專利名稱：金屬板的結(jié)合設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬板的結(jié)合設(shè)備和方法。根特別是，本發(fā)明涉及其 中簡化了結(jié)合過程并改善結(jié)合強度的金屬板的結(jié)合設(shè)備和方法。
技術(shù)背景通常，公知的是兩種結(jié)合薄金屬板的方法。第一種方法是點焊， 并且第二種方法是鉚釘結(jié)合。在點焊中，電壓施加在重疊的金屬板上， 并且由于金屬板具有電阻，熱量在其中產(chǎn)生。在這種情況下，如果壓 力施加在重疊的金屬板上，金屬板的重疊表面熔化并且金屬板被結(jié)合。在鉚釘結(jié)合中，兩個金屬板被鉆孔并且通過鉚釘結(jié)合。兩種方法各自具有優(yōu)點。但是，由于在點焊中高電壓施加在金屬 板上，會出現(xiàn)電弧和環(huán)境污染。另外，所得結(jié)合表面會不平整。鉚釘結(jié)合具有的優(yōu)點在于結(jié)合強度高，并且結(jié)合過程在室溫下進 行。但是，如果只使用一個鉚釘來結(jié)合金屬板，金屬板之間的法向結(jié) 合力和剪切結(jié)合力會很強，但是金屬板會相互之間轉(zhuǎn)動。因此，必須 使用多個鉚釘，使得金屬板不轉(zhuǎn)動。另外，鉚釘頭的制造必須首先完 成，并且金屬板的孔必須對準，使得鉚釘插入其中。近年來，已經(jīng)開發(fā)了自攻鉚釘結(jié)合方法來彌補鉚釘結(jié)合方法的這 些缺陷。在自攻鉚釘結(jié)合方法中，在金屬板內(nèi)鉆制孔，并且同時通過 金屬板和鉚釘之間的摩擦熱量將熔池形成在金屬板內(nèi)，從而結(jié)合金屬 板。但是，在自攻鉚釘結(jié)合方法中，自攻鉚釘?shù)闹圃毂仨毷紫韧瓿桑?并且自攻鉚釘必須轉(zhuǎn)動，以便通過摩擦熱量結(jié)合金屬板。
背景技術(shù)：
中描述的信息只是用來促進本發(fā)明背景的理解，并因此 會包括不形成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在此國家中已經(jīng)知道的現(xiàn)有技術(shù)的 信息。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明試圖提供一種金屬板的結(jié)合設(shè)備和方法，其優(yōu)點在于不出 現(xiàn)電弧，并且不需要轉(zhuǎn)動和制造自攻鉚釘。按照本發(fā)明，自攻鉚釘方法的壓配合過程與點焊方法相結(jié)合，其中金屬板通過施加高電壓來快速加熱金屬板。因此，同時進行通過施 加高電壓的金屬板的加熱過程以及其中由與金屬板相同的材料制成的 鉚釘構(gòu)件壓配合在金屬板內(nèi)的壓配合過程。因此，鉚釘構(gòu)件和金屬板 在塑性流動狀態(tài)下結(jié)合。也就是說，金屬板和金屬帶被加熱到其中不出現(xiàn)電弧的熱塑性工 作溫度下。隨后，鉚釘構(gòu)件通過沖制金屬帶制成，并且同時鉚釘構(gòu)件 壓配合在金屬板內(nèi)。按照本發(fā)明實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備可包括相互重疊 的金屬板；用于結(jié)合重疊金屬板的金屬帶，其材料與金屬板的材料相 同；用于供應(yīng)或縮回金屬帶的金屬帶傳送單元；由金屬帶沖制并被加 熱的鉚釘構(gòu)件；通過安裝在其上部的螺旋彈簧的彈性力夾緊金屬帶的 上模具，上模具引導沖頭并且用作第一電極；用于夾緊重疊金屬板并 沖制金屬帶以便制造鉚釘構(gòu)件的中間模具，中間模具引導鉚釘構(gòu)件和 沖頭，并且用作第二電極；支承重疊金屬板的下模具，下模具用作通 過鉚釘構(gòu)件擠壓成形金屬板的擠壓成形模具，并且包括在擠壓成形過 程中刮除過多金屬的刮除模具和第三電極；以及通過沖制金屬帶制造 鉚釘構(gòu)件的沖頭，通過將載荷施加在鉚釘構(gòu)件上，沖頭將鉚釘構(gòu)件壓 配合在重疊金屬板上。第一和第二引導路徑和金屬去除路徑的截面可以是圓形或者三角形，由此按照鉚釘構(gòu)件的截面形狀，金屬板的轉(zhuǎn)動受到限制?？梢允褂弥辽?一個第 一和第二引導路徑、金屬去除路徑和沖頭， 以便限制金屬板的轉(zhuǎn)動。另外，按照本發(fā)明的實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備還可包括 設(shè)置將電力供應(yīng)到第一、第二和第三電極的電源以及用于供應(yīng)夾緊載 荷、擠壓成形載荷以及刮除載荷的液壓系統(tǒng)的機器人，其中機器人自 動運動到金屬板的結(jié)合位置。