互连接。

图3显示的是型模1处于它的最终位置，即此时被深冲的板体局部已挤压完毕。在这个位置，轴肩8位于板件5的上表面，此时与端面9相对应的板件局部被强烈地压合在一起，材料被沿径向外挤压。凹模3被完全充满，同时变形的材料被牢固地压实在一起。由于挤压作用，上板面局部13被充分地沿径向压展，以致使其侵入下板件4的深冲孔面14之后，在强大的变形载荷作用下，通过材料之间的相互交错流动，最终形成了两板件之间的牢固的、成形的连接，在冲压过程中，由于缺口应力集中的影响，可能使上板局部13从板件5中撕裂开来，为阻止应力集中，工作冲模7（冲压头）的端面9被制做成园形倒角（篮子底形）。至此在金属板4和5之间通过深冲压即可自动地形成一个带有园弧过度的圆形接触面。

为取出工件，只需向上提拉型模（凸模）即可，这样已成形的凸台就可以轻便地从凹模3中提起，工件沿运动方向呈现出光滑的分界壁面15。

在图4中描述的是冲模的变体方案，它的工作位置与图3中描述的相应，这一方案中在凹模3的底部16的边缘处有一环绕一周的楔形截面的凹槽17，由工作冲模7所挤压出的材料同样也被挤进这个凹槽，以致使在图4的12位置处产生强烈的材料相互交错流动。因此该方案产生的板件间的连接相当牢固。

替代举例中的两块金属板连接，以同样的方式，也能将相互叠放的两块以上的薄板相互间连接起来，四块板件连接中产生的接触面的分布，在图4中用两根虚线给予了表示。在此重要的是要保证模具的型模（凸模）和凹模上相互的侧壁面平行，并沿深冲压方向（平行）分布，以便使相互连接的板件能够从模具上方便地脱离开。凸模及相对应的凹模的横截面可以制成椭圆形的、多角形的、多边形的或其它几何形状，也可以想象，将凹模成一个槽，在槽中或在槽整个长度内或在某一长度段内，利用相应制做一凸模产生一个连接段或连接点，在这一过程中即可以在槽的侧壁与相对的凸模侧壁之间形成板件间的挤压连接。