本发明涉及钣金技术领域,特别涉及一种金属间接合工艺。
背景技术:
目前,常用的金属间接合工艺有:
(1)通过紧固件连接:部品一方打好螺纹孔,另一方为通孔,然后用螺栓来固定;或者双方均为通孔,然后用螺栓和螺母来固定;
(2)电焊连接:把材料的接合部连续性地接合,通过热量或压力或者是两者,有必要时再适当地添加些融合剂,在平板的两侧一边加压一边通过电流,利用其抵抗热来使铁板融化接合;
(3)焊接:把熔点比需焊接部件低的合金(如钎料)熔化后作为粘合剂,使得母材自身不熔化的前提下把多个部件接合起来的方法。
使用螺栓、螺母等紧固件来进行接合时,接合部品的扭力管理很重要。螺纹部的伤痕等很容易使得接合力的大小出现不均。同时,像这种用手工接合的方法如果不对垫片进行防松动处理的话,随着震动会使部件之间的接合力变弱。
氩弧焊是使用电焊棒的电焊。电焊棒比较粗,需要用较大的电流才可以,对需焊接的板材厚度有一定的限制,因此不适合用在薄板上。同其他的焊接工艺相比是难度最高的,需要有丰富的经验及技术,随着作业者的能力不同其焊接强度也有差异。
TIG焊接是氩弧焊的一种,从熔点非常高的钨金棒里得出氩气,其产生的热量使得母材熔化。其特点是在焊接作业时不产生火花,但是技术难度比较高,随着作业者的能力不同其焊接强度也有差异。
作为抵抗焊接的点焊,在平板两侧加压并且放电,其产生的抵抗热使得铁板熔化接合,其特点是焊接时间短使得生产效率比较高。但是,其只适用于平板,并且随着瞬间电流强度的变化而使得焊接强度出现差异。
作为焊接的一种钎焊,其加热方式有烙铁加热、炉内加热、火焰加热等几种,因为是熔化熔点比母材低的合金来达到母材接合的方式,母材之间并没有真正的熔合,因此其强度受到钎料的限制。同时钎焊对作业者的技术要求也比较高,随着作业者的不同其焊接强度也有差异。
奥氏体不锈钢是一种非常优秀的材料,但是焊接后却会发生各种各样的问题。不锈钢是含有12%以上铬的高合金钢,耐腐蚀性能非常好,主要的合金元素有只含铬的铬系不锈钢,以及含有铬和镍的Cr-Ni系不锈钢(铬系不锈钢有马氏体和铁素体;铬镍系不锈钢则是奥氏体)。奥氏体不锈钢在焊接时会发生高温开裂,根据使用环境的不同会在焊接部出现腐蚀现象,并产生腐蚀开裂、西格玛脆化等问题。铁素体不锈钢在受热部会出现结晶粗大、延伸性和韧性同母材相比显著劣化。700~750℃的热处理之后其延伸性和拉伸性虽会有所回复,但是粗大化的结晶却不能改变,韧性也不能恢复。综上所述,随着金属材质的不同,不能进行焊接加工的材料也比比皆是。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种金属间接合工艺,以解决现有技术中金属间接合工艺存在的上述问题。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种金属间接合工艺,包括以下步骤:
(1)提供一待连接金属部件,在待连接金属部件端面加工一个凸起,在凸起的头部以下部位加工凹槽,其凸起的头部形成环状凸起;
(2)提供一金属板材,在金属板材中冲压出一与所述环状凸起的外径大小相符的通孔,将通孔边缘加工成翻边;
(3)将所述环状凸起放入金属板材的翻边孔内并进行挤压加工,将金属板材的翻边压入待连接金属部件的凹槽里,使金属板材和待连接金属部件紧紧地接合在一起。
优选地,所述步骤(2)中将通孔边缘加工成翻边的步骤进一步包括:
将凹模放置在通孔的一侧面,凸模放置在另一侧面,再将凸模压入凹模中,从而使通孔边缘形成翻边。
优选地,所述凹模的内径从模口往里逐渐变小。
优选地,所述步骤(2)中的翻边形成的翻遍孔为锥形。
优选地,所述步骤(1)中的凸起为圆形凸台,所述步骤(2)中的通孔为圆孔。
优选地,所述待连接金属部件包括金属棒材和金属管材。
优选地,所述金属棒材包括螺柱和轴。
优选地,所述金属管材包括螺母。
与现有技术相比,本发明有以下有益效果:
1、本发明的接合工艺使得金属板材和待连接金属部件之间的的接合强度始终保持一致且不受材质限制;