按照本發(fā)明的另 一 示例性實施例的示例性結(jié)合設(shè)備可包括具有 垂直形成在其內(nèi)部的第一引導路徑的上模具；具有垂直形成在其內(nèi)部 的第二引導路徑的中間模具，中間模具布置在上模具之下；具有垂直 形成在其內(nèi)部的金屬去除路徑的下模具，下模具布置在中間模具之下； 用于加熱金屬板和金屬帶的加熱單元；用于將結(jié)合載荷施加在金屬板 上的沖頭；將用于夾緊金屬板的夾緊載荷施加在上模具上的夾緊單元；以及將用于結(jié)合金屬板的結(jié)合載荷施加在沖頭上的結(jié)合單元。上模具和中間模具都夾緊用于鉚釘構(gòu)件的金屬帶，并且中間模具和下模具都夾緊金屬板。金屬帶的材料可以與金屬板的材料相同。按照本發(fā)明的另 一 實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備還可包括在 水平方向上運動下模具的下模具傳送單元。按照本發(fā)明另 一 實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備還可包括在水 平方向上運動金屬帶的金屬帶傳送單元。金屬帶傳送單元可包括布置在上模具的兩側(cè)上的傳送輥子；布 置在夾緊單元的一側(cè)上的金屬帶供應(yīng)輥子，金屬帶圍繞其上巻繞以及 布置在夾緊單元的另一側(cè)上的金屬帶縮回輥子，金屬帶在被沖制之后 縮回其中。按照本發(fā)明另 一 實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備還包括用于夾緊金屬帶的夾緊模具，其中夾緊模具布置在上模具的內(nèi)周邊上。將彈性力向下施加在夾緊模具上的彈性構(gòu)件可以介于上模具和夾 緊模具之間。彈,性構(gòu)件可以是螺旋彈簧。加熱單元可包括形成在夾緊模具的內(nèi)周邊上的第一電極；形成 在中間模具的內(nèi)周邊上的第二電極以及形成在下模具的內(nèi)周邊上的第 三電極。在電流施加其上時，熱量可以在金屬板和金屬帶內(nèi)產(chǎn)生，這是由于其電阻很高。第一、第二和第三電極可各自通過產(chǎn)生頻率的線圈巻繞。另外，另一加熱單元可包括用于加熱金屬帶的第一激光源，第一激光源安裝在沖頭的下側(cè)上，以及用于加熱金屬板的第二激光源，第二激光源安裝在下模具的內(nèi)周邊上。第一和第二引導路徑可以具有相同半徑。金屬去除路徑的半徑可以小于第二引導路徑的半徑。第 一和第二引導路徑和金屬去除路徑可以具有圓柱形形狀。另外，第一和第二引導路徑以及金屬去除路徑可具有三角形棱鏡 形狀。結(jié)合單元的結(jié)合單元缸可形成在夾緊單元的夾緊單元活塞處。按照本發(fā)明實施例的金屬板的示例性結(jié)合方法可包括將下模具 布置在重疊金屬板的結(jié)合位置之下，以便結(jié)合重疊金屬板；將第二引 導路徑的中心軸線與結(jié)合位置的中心相遇；同時通過中間模具夾緊重 疊金屬板以及通過螺旋彈簧夾緊金屬帶；通過在第一電極和第二電極 之間施加電流而快速加熱通過螺旋彈簧夾緊的金屬帶；通過插入第一 引導路徑的沖頭沖制夾緊的金屬帶，制造被加熱鉚釘構(gòu)件；通過在接 觸重疊金屬板的上側(cè)的第二電極和接觸重疊金屬板的下側(cè)的第三電極 之間施加電流而快速加熱重疊金屬板；將被加熱鉚釘構(gòu)件壓配合在通 過沖頭的壓縮載荷夾緊在中間模具和下模具之間的金屬板內(nèi)；以及在處于塑性流動狀態(tài)下的被加熱的鉚釘構(gòu)件和^支加熱重疊金屬板經(jīng)由金 屬去除路徑擠壓成形時通過擠壓力和剪切力經(jīng)由鉚釘構(gòu)件結(jié)合重疊金 屬板，金屬去除路徑的半徑小于第二引導路徑的半徑。金屬帶可以通過在連接在電源上的第二電極和第一電極之間施加 電流來快速加熱，金屬板可通過在第二電極和連接在電源上的第三電 極之間施加電流而快速加熱，第一、第二和第三電極可以具有帶有相 同中心軸線的圓柱形形狀，金屬帶可以在第一引導路徑中沖制，被沖 制的鉚釘構(gòu)件可以經(jīng)過第二引導路徑，并且壓配合在金屬板的被加熱 部分內(nèi)，金屬板可以經(jīng)由塑性流動擠壓成形和結(jié)合，并且同時在沖頭 運動通過第一和第二引導路徑時過多金屬可被推到金屬去除路徑。