制造自沖鉚螺母的裝置以及制造自沖鉚螺母的方法
【專利說明】制造自沖鉚螺母的裝置以及制造自沖鉚螺母的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年7月1日提交的第2014-135592號日本專利申請的優先權。該申請的內容通過整體援弓I而并入本申請。
技術領域
[0003]本發明涉及一種制造自沖鉚螺母(self-piercing and clinch nut)的裝置，以及一種制造自沖鉚螺母的方法。
【背景技術】
[0004]第08-029392號日本已審查專利公開文獻和第5325934號日本專利中公開了通過鍛造制造自沖鉚螺母的裝置。
[0005]自沖鉚螺母用以下方式固定在母材上(該母材為例如鋼板等接受自沖鉚螺母的材料)。首先，自沖鉚螺母的先導部在母材中沖壓出孔。同時，部分母材變形以填充在自沖鉚螺母的先導部與環繞壁(肋)之間的間隙。因此，母材被螺母鉚住，并且螺母牢固地固定在母材上。這表明螺母的先導部與環繞壁的尺寸精度是決定自沖鉚螺母固定得多牢固的關鍵因素。
【發明內容】
[0006]根據本發明的一個方案，制造自沖鉚螺母的裝置包括第一鍛模組件、第二鍛模組件、第三鍛模組件、轉移機構和控制器。第一鍛模組件構造成使坯料經受第一加工。第一鍛模組件包括第一模具、第一柱形插入件、第一沖頭和第一銷。第一模具包括第一插入孔和限定第一插入孔的第一內周壁。第一柱形插入件包括第一平臺。第一柱形插入件適配在第一插入孔中，且第一平臺與坯料相對，以便限定在其中加工坯料的第一加工空間。第一平臺包括第一側壁。第一側壁和第一內周壁限定第一環繞槽。第一沖頭可靠近和遠離第一加工空間而移動。第一銷適配在第一柱形插入件的第一孔中。第二鍛模組件鄰近第一鍛模組件，并構造成在坯料已經經過在第一鍛模組件中的第一加工之后，使坯料經受第二加工。第二鍛模組件包括第二模具、第二柱形插入件以及第二沖頭。第二模具包括第二插入孔和限定第二插入孔的第二內周壁。第二柱形插入件包括第二平臺。第二柱形插入件適配在第二插入孔中，且第二平臺與坯料相對，以便限定在其中加工坯料的第二加工空間。第二平臺包括第二側壁。第二側壁和第二內周壁限定第二環繞槽。第二沖頭可靠近和遠離第二加工空間而移動。第二內周壁在第二環繞槽中的內周長隨著到第二沖頭的距離的增加而減小。第三鍛模組件鄰近第二鍛模組件，并構造成在坯料已經經過第二鍛模組件中的第二加工之后，使坯料經受第三加工。第三鍛模組件包括第三模具、柱形引導件、第三沖頭和第四柱形沖頭。第三模具包括第三插入孔。柱形引導件包括第三孔。柱形引導件包括沿著第三孔的開口的環形突起。環形突起被插入第三插入孔以限定第三加工空間。環形突起設置在與坯料相對的相對表面。環形突起距相對表面的高度至少大于坯料的環繞壁的高度。第三沖頭適配在第三孔中，并且包括桿狀柄(shank，模柄)、比柄更靠近坯料的桿狀遠端、以及在桿狀柄和桿狀遠端之間的傾斜截錐部。第四柱形沖頭可靠近和遠離第三加工空間移動。第四柱形沖頭構造成使坯料夾在第三沖頭和第四柱形沖頭之間，以便在坯料中限定通孔。轉移機構構造成在第一鍛模組件、第二鍛模組件和第三鍛模組件中的相鄰兩個鍛模組件之間轉移坯料。控制器構造成控制第一鍛模組件、第二鍛模組件、第三鍛模組件和轉移機構的運行。控制器構造成在第一加工空間中將坯料夾在第一銷、第一柱形插入件與第一沖頭之間，以便利用第一銷的第一端部擠壓被迫使進入第一柱形插入件的第一孔的坯料，以在坯料上設置先導部(Pilot port1n,引導部)，以及使被迫使進入第一環繞槽的坯料設置有圍繞先導部的環繞壁。控制器構造成在第二加工空間中將坯料夾在第二柱形插入件和第二沖頭之間，以便使插入第二環繞槽的環繞壁朝向先導部傾斜。控制器構造成在第三加工空間中將坯料夾在柱形引導件、第三沖頭與第四柱形沖頭之間，以便在坯料中設置通孔，并使先導部朝向環繞壁傾斜。
