CN110788271A - 冲头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于对铆钉进行冲压的冲头。所述铆钉在至少一端设置有由周壁环绕的冲孔。所述冲头包括锥形部和具有端面的主体。所述端面围绕并连接到所述锥形部的直径较大的底端。所述锥形部的底端的直径大于所述铆钉的冲孔的初始内径。随着所述锥形部压入所述铆钉的冲孔中，所述周壁能够沿径向向外延展并最终抵压在所述主体的端面上。根据本发明的冲头能够1)增大所铆接的部件之间的压紧力，避免这些部件之间发生松动；2)抑制或避免铆钉头在受到冲压之后开裂；并且3)使冲压之后获得的铆钉头的尺寸和形状均匀，并且增加铆钉头的使用寿命和强度。

Description

冲头

技术领域

本发明涉及一种冲头，特别是用于对具有冲孔的铆钉进行冲压以实现铆接的冲头。

背景技术

图1A、图1B和图1C分别是一种铆钉的透视图、纵向剖面图和俯视图。这种铆钉的主体1总体上呈圆柱状。主体1的两端都开设有冲孔10。如图1B所示，这种铆钉的示例性尺寸如下：主体外径a＝4mm，冲孔直径b＝2mm，冲孔深度c＝4.5mm，铆钉长度L＝14.5mm。

当利用冲头对这种铆钉的冲孔10进行冲压时，冲孔10的周壁11沿着主体1的径向向外延展变形，特别是位于主体1的端部的周壁11由于受到冲头的冲压而向外变形并形成凸缘(即，翻边)，该凸缘紧压在待铆接的部件的铆钉孔(图中未示出该铆钉孔)的端部边缘上，从而将该铆钉压固在铆钉孔中，由此实现了部件之间的铆接。因此，这种铆钉经常被应用在需要将两个或更多个部件铆接在一起的场合中。

图2A和图2B分别是现有技术中的冲头的透视图和纵向剖面图。图2A和图2B所示的冲头2具有圆柱状主体21和圆锥状顶部22。在执行将多个片状零件层叠并铆接在一起的操作过程中，首先将这些片状零件层叠起来并且将铆钉放入这些片状零件的同心地布置的铆钉孔中，然后将冲头2的顶部22压入铆钉的冲孔10中，使得冲孔10的周壁11如前文所描述的那样向外延展变形，最终将这些片状零件铆接起来。

然而，发明人发现，使用这种冲头2并且按照上述方式进行铆接的结果至少存在以下缺点之一：

1)铆接起来的多个片状零件之间的压紧力不足，换句话说，铆接起来的多个片状零件容易发生松动；

2)铆钉头(例如前文所描述的铆钉的端部的周壁11)在受到冲压之后容易开裂；

3)尽管所使用的铆钉的规格是相同的，但在使用上述冲头和铆接方法完成铆接操作之后，所得到的不同铆钉头的尺寸和形状不均匀，因而对后续的处理造成不利的影响；并且

4)铆钉头的使用寿命和强度都减少。

发明内容

发明人做出本发明的目的在于克服上述缺点中的至少一个缺点。

本发明提供一种用于对铆钉进行冲压的冲头。所述铆钉在至少一端设置有由周壁环绕的冲孔。所述冲头包括锥形部和具有端面的主体。所述端面围绕并连接到所述锥形部的直径较大的底端。所述锥形部的底端的直径大于所述铆钉的冲孔的初始内径。随着所述锥形部压入所述铆钉的冲孔中，所述周壁沿径向向外延展并抵压在所述主体的端面上。

另外，所述锥形部的底端的直径可以略小于或等于或略大于所述铆钉的周壁的初始外径。

在所述锥形部的底端与所述主体的端面的连接处开设有沟槽。

沿所述锥形部的轴线方向观察，所述铆钉的周壁的初始外径可以略大于所述沟槽的外径，或者介于所述沟槽的外径和内径之间。

所述沟槽相对于所述锥形部的侧表面以及所述主体的端面均内凹。

所述沟槽可以具有圆弧形横截面轮廓。所述圆弧的半径是所述铆钉的周壁的壁厚的5％至10％。

所述锥形部的锥顶角为90°至150°，更具体地，所述锥形部的锥顶角为120°。

所述锥形部是截顶锥形部，所述截顶锥形部的顶面的直径小于所述铆钉的冲孔的初始内径，并且所述截顶锥形部的高度小于所述铆钉的冲孔的深度。

附图说明

为了便于理解本发明，在下文中基于示例性实施例并结合附图来更详细地描述本发明。在附图中使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的构件。应该理解的是，附图仅是示意性的，附图中的构件的尺寸和比例不一定精确。