高頻感應(yīng)線圈可巻繞在第一和第二電極上，布置在上模具和中間 模具之間的金屬帶可以通過高頻感應(yīng)線圈的感應(yīng)電流快速加熱，高頻感應(yīng)線圈可以巻繞在第二和第三電極上，并且布置在中間模具和下模 具之間的金屬玲反可以通過高頻感應(yīng)線圈的感應(yīng)線圈快速加熱。布置在上模具和中間模具之間的金屬帶可以通過安裝在沖頭下側(cè) 上的第 一 激光源快速加熱，并且布置在中間模具和下模具之間的金屬 板可以通過安裝在金屬去除路徑上的第二激光源快速加熱。巻繞在金屬帶供應(yīng)輥子上的金屬帶展開并被沖制，使得金屬帶連 續(xù)供應(yīng)和縮回之后，在沖頭返回時被沖制的金屬帶可以通過金屬帶傳 送單元縮回和巻繞在金屬帶縮回輥子，并且金屬帶供應(yīng)輥子可在金屬 帶消耗時更換。沖頭的下側(cè)運動到重疊金屬板的上側(cè)，使得在鉚釘構(gòu)件壓配合在 金屬板內(nèi)時不形成伸出金屬，并且連接在下模具傳送單元上的下模具可在水平方向上滑動，并且刮除附接在重疊金屬板的下側(cè)上的過多金屬。在鉚釘構(gòu)件通過沖頭形成之后，在被加熱鉚釘構(gòu)件壓配合在夾緊 在中間模具和下模具之間的金屬板內(nèi)時，塑性流動狀態(tài)下被加熱金屬 板可以通過鉚釘構(gòu)件的重復壓縮載荷結(jié)合。按照本發(fā)明另一實施例的金屬板示例性結(jié)合方法可包括通過下 模具和中間模具夾緊重疊金屬板；通過中間模具和上模具將金屬帶布 置在重疊金屬板之上；通過加熱單元加熱重疊金屬板和金屬帶；通過 沖制金屬帶形成鉚釘構(gòu)件；以及通過沖頭將鉚釘構(gòu)件壓配合在重疊金 屬板內(nèi)。另外，按照本發(fā)明另 一 實施例的金屬板的示例性結(jié)合方法還可包 括去除壓配合過程中被推出的過多金屬?？梢酝ㄟ^在水平方向上運動下模具，多金屬被去除過，并且金屬 板被刮除。第一引導路徑可以垂直形成在上模具內(nèi)，第二引導路徑可以垂直 形成在中間模具內(nèi)，并且金屬去除路徑可以垂直形成在下模具內(nèi)。 第一和第二引導路徑可以具有相同半徑。金屬去除路徑的半徑可以小于第二引導路徑的半徑。


圖1是按照本發(fā)明實施例的金屬板示例性結(jié)合設(shè)備的一部分的截 面圖；圖2A是表示按照本發(fā)明實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備沖制金 屬帶的過程的截面圖；圖2B是表示按照本發(fā)明的示例性實施例將鉚釘構(gòu)件壓配合在金屬 板內(nèi)的過程的截面圖；板內(nèi)時過多金屬被一推出的過程的截面^T圖2 D是表示按照本發(fā)明的示例性實施例過多金屬被去除的過程的 截面圖；圖3是按照本發(fā)明的示例性實施例的加熱單元的示意圖；圖4是按照本發(fā)明的示例性實施例的另 一 加熱單元的示意圖；圖5是按照本發(fā)明的示例性實施例的其它加熱單元的示意圖；圖6是表示按照本發(fā)明的示例性實施例在下模具在水平方向上運 動時過多金屬被去除的過程的截面圖；圖7是表示按照本發(fā)明的示例性實施例的鉚釘構(gòu)件的形狀和配置 的示意圖；圖8是按照本發(fā)明實施例的金屬板示例性結(jié)合設(shè)備的截面圖； 圖9是表示按照本發(fā)明實施例的金屬板示例性結(jié)合設(shè)備安裝在機 器人上的示意圖。附圖中表示主要元件的參考標號的描述1:金屬板、2:金屬帶、3:鉚釘構(gòu)件、5:上模具、6:中間模 具、7:下模具、8:沖頭、9:第一引導路徑、10:第二引導路徑、11: 金屬去除路徑、12:電源、13:第一電極、14:第二電極、15:第三 電極、16:加熱單元、17:高頻感應(yīng)線圈、18:第一激光源、19:第 二激光源、20:金屬帶傳送單元、21:夾緊模具、23:金屬帶供應(yīng)輥 子、24:金屬帶、25:金屬帶縮回輥子、26:過多金屬、28:機器人 上臂、29:機器人下臂、30:連接部分、31:夾緊單元、32:結(jié)合單 元、33:下模具傳送單元、34:傳送輥子、35:支承件、36:過多金 屬收集室、37:機器人、38:螺旋彈簧、39:夾緊單元活塞、40:結(jié) 合單元缸。
具體實施方式