[0007]根據本發明的另一方案，制造自沖鉚螺母的裝置包括第一鍛模組件、第二鍛模組件、第三鍛模組件和轉移機構。第一鍛模組件構造成使坯料經受第一加工。第一鍛模組件包括第一模具、第一柱形插入件、第一沖頭和第一銷。第一模具包括第一插入孔和限定第一插入孔的第一內周壁。第一柱形插入件包括第一平臺。第一柱形插入件適配在第一插入孔中，并且第一平臺與坯料相對，以限定在其中加工坯料的第一加工空間。第一平臺包括第一側壁。第一側壁和第一內周壁限定第一環繞槽。第一沖頭可靠近和遠離第一加工空間移動。第一銷適配在第一柱形插入件的第一孔中。第二鍛模組件鄰近第一鍛模組件，并構造成在坯料已經在第一鍛模組件中經過第一加工之后，使坯料經受第二加工。第二鍛模組件包括第二模具、第二柱形插入件和第二沖頭。第二模具包括第二插入孔和限定第二插入孔的第二內周壁。第二柱形插入件包括第二平臺。第二柱形插入件適配在第二插入孔中，并且第二平臺與坯料相對，以限定在其中加工坯料的第二加工空間。第二平臺包括第二側壁。第二側壁和第二內周壁限定第二環繞槽。第二沖頭可靠近和遠離第二加工空間移動。第二內周壁在第二環繞槽中的內周長隨著到第二沖頭的距離的增加而減小。第三鍛模組件鄰近第二鍛模組件并構造成在坯料已經在第二鍛模組件中經過第二加工之后，使坯料經受第三加工。第三鍛模組件包括第三模具、柱形引導件、第三沖頭以及第四柱形沖頭。第三模具包括第三插入孔。柱形引導件包括第三孔。柱形引導件包括沿著第三孔的開口的環形突起。環形突起被插入第三插入孔以限定第三加工空間。環形突起設置在與坯料相對的相對表面。環形突起距相對表面的高度至少大于坯料的環繞壁的高度。第三沖頭適配在第三孔中，并且包括桿狀柄、比桿狀柄更靠近坯料的桿狀遠端以及在桿狀柄和桿狀遠端之間的傾斜截錐部。第四柱形沖頭可靠近和遠離第三加工空間移動。第四柱形沖頭構造成將坯料夾在第三沖頭和第四柱形沖頭之間，以在坯料中限定通孔。轉移機構構造成在第一鍛模組件、第二鍛模組件和第三鍛模組件中的相鄰兩個鍛模組件之間轉移坯料。
[0008]根據本發明的另一方案，提供一種制造自沖鉚螺母、第一鍛模組件、第二鍛模組件、第三鍛模組件和的方法。第一鍛模組件包括第一模具、第一柱形插入件、第一沖頭和第一銷。第一模具包括第一插入孔和限定第一插入孔的第一內周壁。第一柱形插入件包括第一平臺。第一柱形插入件適配在第一插入孔中，并且第一平臺與坯料相對，以限定在其中加工坯料的第一加工空間。第一平臺包括第一側壁。第一側壁和第一內周壁限定第一環繞槽。第一沖頭可靠近和遠離第一加工空間移動。第一銷適配在第一柱形插入件的第一孔中。第二鍛模組件包括第二模具、第二柱形插入件和第二沖頭。第二模具包括第二插入孔和限定第二插入孔的第二內周壁。第二柱形插入件包括第二平臺。第二柱形插入件適配在第二插入孔中，并且第二平臺與坯料相對，以限定在其中加工坯料的第二加工空間。第二平臺包括第二側壁。第二側壁和第二內周壁限定第二環繞槽。第二沖頭可靠近和遠離第二加工空間移動。第二內周壁在第二環繞槽中的內周長隨著距第二沖頭的距離的增加而減小。第三鍛模組件包括第三模具、柱形引導件、第三沖頭和第四柱形沖頭。第三模具包括第三插入孔。柱形引導件包括第三孔。柱形引導件包括沿著第三孔的開口的環形突起。環形突起被插入第三插入孔以限定第三加工空間。環形突起設置在與坯料相對的相對表面上。環形突起距相對表面的高度至少大于坯料的環繞壁的高度。