RU2590424C1 - Tool for connection of parts from sheet metal by clinching - Google Patents
Tool for connection of parts from sheet metal by clinching Download PDFInfo
- Publication number
- RU2590424C1 RU2590424C1 RU2015109395/02A RU2015109395A RU2590424C1 RU 2590424 C1 RU2590424 C1 RU 2590424C1 RU 2015109395/02 A RU2015109395/02 A RU 2015109395/02A RU 2015109395 A RU2015109395 A RU 2015109395A RU 2590424 C1 RU2590424 C1 RU 2590424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- jaws
- connection
- tool
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам и устройствам для соединения наложенных друг на друга металлических листов методом местной пластической деформации для образования взаимозацепляющегося соединения.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods and devices for joining superimposed metal sheets by local plastic deformation to form an interlocking compound.
Известен способ соединения наложенных друг на друга металлических листов локальной пластической деформацией, известный в технической литературе под термином клинчевание (патент США №4601090, МПК. В21D 39/00, 1986 г.), в котором заданный объем листового материала перемещают посредством соответствующих компонентов штампа - пуансона и матрицы - в направлении, ортогональном поверхностям листов. Далее, по мере хода пуансона образованную таким образом выпуклость сдавливают между пуансоном и донышком матрицы, заставляя металл течь в холодном состоянии в стороны, образуя в стенке лунки замковое взаимозацепляющееся соединение листов. При этом прочность соединения (помимо прочего) характеризуется величиной амплитуды волнообразной линии контакта листов в осевом сечении лунки (далее - величиной зацепа).A known method of connecting superimposed metal sheets by local plastic deformation, known in the technical literature under the term clinching (US patent No. 4601090, IPC. B21D 39/00, 1986), in which a given volume of sheet material is moved by means of the corresponding components of the stamp - the punch and the matrix in the direction orthogonal to the surfaces of the sheets. Further, as the punch progresses, the convexity thus formed is squeezed between the punch and the bottom of the matrix, causing the metal to flow in the cold state to the sides, forming an interlocking interconnected sheet in the wall of the hole. Moreover, the strength of the connection (among other things) is characterized by the magnitude of the amplitude of the wavy line of contact of the sheets in the axial section of the hole (hereinafter - the size of the hook).
Недостатком данного технического решения является небольшая величина зацепа, следствием чего является низкая прочность соединения листовых деталей, а также технологическая сложность по монтажу и эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is the small size of the hook, the consequence of which is the low bond strength of sheet parts, as well as the technological complexity of installation and operation.
Известно устройство для соединения наложенных друг на друга металлических листов местной деформацией для образования взаимозацепляющегося соединения (патент США №4601090, МПК В21D 39/00, 1986 г.), содержащее пуансон для формовки углублений (лунок) и составную матрицу с жесткими цилиндрическими стенками и дном в виде подпружиненного стержня с возможностью его фиксации в рабочем положении с образованием цилиндрической полости.A device is known for joining superimposed metal sheets with local deformation to form an interlocking joint (US Pat. No. 4,601090, IPC B21D 39/00, 1986), comprising a punch for forming recesses (holes) and a composite matrix with rigid cylindrical walls and a bottom in the form of a spring-loaded rod with the possibility of fixing it in the working position with the formation of a cylindrical cavity.
Недостатком данного технического решения является низкое качество и прочность соединения листовых деталей из-за недостаточной величины зацепа, а также технологическая сложность по монтажу и эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is the low quality and durability of the connection of sheet parts due to insufficient size of the hook, as well as the technological complexity of installation and operation.
Известен инструмент для механической обработки пластин, используемый при соединении конструктивных элементов методом клинчевания (патент RU 2 306 193, кл. В21D 39/03, 2002 г.). Инструмент включает пуансон с шейкой и матрицу с углублением в ее приемной части, представляющим собой глухое цилиндрическое отверстие с неподатливыми боковыми стенками.A known tool for machining plates used when connecting structural elements by clinching (
Недостатком данного устройства также являются низкие технологические возможности инструмента, ведущие к низкому качеству соединения деталей из листового металла за счет недостаточного взаимного зацепления листов в зоне формообразования.The disadvantage of this device is also the low technological capabilities of the tool, leading to poor quality joining of parts from sheet metal due to insufficient mutual engagement of the sheets in the forming zone.