此后將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。 如圖1和8所示，按照本發(fā)明的實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè) 備包括支承件35、上模具5、中間模具6、下模具7、加熱單元16、沖 頭8、夾緊單元31、結(jié)合單元32、金屬帶傳送單元20以及下模具傳送 單元33。支承件35支承按照本發(fā)明實施例的金屬板的結(jié)合設(shè)備。 第一引導路徑9垂直形成在上模具5內(nèi)。第一引導路徑9引導沖頭8。上模具5和中間模具6都夾緊金屬帶2以便制造鉚釘構(gòu)件3。 用于夾緊金屬帶2的夾緊模具21布置在上模具5的內(nèi)周邊上。 另外，用于將彈性力向下施加在夾緊模具21上的彈性構(gòu)件介于上 模具5和夾緊模具21之間。彈性構(gòu)件可以是螺旋彈簧38。下模具7布置在中間模具6之下。金屬去除路徑11垂直形成在下 模具7內(nèi)。金屬去除路徑11如圖8所示通向過多金屬收集室36。過多 金屬26在金屬板1被結(jié)合之后經(jīng)由金屬去除路徑11被推到過多金屬 收集室36。中間模具6和下模具7都夾緊重疊金屬板1。第一和第二引導路徑9和10以及金屬去除路徑11具有帶有相同 中心軸線的圓柱形形狀。如圖1所示，第一引導路徑9的半徑rl與第二引導路徑10的半 徑r2相同，以便引導沖頭8。但是，金屬去除路徑11的半徑r3小于 第二引導路徑10的半徑r2,以便通過鉚釘構(gòu)件3結(jié)合金屬板1。同時，如圖7所示，第一和第二引導路徑9和10以及金屬去除路 徑11可具有三角形棱鏡形狀。在這種情況下，被結(jié)合的金屬板l受到 轉(zhuǎn)動限制，這是由于被沖制的鉚釘構(gòu)件的截面是三角形的。另外，可 以形成多個第一和第二引導路徑9和10以及金屬去除路徑11，金屬板 1在多個結(jié)合位置上通過鉚釘構(gòu)件3結(jié)合。被結(jié)合的金屬板1通過結(jié)合 位置的這種配置受到轉(zhuǎn)動限制。這里，鉚釘構(gòu)件3的截面具有圓形或三角形形狀，但是不局限于 這種形狀。應(yīng)該理解到本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到可以任意選擇鉚 釘構(gòu)件3的截面形狀。加熱單元16將金屬板1和金屬帶2加熱到出現(xiàn)塑性流動的溫度。加熱單元16如圖3所示包括三個電極13、 14、和15。第一電極 13布置在連接在電源12上的第二電極14之上。布置在第一和第二電 極13和14之間的金屬帶2在電流施加在第一和第二電極13和14之 間時快速加熱。另外，連接在電源12上的第三電極15布置在第二電 極14之下。布置在第二和第三電極14和15之間的金屬板在電流施加 在第二和第三電極14和15之間時快速加熱。第一、第二和第三電極13、 14和15的截面是具有相同中心軸線 的圓形形狀。另外，金屬板1和金屬帶2具有電阻，使得在電流施加 其上時在其中產(chǎn)生熱量。按照本發(fā)明實施例的另一加熱單元16如圖4所示包括通過高頻感 應(yīng)線圈18巻繞的第一、第二和第三電極13、 14和15。第一、第二和 第三電極13、 14和15快速加熱金屬板1和金屬帶2。即，連接在電源12上的高頻感應(yīng)線圏17圍繞第一和第二電極13和14巻繞。因此，布 置在上模具5和中間模具6之間的金屬帶2通過感應(yīng)電流快速加熱。 另外，連接在電源12上的高頻感應(yīng)線圈17圍繞第二和第三電極14和 15巻繞。因此，布置在中間模具6和下模具7之間的金屬板1通過感 應(yīng)電;危'決速力口熱。按照本發(fā)明實施例的其它加熱單元16如圖5所示包括安裝在沖頭 8的下側(cè)上的第一激光源18和安裝在下模具7的內(nèi)周邊上的第二激光 源19。第一和第二激光源18和19加熱金屬帶2和金屬板1。即，布 置在上模具5和中間模具6之間的金屬帶2通過安裝在沖頭8下側(cè)上 的第一激光源18快速加熱，并且布置在中間模具6和下模具7之間的 金屬板1通過安裝在下模具7的內(nèi)周邊上的第二激光源19快速加熱。加熱單元16不局限于所4皮露的實施例，相反用來覆蓋包括在所附 權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的多種變型和等同配置。即，在模具中加熱金屬帶2和金屬板1以便經(jīng)由塑性流動結(jié)合金 屬板1的任何加熱單元16可以適用于本發(fā)明。另外，加熱單元16將 金屬帶2和金屬板1加熱到金屬板1和金屬帶2進行塑性流動但不爐、 化的溫度。沖頭8連接在結(jié)合單元32上，并且從結(jié)合單元32傳遞壓力。沖 頭8將結(jié)合載荷施加在金屬板1上。