图1A、图1B和图1C分别是一种铆钉的透视图、纵向剖面图和俯视图。

图2A和图2B分别是现有技术中的冲头的透视图和纵向剖面图。

图3A和图3B分别是根据本发明的实施例的冲头的透视图和纵向剖面图。

图3C是图3B中的区域3C的放大图。

图3D是图3C中的区域3D的进一步放大图。

图4A是使用根据本发明的冲头对铆钉进行冲压时的状态的纵向剖面图。

图4B是图4A中的区域4B的放大图。

图4C是图4B中的区域4C的进一步放大图。

具体实施方式

在前文的“背景技术”部分中已经参考图1A至图2B描述了现有技术中的铆钉和冲头的细节，因此在下文中不再赘述。接下来将参考图3A至图4C来描述根据本发明的实施例的冲头。

图3A和图3B分别是根据本发明的实施例的冲头的透视图和纵向剖面图。

如图3A和图3B所示，冲头3主要包括主体31、锥形部32和圆形(环形)端面33。锥形部32可以总体上呈圆锥状。端面33位于主体31的一端。在本示例中，主体31呈圆柱状。然而，本领域的技术人员可以理解的是，主体31也可以呈任意其它形状，只要主体31具有端面33即可。锥形部32位于端面33的中心处并且沿着主体31的轴线方向从端面33开始渐缩地突出。

图4A是使用冲头3对铆钉进行冲压时的状态的纵向剖面图。图4B是图4A中的区域4B的放大图。图4C是图4B中的区域4C的进一步放大图。

锥形部32的底端的直径大于铆钉的冲孔10的初始内径(即，未变形之前的内径)b，从而随着锥形部32压入冲孔10中，冲孔10的周壁11沿径向向外延展并最终抵压在冲头3的端面33上，如图4A至图4C所示。这样，在使用冲头3对冲孔10施加压力的过程中，冲孔10的周壁11除了像现有技术中那样受到锥形部32的侧面的压力之外，在冲压过程的末尾还受到冲头3的端面33所施加的压力的作用。

具体地说，如图4B和图4C所示，铆钉的冲孔10的周壁11由于受到冲头3的冲压而向外延展而形成的凸缘12(即，翻边)在冲压过程的末尾还受到冲头3的端面33所施加的压力的作用。结果，凸缘12牢固地紧压在所铆接的部件的铆钉孔(图中未示出该铆钉孔)的端部边缘上。因此，通过使用本发明所披露的冲头3对铆钉执行冲压处理，能够增大所铆接的部件之间的压紧力，避免所铆接的部件之间发生松动。

另外，如图3A至图3D所示，沿着锥形部32的底端圆周可以开设有环形沟槽34。沿锥形部32的轴线方向观察，沟槽34具有外径和内径。沟槽34的外径是沟槽34的外侧边缘所对应的圆形的直径。沟槽34的内径是沟槽34的内侧边缘所对应的圆形的直径。铆钉的冲孔10的周壁11的初始外径(即，未变形之前的外径)a略大于沟槽34的外径，或者介于沟槽34的外径和内径之间。

具体地说，如图3C和图3D所示，沟槽34可以具有圆弧形横截面轮廓，并且该圆弧形横截面轮廓的半径R可以是待冲压的铆钉的周壁11的壁厚的5％至10％。在一个示例中，待冲压的铆钉的周壁11的壁厚为1mm，该圆弧形横截面轮廓的圆心O距冲头3轴线(即锥形部的轴线)的距离r＝2mm并且距冲头3的端面33的距离h＝0.1mm，该圆弧形横截面轮廓的半径R＝0.05mm至0.1mm。

在使用本发明的冲头3对铆钉执行冲压处理的后期，铆钉的冲孔10的周壁11由于受到冲头3的冲压而向外延展并形成凸缘12，凸缘12到达沟槽34。此时，沟槽34可以对形成凸缘12的材料起到缓冲作用(即，允许凸缘12在沟槽34中变形)和导向作用，使得凸缘12沿着沟槽34平顺地朝着冲头3的端面33偏转变形，并且最终形成形状、尺寸均匀的铆钉头。