Известны различные исполнения инструмента-матрицы штампа для реализации способа соединения листов клинчеванием.Various implementations of the stamp matrix tool are known for implementing the method of joining sheets by clinching.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому инструменту, взятому в качестве прототипа, является инструмент для соединения листов (патент США №5 207 086, МПК В21D 39/03, 1993 г.). Его отличительной особенностью является разъемное выполнение стенок рабочей полости составной матрицы. Матрица содержит губки, выполненные раздвижными для облегчения извлечения из матрицы выступающего над поверхностью листов элемента соединения («пуговицы»). Губки содержат углубления в месте стыка секций, образующие стенки полости цилиндрической формы. Губки опираются на жесткое основание и охватывают со всех сторон смонтированный в центре основания стержневой элемент, верхний торец которого выступает в роли донышка матрицы-наковальни. Имеются также упругие элементы для удержания губок в сомкнутом положении и для возврата их в исходное (сомкнутое) положение после съема детали.The closest in technical essence to the claimed tool, taken as a prototype, is a tool for joining sheets (US patent No. 5 207 086, IPC B21D 39/03, 1993). Its distinctive feature is the detachable execution of the walls of the working cavity of the composite matrix. The matrix contains sponges made sliding to facilitate extraction from the matrix protruding above the surface of the sheets of the connection element ("buttons"). The sponges contain recesses at the junction of the sections, forming the walls of the cavity of a cylindrical shape. The sponges rest on a rigid base and cover on all sides a rod element mounted in the center of the base, the upper end of which acts as the bottom of the anvil matrix. There are also elastic elements for holding the jaws in the closed position and for returning them to their original (closed) position after removal of the part.
Данной конструкции инструмента присущ тот же недостаток, что и описанный выше. Кроме того, усилия со стороны упругих элементов, даже с учетом действия сил трения между торцом матрицы и соединяемыми листовыми деталями, недостаточно для того, чтобы удерживать губки в сомкнутом положении в течение всего процесса формообразования соединения, что сказывается на качестве и прочности соединения изготавливаемых деталей.This tool design has the same drawback as described above. In addition, the efforts from the side of the elastic elements, even taking into account the action of the friction forces between the end face of the matrix and the joined sheet parts, are not enough to keep the jaws in the closed position during the whole process of forming the joint, which affects the quality and strength of the joint of the manufactured parts.
Решаемой задачей изобретения является расширение технологических возможностей инструмента с одновременным повышением качества и прочности соединяемых листовых деталей клинчеванием за счет повышения степени взаимного зацепления листов в зоне формообразования.The solved problem of the invention is to expand the technological capabilities of the tool while improving the quality and strength of the joined sheet parts by clinching by increasing the degree of mutual engagement of the sheets in the forming zone.
Техническим результатом от использования заявленного технического решения является расширение технологических возможностей инструмента за счет увеличения степени взаимного зацепления соединяемых листов путем конструктивной рационализации формы элементов инструмента, обеспечивающей более благоприятные условия течения металла в зоне формообразования, позволяющей получить качественное и прочное в виде конусообразного элемента взаимозацепляющееся замковое соединение.The technical result from the use of the claimed technical solution is to expand the technological capabilities of the tool by increasing the degree of mutual engagement of the joined sheets by constructively rationalizing the shape of the tool elements, providing more favorable conditions for the flow of metal in the forming zone, which allows to obtain a high-quality and durable interlocking locking connection in the form of a conical element.
Новым является:New is:
Создание инструмента для соединения деталей из листового металла клинчеванием, позволяющего расширить технологические возможности его за счет увеличения степени взаимного зацепления соединяемых листов, что позволяет повысить качество и прочность их соединения путем конструктивной рационализации формы элементов инструмента, обеспечивающей более благоприятные условия течения металла в зоне формообразования, позволяющей получить качественное и прочное в виде конусообразного элемента взаимозацепляющееся замковое соединение.Creating a tool for joining parts from sheet metal by clinching, which allows to expand its technological capabilities by increasing the degree of mutual engagement of the joined sheets, which allows to improve the quality and strength of their connection by constructive rationalization of the shape of the tool elements, providing more favorable conditions for the flow of metal in the forming zone, allowing to get a high-quality and durable interlocking lock connection in the form of a cone-shaped element.