沖頭8沿著第一引導路徑9向下 運動，并且通過沖制金屬帶2來制造鉚釘構(gòu)件3。隨后，沖頭8沿著第二引導路徑9進一步向下運動，并且將鉚釘 構(gòu)件3壓配合到金屬板1上。在這種情況下，由于金屬去除路徑11的 半徑r3小于第二引導路徑10的半徑r2,沖頭8運動并停止在重疊金 屬板1的上表面上，以便將鉚釘構(gòu)件3壓配合在金屬板上1。沖頭8的截面形狀與第一和第二引導路徑9和IO相同。夾緊單元31與上模具5的上側(cè)連接。夾緊單元31施加夾緊載荷， 以便將金屬板1夾緊在上模具5上。液壓缸用來夾緊單元31。結(jié)合單元32與沖頭8的上側(cè)連接，并且將結(jié)合載荷施加在沖頭8 上。液壓缸可以用作結(jié)合單元32。另外，結(jié)合單元32的結(jié)合單元缸 40形成在夾緊單元31的夾緊單元活塞39處。因此，在液壓施加在夾 緊單元31上并且夾緊單元活塞39向下運動時，結(jié)合單元缸40和夾緊 單元活塞39—起向下運動，并且將結(jié)合載荷施加在沖頭8上。另外，金屬板的結(jié)合設(shè)備的尺寸可以通過這種結(jié)構(gòu)來減小。金屬帶傳送單元20包括傳送輥子34、金屬帶供應(yīng)輥子23以及金屬帶縮回輥子25。傳送輥子34安裝在上模具5的兩側(cè)上。傳送輥子34傳送金屬帶2。 金屬帶供應(yīng)輥子23安裝在夾緊單元31的一側(cè)上。金屬帶2巻繞在金屬帶供應(yīng)輥子23上。金屬帶供應(yīng)輥子23將金屬帶2供應(yīng)到金屬板的結(jié)合設(shè)備。金屬帶縮回輥子25安裝在夾緊單元31的另一側(cè)上。金屬帶2在 沖制之后縮回金屬帶輥子25。在巻繞在金屬帶供應(yīng)輥子2 3上的金屬帶2展開并通過傳送輥子34 供應(yīng)到金屬板的結(jié)合設(shè)備之后，沖頭8向下運動，以便沖制金屬帶2， 并結(jié)合金屬板l。隨后，雖然沖頭8、結(jié)合單元32和夾緊單元31返回 到其初始位置，金屬帶2巻繞在金屬帶縮回輥子25上。因此，金屬帶 2連續(xù)供應(yīng)到金屬板的結(jié)合設(shè)備。另外，在金屬帶2用完時，在金屬帶 供應(yīng)輥子23上更換新金屬帶2。沖擊載荷或重復載荷可通過液壓系統(tǒng) 或者氣壓系統(tǒng)施加在沖頭8上，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在本發(fā) 明的范圍內(nèi)任意選擇載荷類型以及壓力施加系統(tǒng)。下模具傳送單元33與下模具7連接。下模具傳送單元33在水平 方向上運動下模具7。液壓缸可以用作下模具傳送單元33。如圖9所示，按照本發(fā)明實施例的金屬板的示例性結(jié)合設(shè)備可以 安裝在用作點焊的機器人37上。在這種情況下，金屬板的結(jié)合設(shè)備還 包括連接在機器人上臂28以及機器人下臂29上的連接部分30。因此， 金屬板的結(jié)合設(shè)備安裝在用作點焊的機器人37上，并且第一、第二和 第三電極13、 14和15連接在電源12上。隨后，包括用于供應(yīng)夾緊載 荷和結(jié)合載荷的液壓系統(tǒng)或氣壓系統(tǒng)的機器人37運動到結(jié)合位置，并 且金屬板1被結(jié)合。同時，金屬帶2和金屬板1由相同材料制成，使得金屬板1容易 結(jié)合。此后，參考圖2和6，將詳細描述按照本發(fā)明實施例的金屬板的示 例性結(jié)合方法。如圖2所示，在重疊金屬板1的結(jié)合位置定位在下模具7的金屬 去除路徑1之上之后，第二引導路徑10的中心與結(jié)合位置的中心相遇。隨后，金屬板1通過中間模具6和下模具7夾緊。另外，金屬帶2通 過上模具5和中間模具6夾緊。隨后，加熱單元16從電源12接收電力，并且加熱金屬帶2和金 屬板1。隨后，沖頭8向下運動通過第一引導路徑9，并且沖制金屬帶2， 以便制造鉚釘構(gòu)件3。隨后，沖頭8進一步向下運動通過第二引導路徑10,并且將鉚釘 構(gòu)件3壓配合在重疊金屬板1內(nèi)。在這種情況下，由于金屬去除路徑 11的半徑r3小于第二引導路徑10的半徑r2,鉚釘構(gòu)件3和金屬板1 的向下運動通過金屬去除路徑11的上側(cè)限制。因此，鉚釘構(gòu)件3和金 屬板1經(jīng)由塑性流動結(jié)合。同時，如圖6所示，在結(jié)合過程中被向下推動的過多金屬26在下 模具7通過下模具傳送單元33水平運動時去除。