2、本发明的接合工艺可以消除因材料的厚度变化、接合材料的材质不同等导致接合强度的参差不齐;同时,本工艺可以对焊接工艺所不能操作的几毫米厚的平板以及小部件进行加工,所以在电子工业和精密机器业方面有很大的利用价值。
3、对于不能进行焊接加工的材料,本工艺同样可以进行接合加工,例如,铜、黄铜、铝合金等材料和铁制品之间的接合;对电镀后的部件也能够加工,且在加工后无需再次进行电镀处理;
4、本发明的接合工艺的加工工序主要以冲压为主,使得操作更加简便;没有点焊时所需的加压和通电时间,能够把加工时间缩短到最小,极大地提高了生产效率;如果在生产现场导入机械手或机器人时,其生产效率就可以更进一步地得到提高;并且,待连接金属部件和金属板材在接合时,一次冲压可以同时加工几组产品;在汽车行业等有着广泛的应用价值;
5、本发明的接合工艺只需金属板材和待连接金属部件在接合处有特定的形状即可,不受外观的影响;且本工艺使得待连接金属部件和金属板材能够完美接合,在生产过程中利用价值很高;
6、本发明的接合工艺可以对应多种形状的部品,如棒材、轴类、管材、螺棒、螺母等,其用途非常广泛。
具体实施方式
以下结合实施例,详细说明本发明。
在需结合的金属棒材端面处先加工一个圆形凸起,在凸起的头部以下部位加工一个斜向内的凹槽—限位槽,其凸起的头部形成环状凸起—限位环。当然材料不局限于金属圆棒,其形状可以是任意多边形的棒材、转轴类、管材、螺柱、螺母等各种实心和空心的金属材料。
在接合前,先用2道冲压工序对金属板材进行加工。第一,在板材的相应位置冲一个和需接合材的限位环外径大小相符的圆孔;第二,在第一道工序成型的圆孔上进行翻边加工,翻边的高度可按照前述棒材端面的限位环的凸起高度尺寸来计算。以上的2道工序也可以同时进行。
将前述的棒材限位环放进板材的圆孔内,用冲压工艺或简单的两端挤压工艺将两者进行垂直压缩加工。因板材的翻边在棒材的限位槽里受到挤压产生变形,变形后的材料将紧紧地被挤压在限位槽内,并牢牢卡住,使得棒材和板材牢固地接合在一起。
A.实施形态:圆棒
圆棒材由两个金属部件组成,特将其标记为圆棒,板材。
把圆棒和板材按照本发明的接合工艺结合接合成圆棒材。先在圆棒需接合端加工好限位槽和其上方的限位环。把金属平板用1或2道工序进行打孔、翻边加工成。圆棒和板材使用本发明的接合工艺可以实现很简单的接合加工。
B.实施形态:螺柱
螺柱,在该螺纹下方制作一个圆环,在该圆环下方制作限位槽。平板和拉伸后的板材,由冲压加工成型,使用1或2个工序进行加工,从上方制作翻边。螺柱与平板或拉伸材可按本发明的接合工艺简单地接合成型。
以下就螺柱的结合品来进行本发明的接合工艺的说明。
本发明的接合工艺的第二工序,在平板的孔由第1凸模和第2凹模加工翻边成,具体为将第1凸模压入第1凹模中,从而使通孔边缘形成翻边。第2凹模的内径从模口往里逐渐变小使得的翻边孔成锥形状。翻边孔为锥形状,可方便诱导翻边容易进入限位槽内。假设平板的厚度为2.0mm,那么其凸模和凹模的间隙需要放大(比如2.2mm~)。
把平板设置在平面上,对圆棒进行垂直挤压加工,使用压力机或者人力使得翻边的材料陷入限位槽里。使得翻边在圆棒限位槽的周边发生塑性变形,翻边被挤入圆棒的限位槽中,并且平板被圆棒的限位环和本体压得紧紧的,从而使得圆棒和平板牢牢地接合成圆棒体,两者不会转动及脱落。如果圆棒的形状为所示,则在圆棒的圆环处利用治具1U进行垂直施压。
在螺柱上保护好螺纹部,在下方加工好和圆棒相同的构造,即限位槽、限位环。本发明的接合工艺,就可以把螺柱和平板或拉伸板接合起来。
螺栓和钢板之间的接合常用到点焊,但是本发明的接合工艺不需要加压时间或通电时间,可以把加工时间缩短到最小限度从而提高生产效率。另外,不能用焊接工艺进行加工的材料也可以使用本发明的接合工艺进行接合,例如铜、黄铜、铝合金等材料,不同种类的材料之间也可以进行接合加工。电镀后的产品也可以进行加工,且加工后不再需要再次电镀或采用其他复杂的加工工艺。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。