Технический результат достигается тем, что в инструменте для соединения деталей из листового металла клинчеванием, содержащем пуансон и матрицу, которые расположены в инструментодержателе пресса, а в выполненной разъемной, состоящей из нескольких частей матрице, снабженной упругими элементами для фиксации этих частей в сомкнутом состоянии, каждая из частей в плоскости разъема имеет углубление, являющееся соответствующей частью рабочей полости, согласно которому матрица содержит основание с центральным отверстием, имеющим конический и цилиндрический участки, в котором размещена ее разъемная часть - губки, выполненные с образованием, в торцевой части их, рабочей полости, причем рабочая полость выполнена конической формы с расходящимися в направлении дна стенками, сами же губки имеют наружную поверхность также конической формы для их центрирования и жесткого геометрического замыкания с основанием матрицы при формообразовании детали клинч-соединения, и выполнены с возможностью поворота вне корпуса матрицы вокруг оси шарнира, расположенного в отверстии, выполненном в общей плоскости разъема губок, перпендикулярно оси рабочей полости, а в стенках цилиндрической части центрального отверстия основания матрицы выполнены диаметрально ориентированные направляющие пазы, в которых расположены выступающие за пределы губок свободные концы штифтов, установленных в них, обеспечивающих вертикальный ход губок для извлечения сформированной детали клинч-соединения в виде конусообразного элемента взаимозацепляющегося замкового соединения, выступающего за пределы соединяемых листов, при этом губки выполнены с возможностью раскрытия за счет упора штифтов в торцовые поверхности направляющих пазов, для чего в нижней части плоскости разъема их выполнены скосы, обеспечивающие возможность их поворота вокруг оси шарнира.The technical result is achieved by the fact that in the tool for connecting parts from sheet metal by clinching, containing a punch and a matrix, which are located in the tool holder of the press, and in a detachable, consisting of several parts matrix, equipped with elastic elements for fixing these parts in an closed state, each of the parts in the plane of the connector has a recess, which is the corresponding part of the working cavity, according to which the matrix contains a base with a central hole having a conical and the cylindrical sections in which its detachable part is located — jaws formed to form, in their end part, a working cavity, the working cavity being conical in shape and the walls diverging in the direction of the bottom, the sponges themselves have an outer surface also conical in shape for centering them and hard geometric closure with the base of the matrix during the shaping of the clinch connection details, and are made with the possibility of rotation outside the matrix body around the axis of the hinge located in the hole made in the common plane of the jaw connector, perpendicular to the axis of the working cavity, and diametrically oriented guide grooves are made in the walls of the cylindrical part of the central hole of the matrix base, in which the free ends of the pins installed outside them are located, providing a vertical stroke of the jaws to extract the formed clinch part connection in the form of a cone-shaped element of the interlocking locking connection protruding beyond the joined sheets, while the jaws are made possibility of opening by the abutment pins in the end surfaces of the guide grooves, which at the bottom plane of the connector are made bevels, which enable their rotation around the hinge axis.
При этом в инструменте согласно изобретению угол конуса рабочей полости матрицы лежит в диапазоне 0°-45°.Moreover, in the tool according to the invention, the cone angle of the working cavity of the matrix lies in the range 0 ° -45 °.
Причем угол конуса наружной поверхности губок выполнен с возможностью исключения их заклинивания в основании матрицы под усилиями формообразования клинч-соединения.Moreover, the angle of the cone of the outer surface of the jaws is made with the possibility of eliminating their jamming in the base of the matrix under the efforts of forming a clinch connection.
Кроме того, стенки полости матрицы имеют заходный участок цилиндрической формы протяженностью 0,1-0,2 глубины полости, обеспечивающей прочность губок.In addition, the walls of the cavity of the matrix have a lead-in section of a cylindrical shape with a length of 0.1-0.2 depth of the cavity, ensuring the strength of the jaws.
Наружная кромка цилиндрического участка выполнена скругленной радиусом 0,05-0,5 мм для улучшения условий течения металла, позволяющих повысить степень взаимного зацепления соединяемых листов, обеспечивших качество и прочность соединенных деталей.The outer edge of the cylindrical section is made with a rounded radius of 0.05-0.5 mm to improve the flow conditions of the metal, allowing to increase the degree of mutual engagement of the joined sheets, ensuring the quality and strength of the connected parts.
Угол раскрытия губок выполнен из условия обеспечения беспрепятственного извлечения из матрицы детали клинч-соединения в виде конусообразного элемента взаимозацепляющегося замкового соединения, выступающего за пределы соединяемых листов.The jaw opening angle is made from the condition that the clinch connection in the form of a cone-shaped element of an interlocking locking joint protruding beyond the joined sheets is easily removed from the matrix.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:The invention is illustrated by drawings, which do not cover and, moreover, do not limit the entire scope of the claims of this technical solution, are only illustrative materials of a particular case of execution:
На фиг. 1 - продольный разрез инструмента, положение элементов матрицы и пуансона в конце формообразования клинч-соединения.In FIG. 1 - a longitudinal section of the tool, the position of the elements of the matrix and the punch at the end of the formation of the clinch connection.