在這種情況下，下模 具7去除過多金屬26,并且同時刮除金屬板1和鉚釘構(gòu)件3的結(jié)合位 置的下側(cè)。另外，過多金屬26經(jīng)由金屬去除路徑11在過多金屬收集 室36內(nèi)收集。主要按照點焊方法已經(jīng)焊接了車輛主體。按照這種方法，主要用 作車輛主體的金屬板具有高電阻，并且因此在高電流施加其上時很好熔化。相反，具有低電阻的輕金屬板在高電流施加其上時不能4艮好熔 化。但是，按照本發(fā)明，被加熱的輕金屬板經(jīng)由塑性流動結(jié)合，并因 此不出現(xiàn)電弧。另外，按照本發(fā)明，金屬板通過將鉚釘構(gòu)件壓配合在 被加熱金屬板內(nèi)而結(jié)合。因此，金屬板可以通過小結(jié)合載荷結(jié)合，但 是具有強的結(jié)合強度。雖然結(jié)合了實際示例性實施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解到本發(fā)明 不局限于所披露的實施例，相反打算覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神 和范圍內(nèi)的多種變型和等同配置。
權(quán)利要求
1.一種金屬板的結(jié)合設(shè)備，包括相互重疊的金屬板；用于結(jié)合重疊金屬板的金屬帶，其材料與金屬板的材料相同；用于供應(yīng)和縮回金屬帶的金屬帶傳送單元；由金屬帶沖制并被加熱的鉚釘構(gòu)件；通過安裝在其上部的螺旋彈簧的彈性力夾緊金屬帶的上模具，上模具引導沖頭，并且用作第一電極；用于夾緊重疊金屬板并沖制金屬帶以便制造鉚釘構(gòu)件的中間模具，中間模具引導鉚釘構(gòu)件和沖頭，并且用作第二電極；支承重疊金屬板的下模具，下模具用作通過鉚釘構(gòu)件擠壓成形金屬板的擠壓成形模具，并且包括在擠壓成形過程中刮除過多金屬的刮除模具和第三電極；以及通過沖制金屬帶制造鉚釘構(gòu)件的沖頭，通過將載荷施加在鉚釘構(gòu)件上，沖頭將鉚釘構(gòu)件壓配合在重疊金屬板上。
2. —種金屬板的結(jié)合方法，包括將下模具布置在重疊金屬板的結(jié)合位置之下，以便結(jié)合重疊金屬板；將第二引導路徑的中心軸線與結(jié)合位置的中心相遇；同時通過中間模具夾緊重疊金屬板以及通過螺旋彈簧夾緊金屬帶；通過在第 一 電4及和第二電極之間施加電流而快速加熱通過螺旋彈 簧夾緊的金屬帶；通過插入第 一 引導路徑的沖頭沖制夾緊的金屬帶，制造被加熱鉚 釘構(gòu)件；通過在接觸重疊金屬板的上側(cè)的第二電極和接觸重疊金屬板的下 側(cè)的第三電極之間施加電流而快速加熱重疊金屬板；將被加熱鉚釘構(gòu)件壓配合在通過沖頭的壓縮載荷夾緊在中間模具 和下模具之間的金屬板內(nèi)；以及在處于塑性流動狀態(tài)下的被加熱的鉚釘構(gòu)件和被加熱重疊金屬板 經(jīng)由金屬去除路徑擠壓成形時通過擠壓力和剪切力經(jīng)由鉚釘構(gòu)件結(jié)合 重疊金屬板，金屬去除路徑的半徑小于第二引導路徑的半徑。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法其特征在于，金屬帶通過在連接在電 源上的第二電極和第 一 電極之間施加電流來快速加熱，金屬板通過在 第二電極和連接在電源上的第三電極之間施加電流而快速加熱，第一 、 第二和第三電極具有帶有相同中心軸線的圓柱形形狀，金屬帶在第一 引導路徑中沖制，被沖制的鉚釘構(gòu)件經(jīng)過第二引導路徑，并且壓配合 在金屬板的被加熱部分內(nèi)，金屬板經(jīng)由塑性流動擠壓成形和結(jié)合，并 且同時在沖頭運動通過第一和第二引導路徑時過多金屬被推到金屬去 除路徑。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，高頻感應(yīng)線圈巻繞在 笫一和第二電極上，布置在上模具和中間模具之間的金屬帶通過高頻 感應(yīng)線圏的感應(yīng)電流快速加熱，高頻感應(yīng)線圈巻繞在第二和第三電招_ 上，并且布置在中間模具和下模具之間的金屬板通過高頻感應(yīng)線圏的 感應(yīng)線圈快速加熱。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，布置在上模具和中間 模具之間的金屬帶通過安裝在沖頭下側(cè)上的第 一激光源快速加熱，并且布置在中間模具和下模具之間的金屬板通過安裝在金屬去除路徑上 的第二激光源快速加熱。