專利名稱：形成鉚釘接合的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉚接，特別是涉及形成具有希望的間隙量的鉚接的轉(zhuǎn)動(dòng)接合的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)中通常需要接合，其中鉚釘具有雙重目的，既將兩件或多件零件固定在一起，又起著樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸的作用，就像在鉗子接合件、剪刀接合件、剪線鉗、或各種類型的小齒輪中一樣。在此種接合件中，鉚接應(yīng)力或間隙是兩件或多件樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)相互聯(lián)接構(gòu)件之間摩擦量的決定因素。在諸如鉗子的工具接合件中，通常要求兩件或多件樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件相互接觸，但既不要那么緊地夾持在一起以致摩擦干擾它們的使用，又不能有太大的間隙以致工具的兩件零件相互相對松動(dòng)或打滑。在剪刀或剪線鉗的情況下，這樣的松動(dòng)有損于工具主要切割功能的有效性。這種具有松動(dòng)或打滑的鉚釘接合的工具通常被認(rèn)為質(zhì)量差。
在過去，難于應(yīng)用自動(dòng)化機(jī)械將諸如鉗爪或剪刀的兩件零件鉚接在一起，而這種接合件的最終調(diào)節(jié)必須由有經(jīng)驗(yàn)的員工手工進(jìn)行。通過采用帶突肩的鉚釘，接著采用精確控制的時(shí)間和壓力以形成鉚釘頭曾經(jīng)獲得某些成功。為成功地控制時(shí)間和鉚接壓力，必須精確控制鉚釘?shù)挠捕?，并盡可能應(yīng)用小的壓力，以便由工具所作用的形成鉚釘頭的夾緊壓力達(dá)到最小。除非被連接的零件及被使用的鉚釘以十分接近的公差進(jìn)行生產(chǎn)，不然，這些方法不能具有完全令人滿意的結(jié)果，因此，制作這種鉚釘接合件很貴。
為控制鉚釘接合件中應(yīng)力或間隙量，特別為控制其零件相互相對的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的工具中的應(yīng)力或間隙量，應(yīng)用最為廣泛的方法是手工調(diào)節(jié)。手工調(diào)節(jié)意味著，在鉚釘接合件被機(jī)器制成后，必須應(yīng)用手動(dòng)工具以收緊或松動(dòng)接合件。這常常造成鉚釘接合件的質(zhì)量不一致，或者鉚釘頭外觀的不完美。
一種已知組裝鉗子的方法披露于Thomson的美國專利No.1177738中，它提出在成形鉚釘時(shí)，在支承表面之間放入纖維材料的分隔片，然后去除分隔片，以便在支承表面之間形成要求的間隙量。此方法在工業(yè)中沒有獲得大量采用，可能因?yàn)殡y于從使用此方法制作的工具爪之間去除分隔片。
Christensen的美國專利No.3747194提出，在成形鉚釘頭之前，應(yīng)用預(yù)加載夾緊壓力以便將欲緊固的零件夾持在一起。雖然這種方法能提供可靠地緊固的鉚釘接合，顯然不是為了生產(chǎn)具有間隙、使連接零件得以樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鉚釘接合件。
因此，需要有一種改進(jìn)的制作鉚釘接合件的方法和裝置，這種鉚釘接合件的鉚接在一起的零件之間個(gè)有十分微小但精確確定的間隙量，從而零件可彼此相對樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地移動(dòng)，既沒有過分的摩擦，也沒有過分的間隙，并不需要手工調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明通過提出一種機(jī)械制作鉚接的可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)接合件的方法和裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)的前述缺點(diǎn)和缺陷，這種可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)鉚接接合件連接一組零件，并提供要求的間隙量，它既不是大得使鉚釘接合件感到打滑，也不是小得難于使零件圍繞鉚釘彼此相對進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，欲鉚接在一起的一組零件夾緊在一起，并由零件支承砧座加以支承。鉚釘支承砧用于將鉚釘推入一組對準(zhǔn)的鉚釘孔中，這組對準(zhǔn)的鉚釘孔構(gòu)成一個(gè)通孔以安放鉚釘，從而建立了鉚釘支承砧相對于零件支承砧座的初始狀態(tài)或初步位置。此后，鉚釘支承砧相對于零件支承砧座進(jìn)行調(diào)節(jié)，而鉚釘?shù)南鄬Χ吮慌虼忠孕纬深^，此時(shí)，鉚釘支承砧支承著鉚釘?shù)念A(yù)成形第一頭，且與零件支承砧座相互獨(dú)立。