На фиг. 2 - продольный разрез инструмента, положение элементов матрицы и пуансона в момент извлечения детали клинч-соединения из полости матрицы в виде конусообразного элемента взаимозацепляющегося замкового соединения.In FIG. 2 is a longitudinal section of the tool, the position of the matrix elements and the punch at the moment of extracting the details of the clinch connection from the cavity of the matrix in the form of a cone-shaped element of the interlocking lock connection.
На фиг. 3 - разрез А-А по фиг. 2, где:In FIG. 3 is a section AA in FIG. 2, where:
1 - основание матрицы;1 - the base of the matrix;
2, 3 - губки;2, 3 - sponges;
4 - шарнир;4 - hinge;
5 - упругий элемент;5 - elastic element;
6 - штифты;6 - pins;
7 - корпус пуансона;7 - the case of the punch;
8 - рабочая часть пуансона;8 - the working part of the punch;
9 - прижим;9 - clip;
10 - пружина.10 - spring.
Инструмент для соединения деталей из листового металла клинчеванием состоит из пуансона и матрицы (фиг. 1). Матрица инструмента включает основание 1 с центральным отверстием, имеющим в верхней части форму конического гнезда для размещения разъемной части матрицы, состоящей из двух губок 2 и 3, содержащих в торцовой части углубления, образующие рабочую полость. Стенки полости матрицы имеют заходный участок цилиндрической формы протяженностью 0,1-0,2 глубины полости, обеспечивающий необходимую прочность губок матрицы, а кромка этого участка скруглена радиусом 0,05-0,5 мм для улучшения условий течения металла, позволяющих повысить степень взаимного зацепления соединяемых листов, обеспечивающих качество и прочность соединенных деталей. Угол конуса поверхности рабочей полости матрицы лежит в диапазоне 0°-45°. Угол конуса наружной поверхности губок выбран из условия исключения их заклинивания в коническом гнезде основании матрицы под усилиями формообразования клинч-соединения. В общей плоскости разъема губок перпендикулярно оси рабочей полости выполнено отверстие, в которое помещен шарнир 4, позволяющий губкам 2 и 3 поворачиваться на некоторый угол вокруг оси шарнира. В нижней части плоскости разъема губок имеются скосы, обеспечивающие возможность указанного поворота губок, необходимого для раскрытия рабочей полости на величину, достаточную для беспрепятственного выведения из нее выступающего над нижней поверхностью соединенных деталей в виде конусообразного элемента замкового соединения. На цилиндрическом участке наружной поверхности губок 2 и 3 выполнена проточка, в которой размещен кольцевой упругий элемент 5. В стенке цилиндрической части центрального отверстия основания 1 выполнены диаметрально противоположно ориентированные направляющие пазы, в которых находятся свободные концы штифтов 6, установленных в стенках губок 2 и 3. Пуансон инструмента включает размещенную в корпусе 7 рабочую часть 8, охватываемую прижимом 9, находящимся под действием пружины 10.The tool for joining sheet metal parts by clinching consists of a punch and a die (Fig. 1). The tool matrix includes a
В начальной стадии формообразования при опускании пуансона за счет опережающего воздействия прижима 9 через плоские участки соединяемых деталей 11 на наружные торцовые поверхности губок 2 и 3 происходит их фиксация в коническом гнезде основания 1 матрицы с образованием замкнутой жесткой рабочей полости. При дальнейшем ходе рабочей части пуансона 8 осуществляется формирование конусообразного, по форме полости, элемента замкового соединения («пуговицы»).In the initial stage of shaping when lowering the punch due to the anticipatory action of the
При обратном ходе пуансона прижим 9, исполняя роль съемника, освобождает его рабочую часть 8 от контакта с соединенными деталями 11, остающимися в полости матрицы. Собранная таким образом конструкция может быть извлечена подъемом из полости матрицы известными приемами. При этом она за счет сил трения и конусности «пуговицы» поднимает губки 2 и 3 до положения упора штифтов 6 в торцовые поверхности направляющих пазов. Дальнейший подъем заставляет губки за счет наличия плеча силы поворачиваться вокруг оси шарнира 4, раскрываясь на угол, определенный двойной величиной угла скоса губок. Разведенные при съеме губки 2 и 3 за счет обратной деформации упругого элемента 5 смыкаются и под действием силы тяжести опускаются в коническое гнездо основания 1 матрицы.During the reverse stroke of the punch, the