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，巻繞在金屬帶供應(yīng)輥 子上的金屬帶展開并被沖制，使得金屬帶連續(xù)供應(yīng)和縮回之后，在沖 頭返回時被沖制的金屬帶通過金屬帶傳送單元縮回和巻繞在金屬帶縮 回輥子上，并且金屬帶供應(yīng)輥子在金屬帶消耗時更換。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，沖頭的下側(cè)運動到重 疊金屬板的上側(cè)，使得在鉚釘構(gòu)件壓配合在金屬板內(nèi)時不形成伸出金 屬，并且連接在下模具傳送單元上的下模具在水平方向上滑動，并且 刮除附接在重疊金屬板的下側(cè)上的過多金屬。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在鉚釘構(gòu)件通過沖頭 形成之后，在被加熱鉚釘構(gòu)件壓配合在夾緊在中間模具和下模具之間 的金屬板內(nèi)時，塑性流動狀態(tài)下被加熱金屬板通過鉚釘構(gòu)件的重復壓 縮載荷結(jié)合。
9. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，第一和第二引導路徑 和金屬去除路徑的截面是圓形或者三角形，由此按照鉚釘構(gòu)件的截面 形狀，金屬板的轉(zhuǎn)動受到限制。
10. 如權(quán)利要求1或9所述的設(shè)備，其特征在于，使用至少一個 第一和第二引導路徑、金屬去除路徑和沖頭，以便限制金屬板的轉(zhuǎn)動。
11. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括設(shè)置將電力 供應(yīng)到第一、第二和第三電極的電源以及用于供應(yīng)夾緊載荷、擠壓成 形載荷以及刮除載荷的液壓系統(tǒng)的機器人；其中機器人自動運動到金屬板的結(jié)合位置。
12. —種金屬板的結(jié)合設(shè)備，包括 具有垂直形成在其內(nèi)部的第一引導路徑的上模具； 具有垂直形成在其內(nèi)部的第二引導路徑的中間模具，中間模具布置在上模具之下；具有垂直形成在其內(nèi)部的金屬去除路徑的下模具，下模具布置在 中間模具之下；用于加熱金屬板和金屬帶的加熱單元；用于將結(jié)合載荷施加在金屬板上的沖頭；將用于夾緊金屬板的夾緊載荷施加在上模具上的夾緊單元；以及 將用于結(jié)合金屬板的結(jié)合載荷施加在沖頭上的結(jié)合單元。
13. 如權(quán)利要求l2所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，上模具和中間 模具都夾緊用于鉚釘構(gòu)件的金屬帶，并且中間模具和下模具都夾緊金 屬板。
14. 如權(quán)利要求U所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，金屬帶的材料 與金屬板的材料相同。
15. 如權(quán)利要求l2所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，還包括在水平 方向上運動下模具的下模具傳送單元。
16. 如權(quán)利要求13所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，還包括在水平 方向上運動金屬帶的金屬帶傳送單元。
17. 如權(quán)利要求l6所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，金屬帶傳送單 元包括布置在上模具的兩側(cè)上的傳送輥子；布置在夾緊單元的一側(cè)上的金屬帶供應(yīng)輥子，金屬帶圍繞其上巻 繞；以及布置在夾緊單元的另一側(cè)上的金屬帶縮回輥子，金屬帶在被沖制 之后縮回其中。
18. 如權(quán)利要求12所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，還包括用于夾 緊金屬帶的夾緊模具；其中夾緊模具布置在上模具的內(nèi)周邊上。
19. 如權(quán)利要求18所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，將彈性力向下 施加在夾緊模具上的彈性構(gòu)件介于上模具和夾緊模具之間。
