用于在液压成型工具中附连螺母的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于在液压成型工具中附连螺母的方法和装置。公开了一种用于形成液压成型的组件的方法、冲头和工具。利用外冲头在管形部件的第一壁中冲出第一开口。螺母保持件保持具有压铆特征的螺母，利用压铆特征在管形部件的第二壁中冲出第二开口，所述螺母保持件是与外冲头同轴的。螺母通过螺母保持件压铆到管形部件的第二壁的内表面。
【专利说明】
用于在液压成型工具中附连螺母的方法和装置
技术领域
[0001]本公开针对一种用于在液压成型工具中于管形部件中冲出开口并将螺母或其它螺纹紧固件安装在管形部件内部的方法和装置。
【背景技术】
[0002]管形部件可以通过在液压成型工具中执行的液压成型操作来形成。液压成型的部件可以以单个部件取代多个传统的冲压部件，从而减少制造组件所需的单独部件的数量和工序。此外，液压成型的部件可以提供增加的强度并可降低部件的重量。
[0003]现有技术的液压成型的部件的一个缺点是必须在液压成型操作完成并且从液压成型工具中移出管形部件之后安装紧固件(诸如，螺母和螺栓)。后液压成型操作也增加了用于制造液压成型的组件的周期时间。后液压成型操作增加了用于制造组件的固定设备成本。增加的周期时间和固定设备成本增加了制造液压成型的组件的成本。
[0004]此外，如果紧固件必须装配为满足精密公差，则将紧固构件附连到液压成型的部件可能会成为问题。液压成型的部件和紧固件可能需要多次操作以将螺母安装在管形部件上或将螺母安装在管形部件内。由于在管形部件内部难以定位、保持和固定螺母，因此将螺母安装在管形部件内是成问题的。
[0005]本公开致力于解决上述问题以及下文概述的其它问题。
【发明内容】
[0006]根据本公开的一方面，提供一种制造液压成型的组件的方法，所述方法包括以下步骤。在第一步中，利用外冲头在管形部件的第一壁中冲出第一开口。在第二步中，将螺母压铆到管形部件的第二壁的内表面，并利用压铆特征在管形部件的第二壁中冲出第二开口，所述压铆特征围绕由螺母限定的螺栓接纳开口设置在螺母上。
[0007]根据所述方法的其它方面，在第一壁中冲出第一开口之前，在液压成型工具中执行液压成型所述管形部件的附加步骤。所述方法可进一步包括:在第一壁中冲出第一开口之前，将螺母装载到设置在外冲头内的螺母保持件上。
[0008]根据本公开的另一方面，公开了一种用于液压成型部件的工具。所述工具包括被保持在液压成型工具中的液压成型模具和由所述工具操作的双重作用冲头。双重作用冲头包括外冲头和设置在外冲头内部的螺母保持件。在模具上在与双功能冲头的相对的侧面上设置有环形凹入，以便于将螺母固定到所述部件的内表面。螺母限定紧固件接纳开口并包括围绕紧固件接纳开口设置的压铆特征，所述压铆特征在所述部件中冲出开口。
[0009]根据本公开的涉及一种用于液压成型部件的工具的其它方面，外冲头可在部件的壁的第一部分中形成第一开口，并且螺母上的压铆特征在部件的壁的第二部分中形成第二开口，所述第二开口与第一开口轴向对齐。当外冲头在壁的第一部分中形成第一开口时，螺母通过外冲头内的螺母保持件保持。螺母保持件通过将螺母压铆到所述部件的内表面上而将螺母固定到所述部件的内表面。
[0010]液压成型工具和液压成型模具包括开口，通过所述开口将由螺母上的压铆特征所形成的废料从第二开口移出。液压成型模具还可以限定围绕所述开口的缓冲区，在螺母压铆到所述部件的内表面时，缓冲区接纳来自所述部件的移位的材料。来自所述部件的材料还围绕螺母上的压铆特征形成，以将螺母保持在所述部件上。
[0011]根据本公开的另一方面，公开一种用于在液压成型工具中将螺母附连到部件的冲压组件。冲压组件包括用于在所述部件中形成第一开口的外冲头以及被接纳在外冲头内的螺母保持件。螺母具有压铆特征，所述压铆特征的直径比外冲头的直径小并用于在将螺母附连到所述部件时在所述部件中形成第二开口。接纳部用于保持被同轴地接纳在外冲头内的螺母。