另一方面，发明人发现，如果不开设沟槽34，那么凸缘12在某些情况下不能平顺地朝冲头3的端面33偏转变形，而是屈曲并积聚在锥形部32的底端圆周处，即，锥形部32与端面33的交线处。结果，可能造成最终形成的铆钉头的形状、尺寸不均匀，甚至发生破裂，也不能确保所铆接的部件之间足够大的压紧力。

如图3C和图3D所示，沟槽34的一部分开设在锥形部32的侧面上，并且沟槽34的另一部分开设在冲头3的端面33上。换句话说，沟槽34相对于锥形部32的侧表面以及端面33均内凹。发明人发现，在采用这样的构造的情况下，有利于凸缘12沿着沟槽34平顺地朝着冲头3的端面33偏转变形。

另一方面，如图3C所示，锥形部32的锥顶角可以是90°至150°，并且优选地是120°。本领域的技术人员能够理解的是，可以根据实际需要来适当地选择锥形部32的锥顶角的大小。

在开设沟槽34和不开设沟槽34的两种情况下，锥形部32的底端的直径可以略小于或等于铆钉的冲孔10的周壁11的初始外径a，或者略大于冲孔10的周壁11的初始外径a。这样，可以确保在使用冲头3对铆钉执行冲压处理的后期由周壁11形成凸缘12能够抵压在冲头3的端面33上，换句话说，确保冲头3的端面33能够对凸缘12施加压力。

相反地，可以理解的是，如果锥形部32的底端的直径比铆钉的冲孔10的周壁11的初始外径a大得多，那么在使用冲头3对铆钉执行冲压处理的后期，凸缘12可能不足以延伸到冲头3的端面33，结果使得端面33(及沟槽34)不能发挥作用，从而失去了设置端面33(及沟槽34)的意义。

如图3A至图3D所示，锥形部32可以是截顶锥形部，即，圆台体。该截顶锥形部的顶面的直径小于铆钉的冲孔10的初始内径b，并且该截顶锥形部的高度小于铆钉的冲孔10的深度c(参见图1B)。这样，有利于锥形部32顺利地压入铆钉的冲孔10以便进行铆接处理。

以上参考具体的实施例对本发明的技术目的、技术方案和技术效果进行了详细的说明。应该理解的是，上述实施例仅是示例性的，而不是限制性的。在本发明的精神和原则之内，本领域的技术人员做出的任何修改、等同替换、改进等均被包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于对铆钉进行冲压的冲头，所述铆钉在至少一端设置有由周壁环绕的冲孔，其中，

所述冲头包括锥形部和具有端面的主体，所述端面围绕并连接到所述锥形部的直径较大的底端，并且所述锥形部的底端的直径大于所述铆钉的冲孔的初始内径，从而随着所述锥形部压入所述铆钉的冲孔中，所述周壁沿径向向外延展并抵压在所述主体的端面上。

2.根据权利要求1所述的冲头，其中，

所述锥形部的底端的直径略小于或等于或略大于所述铆钉的周壁的初始外径。

3.根据权利要求1所述的冲头，其中，

在所述锥形部的底端与所述主体的端面的连接处开设有沟槽。

4.根据权利要求3所述的冲头，其中，

沿所述锥形部的轴线方向观察，所述铆钉的周壁的初始外径略大于所述沟槽的外径，或者介于所述沟槽的外径和内径之间。

5.根据权利要求3所述的冲头，其中，

所述沟槽相对于所述锥形部的侧表面以及所述主体的端面均内凹。

6.根据权利要求3所述的冲头，其中，

所述沟槽具有圆弧形横截面轮廓。

7.根据权利要求6所述的冲头，其中，

所述圆弧形横截面轮廓的半径为所述铆钉的周壁的壁厚的5％至10％。

8.根据权利要求1所述的冲头，其中，

所述锥形部的锥顶角为90°至150°。

9.根据权利要求8所述的冲头，其中，

所述锥形部的锥顶角为120°。

10.根据权利要求1所述的冲头，其中，

所述锥形部是截顶锥形部，所述截顶锥形部的顶面的直径小于所述铆钉的冲孔的初始内径，并且所述截顶锥形部的高度小于所述铆钉的冲孔的深度。

Images