第三沖頭適配在第三孔中，并且包括桿狀柄、比桿狀柄更靠近坯料的桿狀遠端以及在桿狀柄和桿狀遠端之間的傾斜截錐部。第四柱形沖頭可靠近和遠離第三加工空間移動。第四柱形沖頭構造成將坯料夾在第三沖頭和第四柱形沖頭之間以便在坯料中限定通孔。坯料被設置在第一加工空間中。在坯料已經被設置在第一加工空間之后，將坯料夾在第一銷、第一柱形插入件與第一沖頭之間，以便利用第一銷的第一端部擠壓被迫使進入第一桿狀插入件的第一孔的坯料，以在坯料上設置先導部，并使被迫使進入第一環繞槽的坯料設置有圍繞先導部的環繞壁。在坯料已經被夾在第一銷、第一柱形插入件與第一沖頭之間之后，將坯料設置在第二加工空間中。在坯料已經被設置在第二加工空間之后，將坯料夾在第二柱形插入件和第二沖頭之間以便使插入第二環繞槽的環繞壁朝向先導部傾斜。在坯料已經被夾在第二柱形插入件和第二沖頭之間之后，將坯料設置在第三加工空間。在坯料已經被設置在第三加工空間之后，將坯料夾在柱形引導件、第三沖頭與第四柱形沖頭之間以便設置通孔并使先導部朝向環繞壁傾斜。
【附圖說明】
[0009]本發明的更完整的領會和它的許多伴隨的優點將容易獲得，因為當結合附圖考慮時，本發明的更完整的領會和它的許多伴隨的優點通過參考以下詳細描述而變得更好理解，其中:
[0010]圖1是示出了根據一實施例的制造裝置的示例性總體布置的框圖；
[0011]圖2是由根據該實施例的制造裝置制造的自沖鉚螺母的示例性構造的立體圖；
[0012]圖3是由根據該實施例的制造裝置制造的自沖鉚螺母的示例性構造的主視圖；
[0013]圖4是自沖鉚螺母的另一示例性構造的立體圖；
[0014]圖5是自沖鉚螺母的另一示例性構造的主視圖；
[0015]圖6是根據該實施例的鍛造成形部的示例性構造的平面圖；
[0016]圖7是根據該實施例的鍛造成形部的示例性構造的平面圖；
[0017]圖8是第一鍛模組件的示例性構造的平面圖；
[0018]圖9是第一鍛模組件的示例性構造的正面剖視圖；
[0019]圖10是第一鍛模組件的示例性構造的正面剖視圖；
[0020]圖11是第一插入件的示例性構造的立體圖；
[0021]圖12是第一插入件的示例性構造的平面圖；
[0022]圖13是第一插入件的示例性構造的主視圖；
[0023]圖14是第一沖頭的示例性構造的后視圖；
[0024]圖15是第二鍛模組件的示例性構造的正面剖視圖；
[0025]圖16是第二模具的示例性構造的平面圖；
[0026]圖17是第二模具的示例性構造的正面剖視圖；
[0027]圖18是第二插入件的示例性構造的平面圖；
[0028]圖19是第二插入件的示例性構造的主視圖；
[0029]圖20是第三鍛模組件的示例性構造的正面剖視圖；
[0030]圖21是第三模具的示例性構造的平面圖；
[0031]圖22是引導件的示例性構造的平面圖；
[0032]圖23是引導件的示例性構造的正面剖視圖；
[0033]圖24是第二沖頭的不例性構造的主視圖；
[0034]圖25是第四沖頭的示例性構造的后視圖；
[0035]圖26是示出了預先形成坯料的先導部和環繞壁的步驟的正面剖視圖；
[0036]圖27是示出了使坯料的環繞壁向先導部傾斜的步驟的正面剖視圖；以及
[0037]圖28是示出了使坯料的先導部向環繞壁傾斜的步驟的正面剖視圖。
【具體實施方式】
[0038]現在將參照附圖描述本實施例，其中在多個附圖中，相同的附圖標記表示相應或相同的元件。
[0039]<1.制造裝置的總體布置〉
[0040]圖1是示出了根據一實施例的制造自沖鉚螺母的裝置1(下文中簡稱為“制造裝置”)的示例性構造的框圖。如圖1所示，制造裝置1主要包括供給部3、鍛造成形部10和控制器90。為使多個方向清楚，圖2和隨后的附圖根據需要附