本發(fā)明的方法可包括液壓或氣動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)，此液壓或氣動(dòng)壓力用于對抗頭成形裝置的壓力而支承鉚釘支承砧。
本方法包括的步驟還有將鉚釘支承砧從初始或初步位置移動(dòng)一個(gè)預(yù)定距離。
本方法還可包括，調(diào)節(jié)支承鉚釘支承砧的結(jié)構(gòu)物的一件零件，從而相對于零件支承砧座調(diào)節(jié)鉚釘支承砧的結(jié)構(gòu)支架中的機(jī)械預(yù)載量。
在本發(fā)明的方法中，零件支承砧座和鉚釘支承砧的彼此相對的初始狀態(tài)或初步位置，對正被連接的鉚釘和零件的實(shí)際尺寸能自動(dòng)補(bǔ)償，從而為使接合件具有要求的間隙量，不依靠被連接零件的精確生產(chǎn)。應(yīng)可以理解，需要或要求的間隙量可以是零間隙，并且，在鉚釘成形期間，被連接的零件可以是受壓的，其中需要或要求的間隙是一個(gè)公盈或負(fù)間隙，它在接合完成時(shí)，造成鉚釘中的應(yīng)力。
按照本發(fā)明的方法還提出了一種用以制作鉚釘接合件的裝置，該裝置包括零件支承砧座；零件夾子；鉚釘支承砧，該砧能推壓鉚釘?shù)牡谝换蝾A(yù)成形頭，以迫使它進(jìn)入一組通過欲鉚接在一起的零件的對準(zhǔn)鉚釘孔；以及與鉚釘支承砧相關(guān)聯(lián)的機(jī)構(gòu)，使鉚釘支承砧相對于零件支承砧座支承鉚釘，以便當(dāng)裝置用于在鉚釘?shù)南鄬Χ松铣尚毋T釘頭時(shí)，鉚釘接合將具有要求的間隙量。
作為本發(fā)明推薦實(shí)施例的裝置包括鎖緊器，該鎖緊器將零件夾子、零件支承砧座和鉚釘支承砧夾持于初始狀態(tài)；以及一件調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于將鉚釘支承砧與零件支承砧座之間的關(guān)系從初始狀態(tài)調(diào)節(jié)至另一狀態(tài)，在此后一狀態(tài)下，鉚釘?shù)诙^的形成提供了要求的間隙。
作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝置包括鉚釘支承砧，此砧具有突出部分，用于將鉚釘推入欲連接零件中的初始位置。突出部分在成形鉚釘?shù)诙^的力的作用下、可由鉚釘移動(dòng)一個(gè)預(yù)定距離，從而鉚釘支承砧的另一部分將鉚釘?shù)牡谝活^支承在一個(gè)位置上，在此位置上當(dāng)鉚釘接合完成時(shí)可在鉚釘接合件中設(shè)置有要求的間隙量。
在實(shí)施本發(fā)明的一種鉚接機(jī)中，零件支承砧可移向夾緊構(gòu)件，而制動(dòng)器則將零件支承砧座夾持于固定位置，以便在相對于零件支承砧座調(diào)節(jié)鉚釘支承砧之前，建立初始狀態(tài)。
結(jié)合附圖，考慮本發(fā)明的下述詳細(xì)說明后，本發(fā)明的前述及其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)能更容易加以了解。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明提出的鉚接機(jī)的局部示意截面圖，該鉚接機(jī)用于將一對零件鉚接在一起，并在由機(jī)器制成的鉚釘接合中形成要求的間隙量。
圖2是按本發(fā)明鉚接在一起的一把剪刀的零件的放大截面圖。
圖3是圖1所述鉚接機(jī)主要零件的簡化示意截面圖，該圖以放大比例表示，它展示了本發(fā)明提出的形成鉚接接合方法的第一步。
圖4是相似于圖3的視圖，它表示圖1所示鉚接機(jī)在本發(fā)明方法的后續(xù)步驟中其各零件的位置。
圖5是相似于圖4的視圖，它表示本發(fā)明的方法的下一個(gè)步驟。
圖6是相似于圖5的視圖，它表示本發(fā)明方法的又一步驟。
圖7是相似于圖6的視圖，它還是表示本發(fā)明的方法的又一步驟，在此期間，正在鉚釘上形成第二頭。
圖8是比例更為放大的詳細(xì)視圖，它表示在圖7所示的步驟期間成形的鉚釘接合件。
圖9是簡化示意局部截面圖，它表示本發(fā)明替換實(shí)施例的鉚接機(jī)。