20. 如權(quán)利要求19所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，彈性構(gòu)件是螺旋彈簧。
21. 如權(quán)利要求18所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，加熱單元包括形成在夾緊模具的內(nèi)周邊上的第一電極； 形成在中間模具的內(nèi)周邊上的第二電極；以及形成在下模具的內(nèi)周邊上的第三電極。
22. 如權(quán)利要求11所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，在電流施加其 上時，熱量在金屬板和金屬帶內(nèi)產(chǎn)生，這是由于其電阻很高。
23. 如權(quán)利要求21所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，第一、第二和 第三電極各自通過產(chǎn)生頻率的線圈巻繞。
24.如權(quán)利要求11所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，另一加熱單元 包括用于加熱金屬帶的第 一激光源，第 一激光源安裝在沖頭的下側(cè)上， 以及用于加熱金屬板的第二激光源，第二激光源安裝在下模具的內(nèi)周 邊上。
25. 如權(quán)利要求12所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，第一和第二引 導路徑具有相同半徑。
26. 如權(quán)利要求25所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，金屬去除路徑 的半徑小于第二引導路徑的半徑。
27. 如權(quán)利要求12所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，第一和第二引 導路徑和金屬去除路徑具有圓柱形形狀。
28. 如權(quán)利要求12所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，第一和第二引 導路徑以及金屬去除路徑具有三角形棱鏡形狀。
29. 如權(quán)利要求12所述的結(jié)合設(shè)備，其特征在于，結(jié)合單元的結(jié) 合單元缸形成在夾緊單元的夾緊單元活塞處。
30. —種金屬板的結(jié)合方法，包括 通過下模具和中間模具夾緊重疊金屬板；通過中間模具和上模具將金屬帶布置在重疊金屬板之上； 通過加熱單元加熱重疊金屬板和金屬帶； 通過沖制金屬帶形成鉚釘構(gòu)件；以及 通過沖頭將鉚釘構(gòu)件壓配合在重疊金屬板內(nèi)。
31. 如權(quán)利要求30所述的結(jié)合方法，其特征在于，還包括去除壓 配合過程中被推出的過多金屬。
32. 如權(quán)利要求31所述的結(jié)合方法，其特征在于，通過在水平方 向上運動下模具，多金屬被去除過，并且金屬板被刮除。
33. 如權(quán)利要求30所述的結(jié)合方法，其特征在于，第一引導路徑 垂直形成在上模具內(nèi)，第二引導路徑垂直形成在中間模具內(nèi)，并且金 屬去除路徑垂直形成在下模具內(nèi)。
34. 如權(quán)利要求33所述的結(jié)合方法，其特征在于，第一和第二引 導路徑具有相同半徑。
35. 如權(quán)利要求34所述的結(jié)合方法，其特征在于，金屬去除路徑 的半徑小于第二引導路徑的半徑。
全文摘要
一種金屬板的結(jié)合設(shè)備和方法簡化了金屬板的結(jié)合過程并改進了結(jié)合強度。金屬板的結(jié)合設(shè)備包括具有垂直形成在其內(nèi)部的第一引導路徑的上模具；具有垂直形成在其內(nèi)部的第二引導路徑的中間模具，中間模具布置在上模具之下；以及具有垂直形成在其內(nèi)部的金屬去除路徑的下模具，下模具布置在中間模具之下；用于加熱金屬板和金屬帶的加熱單元；用于將結(jié)合載荷施加在金屬板上的沖頭；用于施加夾緊載荷以便將金屬板夾緊在上模具上的夾緊單元；以及將結(jié)合載荷施加在沖頭上以便結(jié)合金屬板的結(jié)合單元。
文檔編號B23K11/11GK101222997SQ200680025621
公開日2008年7月16日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者陳仁泰 申請人:陳仁泰