[0012]根据本公开的涉及冲压组件的其它方面，由接纳部保持的螺母可围绕第二开口压铆到所述部件。外冲头可以在所述部件的第一部分中形成第一开口，并且螺母可以在所述部件的第二部分中形成第二开口。螺母按照与第二开口对齐的方式固定到第二部分。螺母保持件在外冲头内是可运动的。外冲头在所述部件中形成第一开口。当螺母被压铆到所述部件时，由螺母保持件保持的螺母在所述部件中在与第一开口隔开的位置形成第二开口，外冲头围绕第二开口接合所述部件。
[0013]根据本发明的一个实施例，将由保持件保持的螺母按照与第二开口对齐的方式压铆到所述部件。
[0014]根据本发明的一个实施例，外冲头在所述部件中形成第一开口，同时保持件保持螺母与所述部件分隔开。
[0015]根据本发明的一个实施例，当螺母被压铆到所述部件时，螺母在所述部件中形成第二开口，外冲头围绕第二开口接合所述部件。
[0016]下面将参照附图描述本公开的上述方面和其它方面。
【附图说明】
[0017]图1是包括液压成型模具的液压成型工具的局部剖面图，示出了利用外冲头形成第一开口之前的管形部件。
[0018]图2是液压成型模具的局部剖面图，示出了利用外冲头形成第一开口之后的管形部件。
[0019]图3是液压成型模具的局部剖面图，示出了这样的管形部件:外冲头接合管形部件的内表面，螺母保持件支撑螺母以利用压铆特征在部件中形成第二开口。
[0020]图4是液压成型模具的局部剖面图，示出了在螺母按照与第二开口对齐的方式附连到管形部件的内表面之后的管形部件。
【具体实施方式】
[0021]参照附图公开了所示实施例。然而，应理解公开的实施例仅意图为可以采用各种形式和替代形式体现的示例。附图不一定按比例绘制并且一些特征会被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为教导本领域的技术人员如何实践公开的理念的代表性基础。
[0022]参考图1，部分地示出了设置有液压成型模具12的液压成型工具10。示出了被设置在液压成型模具12内的管形部件14。示出了通过作为液压成型工具10的一部分的两个单独的液压缸(未示出)或其它致动器来操作的双重作用冲头(主要由序标号16所指示)。如图1中所示，双重作用冲头16是相对于液压成型模具12可伸缩的并且优先执行管形部件14上的冲孔操作。
[0023]双重作用冲头16包括外冲头18和被同轴地接纳在外冲头18内的螺母保持件20。螺母26由螺母保持件20保持并包括压铆特征22。压铆特征22是螺母的一部分并包括切削刃，该切削刃起到用于从管形部件冲下废料(slug)以形成如下文所述的第二开口的切削刃的作用。螺母26被设置在由外冲头18限定的杯形的凹入28内。肩部30是螺母保持件20的一部分并连接螺母26。肩部30在螺母26上施加压紧力以通过模压(coining)或压铆将螺母26固定到管形部件14的内表面。
[0024]液压成型模具12在标号34处限定环形凹入或缓冲区。在螺母26被压紧到管形部件上时，缓冲区34接纳移位的材料，以将螺母26保持在管形部件14的内表面上。液压成型模具12限定废料移除孔36。
[0025]参考图2，示出了冲下废料38之后的双重作用冲头16，该废料38形成于在管形部件14中形成第一开口 40时。第一开口废料38通过外冲头18从管形部件14冲出，但通过连接桥(attachment bridge)而保留在管形部件14上。外冲头18在受力(如由图2中的箭头所示)时形成第一开口40，以进入到管形部件14内。如图2所示，螺母保持件20最初与外冲头18—起运动。螺母保持件20将螺母26磁性地或利用机械保持机构(指形件、止动器或其它支架)保持在凹入28内。
[0026]参考图3，示出了外冲头18接合管形部件14内表面的双重作用冲头16。此时，螺母保持件20在由图3中的上面的箭头所指示的方向上相对于外冲头18运动。示出了接合螺母26以驱动螺母进入管形部件14的内表面的肩部30。示出了在螺母26从第二开口 44切下废料42之后的螺母保持件20。示出了在通过由液压成型模具12限定的废料移除孔36而被从液压成型模具12移除之后的废料42。
