金属与复合材料铆接用铆钉与装置的制作方法

本技术涉及金属与复合材料连接，特别涉及一种金属与复合材料铆接用铆钉与装置。

背景技术：

1、碳纤维增强复合材料因比强度高、比模量高、耐疲劳性能好、热膨胀系数小及耐腐蚀性好等优势，已成为汽车轻量化、航空航天结构减重的核心材料，常与铝合金等金属材料搭配，以铆接形式实现结构连接。

2、然而，目前复合材料塑性较差，传统铆接过程中易出现纤维断裂、基体开裂、界面脱胶和分层等破坏，直接导致接头性能下降甚至失效；同时，传统铆接需对复合材料预制孔才能与金属板对接，不仅增加铆接工序，还存在工装与开孔对准难度大的问题，进一步降低生产效率与接头一致性。现有铆接装置多为单一功能模具（仅冲裁或仅铆接），且铆钉与模具的尺寸适配性缺乏明确设计，无法同步解决“预制孔依赖”“冲裁缺陷”“接头强度不足”三大核心问题，难以满足金属－复合材料一体化铆接需求，因此我们急需金属与复合材料铆接用铆钉与装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种金属与复合材料铆接用铆钉与装置，通过双序模具共用上模、专用铆钉特定结构协同，搭配切料模优化冲裁应力、弹簧与浮动模保障板材贴合，实现免复合材料预制孔、减少冲裁缺陷，适配不同厚度板材，提升铆接工序效率与接头的静态拉伸及疲劳性能。

2、本实用新型的目的是这样实现的：包括设置在工作台上用于冲裁的第一模具及用于铆接的第二模具，还包括：第一模具由设置在上模具上的冲料模及可拆卸设置在下模具上的切料模组成；固定安装在上模具上用于压紧板材的压边圈，所述冲料模同轴设置于压边圈的环形内腔中，且冲料模与压边圈的环形内腔滑动适配；设置在冲料模端部上用于冲料的铆钉；开设在切料模内的腔体，所述腔体的底壁滑动连接有用于出料的浮动模，所述腔体内设置有弹簧，且弹簧的两端分别与浮动模及腔体的内壁相抵；所述第二模具由可拆卸设置在下模具上的支撑模及与第一模具中相同上模具组成；固定安装在支撑模内用于铆接的铆接模。

3、可选地，所述铆钉由法兰、缩颈及自冲端组成，所述法兰与冲料模的端部固定安装，所述缩颈设置在铆钉的中部，所述自冲端设置在铆钉的底部。

4、可选地，所述法兰的下部与缩颈侧壁之间的夹角范围在15°-30°。

5、可选地，所述法兰、自冲端及缩颈之间的直径比值为6:4:3。

6、可选地，所述自冲端的端部开设有凹槽，所述铆接模的端面设置有与凹槽相匹配的凸起。

7、可选地，所述切料模的上部设置有用于降低冲裁应力的弧面。

8、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

9、1.本实用新型通过 “铆钉 及 双序模具” 的协同设计，无需对复合材料进行预制孔处理，同时借助切料模弧面优化冲裁应力分布、弹簧与浮动模保障冲裁过程中板材贴合度，有效减少复合材料冲裁时的纤维断裂、基体开裂及分层等缺陷，解决了现有技术中 “预制孔依赖增加工序” 与 “冲裁缺陷频发降低接头质量” 难以兼顾的问题。

10、2.本实用新型通过明确铆钉各部件直径比值（法兰：自冲端：缩颈 =6:4:3）及腔体与自冲端尺寸比值（1.4:1或1.8:1），可灵活适配不同厚度的上层金属板与下层复合材料板，无需针对单一规格单独开发模具，同时双序模具共用上模具，大幅减少模具切换调整时间，既解决了现有技术中铆钉与模具适配性差、适用范围窄的问题，又提升了金属 - 复合材料铆接的工序效率，更适配工业化批量生产需求。

1.一种金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：包括设置在工作台上用于冲裁的第一模具及用于铆接的第二模具，还包括：

2.根据权利要求1所述的金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：所述铆钉（12）由法兰（121）、缩颈（122）及自冲端（123）组成，所述法兰（121）与冲料模（1）的端部固定安装，所述缩颈（122）设置在铆钉（12）的中部，所述自冲端（123）设置在铆钉（12）的底部。

3.根据权利要求2所述的金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：所述法兰（121）的下部与缩颈（122）侧壁之间的夹角范围在15°-30°。

4.根据权利要求3所述的金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：所述法兰（121）、自冲端（123）及缩颈（122）之间的直径比值为6:4:3。

5.根据权利要求3所述的金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：所述自冲端（123）的端部开设有凹槽（124），所述铆接模（31）的端面设置有与凹槽（124）相匹配的凸起（4）。

6.根据权利要求1所述的金属与复合材料铆接用铆钉与装置，其特征在于：所述切料模（2）的上部设置有用于降低冲裁应力的弧面（5）。