По своим технико-экономическим показателям в сравнении с известными аналогами при одинаковых параметрах клинчевания заявляемое техническое решение инструмента позволяет расширить его технологические возможности благодаря конструктивной рационализации формы элементов инструмента, обеспечивающих более благоприятные условия течения металла в зоне формообразования, и достичь увеличение степени величины зацепа соединяемых листов, позволяющей получить качественное и прочное соединение в виде конусообразного элемента взаимозацепляющегося замкового соединения.According to their technical and economic indicators in comparison with well-known analogues with the same clinching parameters, the claimed technical solution of the tool allows to expand its technological capabilities due to the structural rationalization of the shape of the tool elements, providing more favorable conditions for the flow of metal in the forming zone, and to achieve an increase in the degree of hooking of the joined sheets, allowing to obtain a high-quality and durable connection in the form of a cone-shaped interlocking element schegosya tool joint.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109395/02A RU2590424C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Tool for connection of parts from sheet metal by clinching |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109395/02A RU2590424C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Tool for connection of parts from sheet metal by clinching |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2590424C1 true RU2590424C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015109395/02A RU2590424C1 (en) | 2015-03-17 | 2015-03-17 | Tool for connection of parts from sheet metal by clinching |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2590424C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1412846A1 (en) * | 1986-07-11 | 1988-07-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Method of connecting blanks |
| US5177861A (en) * | 1980-09-08 | 1993-01-12 | Btm Corporation | Apparatus for joining sheet material |
| US5207086A (en) * | 1985-06-03 | 1993-05-04 | Btm Corporation | Punch anvils for sheet fastening systems |
| RU2306193C2 (en) * | 2001-05-11 | 2007-09-20 | Токс Прессотехник Гмбх Унд Ко.Кг | Tool for working plates |
-
2015
- 2015-03-17 RU RU2015109395/02A patent/RU2590424C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5177861A (en) * | 1980-09-08 | 1993-01-12 | Btm Corporation | Apparatus for joining sheet material |
| US5207086A (en) * | 1985-06-03 | 1993-05-04 | Btm Corporation | Punch anvils for sheet fastening systems |
| SU1412846A1 (en) * | 1986-07-11 | 1988-07-30 | Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского | Method of connecting blanks |
| RU2306193C2 (en) * | 2001-05-11 | 2007-09-20 | Токс Прессотехник Гмбх Унд Ко.Кг | Tool for working plates |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103619504B (en) | Method and device for fitting of fitting member | |
| RU155276U1 (en) | DEVICE FOR CONNECTING PARTS FROM SHEET METAL | |
| CN207236287U (en) | Rotating mechanism, the separated retainer of the energy of slide fastener and slide fastener | |
| CN106411066B (en) | A kind of variable-frequency motor discrete piece rotor core riveting tooling | |
| JP2010260078A5 (en) | ||
| RU2590424C1 (en) | Tool for connection of parts from sheet metal by clinching | |
| EP3345515A3 (en) | Knife storing unit | |
| KR200472268Y1 (en) | Apparatus for press-connecting pipes | |
| JP6763862B2 (en) | Replaceable dies, joining tools and joining methods | |
| CN110099760A (en) | The method and apparatus for being used to form crimping can end | |
| TW201632315A (en) | Ring tongue clamping die | |
| US1904951A (en) | Punch | |
| KR20130031978A (en) | (blind ribet | |
| US2769990A (en) | Wedge nut forging machine | |
| KR20170000582U (en) | template mold severing screw bar | |
| EP2671672A3 (en) | Holder device for holding a mandrel and a sleeve of a forming tool for expanding a hole | |
| US2159655A (en) | Plate fastening device | |
| KR200462036Y1 (en) | Pin for Punch Press | |
| CN107023540B (en) | Quick clamping device | |
| US2239314A (en) | Cobbler's tool | |
| US515403A (en) | Die for shaping spinning-rings from sheet metal | |
| CN211511547U (en) | Detachable handle | |
| CN107008843B (en) | Rod end open slot cold upsetting die of car | |
| CN218340822U (en) | Tubular product riveting mould | |
| RU2785759C1 (en) | Device for deep drawing blanks from hard-to-deform material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180318 |