[0027]参考图4，示出了在附连螺母26并从管形部件14撤回之后的双重作用冲头16。双重作用冲头16沿着由图4中箭头所指示的方向运动以撤回。螺母26被压铆到管形部件14的内壁，而管形部件14的一部分移位到由液压成型模具12所限定的缓冲区34中。第一开口废料38被管形部件14保持。第一开口 40为将被接纳在螺母26中的螺栓或其它紧固件提供入口。随着双重作用冲头16从管形部件中撤回，螺母保持件20(包括肩部30)开始撤回外冲头18内。此时，第一开口40和第二开口44已经形成在管形部件14中并且螺母26被压铆或模压为与管形部件14内表面接合。
[0028]螺母26、第一开口 40和第二开口 44全部同轴地对齐。此时，在这个过程中，管形部件14可以作为液压成型的部件组件48而从液压成型模具12中移除。在完成后，该过程可以通过将另一个管形部件14装载到液压成型模具12中且将新的螺母26装载到双重作用冲头16中而重复。
[0029]不需要后液压成型操作来将螺母装配到管形部件14。由于开口40和44二者都是被冲出的，并且螺母26是在双重作用冲头16的单次循环中被装配的，因此可以保持有关孔和螺母的相对位置的精密公差。
[0030]上面描述的是并未描述出本公开的所有可能的形式的具体实施例。可组合所示实施例的特征以形成所公开的理念的进一步实施例。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语。权利要求的范围要比具体公开的实施例的范围更广泛并且还包括所示实施例的变型。
【主权项】
1.一种制造液压成型的组件的方法，包括: 利用外冲头在管形部件的第一壁中冲出第一开口 ； 将螺母固定到管形部件的第二壁的内表面； 利用形成在螺母上的压铆特征在管形部件的第二壁上冲出第二开口。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括: 在第一壁中冲出第一开口之前，在液压成型工具中液压成型所述管形部件。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括: 在第一壁中冲出第一开口之前，将螺母装载到设置在外冲头内部的螺母保持件上。4.一种用于液压成型部件的工具，包括: 被保持在液压成型工具中的液压成型模具； 通过液压成型工具操作并被接纳在液压成型模具中的双重作用冲头，所述双重作用冲头包括外冲头和设置在外冲头内部的螺母保持件，其中，所述液压成型模具在与双重作用冲头相对的侧部上限定凹入，并且螺母固定到所述部件的内表面。5.如权利要求4所述的工具，其中，所述外冲头在所述部件的壁的第一部分中形成第一开口并且螺母在所述部件的壁的第二部分中形成第二开口，其中，第二开口与第一开口轴向对齐。6.如权利要求5所述的工具，其中，当外冲头在所述壁的第一部分中形成第一开口时，所述螺母由外冲头内的螺母保持件保持。7.如权利要求5所述的工具，其中，螺母保持件通过在形成第二开口的同时将螺母压铆到所述部件的内表面而将螺母固定到所述部件的内表面。8.如权利要求7所述的工具，其中，液压成型模具包括开口，通过所述开口将由螺母所形成的废料从第二开口移出，其中，液压成型模具限定围绕第二开口的缓冲区，所述缓冲区在螺母固定到所述部件的内表面时接纳来自于所述部件的移位的材料。9.一种用于在液压成型工具中将螺母附连到部件的冲压组件，包括: 外冲头，用于在所述部件中形成第一开口 ； 保持件，被接纳在外冲头中，所述保持件保持具有压铆特征的螺母，所述压铆特征在所述部件中形成第二开口，所述保持件与外冲头同轴对齐。10.如权利要求9所述的冲压组件，其中，由保持件保持的螺母与第二开口对齐地被压铆到所述部件。
【文档编号】B21D28/28GK105880362SQ201610081261
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】德拉甘·B·斯托伊科维克
【申请人】福特汽车公司