圖10是相似于圖6的視圖，它表示應(yīng)用圖9所示的鉚接機(jī)成形鉚接接合過程的一個(gè)步驟。
圖11是一臺(tái)機(jī)器的簡化示意截面圖，該機(jī)器用于按本發(fā)明的變化方案成形鉚接接合件。
圖12是放大比例的簡化示意截面圖，它表示圖11所示機(jī)器的某些零件在應(yīng)用該機(jī)器成形鉚接接合件方法的初始步驟中的位置。
圖13是相似于圖12的視圖，它表示圖11所示機(jī)器相同零件的相對位置，以及應(yīng)用圖11所示機(jī)器成形鉚釘接合件的相對位置。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例現(xiàn)請參看附圖，它們構(gòu)成文中的部分內(nèi)容，示意地示于圖1的鉚接機(jī)20包括示意地表示的框架22。零件支承砧座24包括支承表面26，并限定一個(gè)通過支承表面26伸展的孔28。零件夾子30包括夾緊面32，并限定一個(gè)通過夾緊面32伸展的鉚接孔34。該零件夾子30通過應(yīng)用諸如氣動(dòng)汽缸和活塞組件36的馬達(dá)裝置可相對框架22移動(dòng)，組件36的汽缸裝在框架22上，而活塞則連接至零件夾子30，以便將其移向零件支承砧座24，或從零件支承砧座24移開。在汽缸和活塞組件36中應(yīng)用的空氣壓力最好仔細(xì)控制以限制由零件夾子30作用的力。流向汽缸和活塞組件36的空氣流量也加以控制以限制零件夾子30的移動(dòng)速度。也可應(yīng)用其它馬達(dá)，用以在控制速度下移動(dòng)和作用受控力。這些馬達(dá)包括液壓汽缸和活塞組件，或由電動(dòng)或氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的、并具有適當(dāng)控制器的球形千斤頂裝置。由汽缸和活塞組件中的加壓流體驅(qū)動(dòng)的凸輪和隨動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置也可用以移動(dòng)零件夾子30。
鉚釘支承組件包括鉚釘支承砧38，它通過零件支承砧座24中的孔28而伸展，并具有鉚釘頭支承面40，該支承面40暴露在孔28內(nèi)?？?8最好不大于為避免與所用的鉚釘接觸并為鉚釘支承砧38提供間隙所供必須的大小。鉚釘支承砧38可相對零件支承砧座24移動(dòng)，從而支承表面26與鉚釘頭支承面40的彼此相對位置可變動(dòng)。
軸42可旋轉(zhuǎn)地支承在一組軸承(未表示)中，該組軸承支承在相對于框架22為固定的位置上。偏心輪44等同于一根偏移度十分短的曲柄，該偏心輪44固定地位于軸42上，或與其一體地形成，并通過軸承46與連接連桿48相連，軸承46使偏心輪44得以能相對于連接連桿48轉(zhuǎn)動(dòng)。替代偏心輪44的是可使用一個(gè)帶有隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的凸輪，它與連接連桿48相連，從而按凸輪的形狀和位置對其進(jìn)行移動(dòng)。同樣，螺紋絲桿(未表示)可由框架22支承，并與連接連桿48的螺紋嚙合以相對于框架22對其進(jìn)行移動(dòng)。
軸承50安裝在連接連桿48中，與軸承46相隔一個(gè)距離，它將連接連桿48固定至鉚釘支承砧支架52上，該支架52可相對于框架22移動(dòng)。砧支架52通過球形滑移器(未表示)或安裝至框架22上的其它適當(dāng)精確軸承將移動(dòng)限制在相對框架22的直線上。
鉚釘支承砧38也由球形滑移器或其它適當(dāng)?shù)木_軸承(未表示)限制在相對框架22的直線移動(dòng)，并通過應(yīng)用馬達(dá)可相對鉚釘支承砧支架52移動(dòng)，馬達(dá)可以是諸如氣動(dòng)汽缸和活塞組件54，其汽缸可安裝在鉚釘支承砧支架52上，而活塞則驅(qū)動(dòng)地連接至鉚釘支承砧38上。汽缸和活塞組件54布置成用以向著鉚釘支承砧支架52或離開鉚釘支承砧支架52而移動(dòng)鉚釘支承砧38，從而相對零件支承砧座24的支承表面26移動(dòng)鉚釘頭支承面40通過一個(gè)位置范圍，該范圍使用常規(guī)控制閥裝置(未表示)由汽缸和活塞組件54的可用行程加以限制。通過孔28而伸展的那部分鉚釘支承砧38仍舊可自由移動(dòng)，并與零件支承座24相獨(dú)立。
在汽缸和活塞組件54中使用的空氣壓力最好加以控制以限制由鉚釘支承砧38作用的力。流向汽缸和活塞組件54的空氣流量也加以控制以限制鉚釘支承砧38的移動(dòng)速度。也可應(yīng)用其它馬達(dá)，用以在控制速度下移動(dòng)和作用受控力。這些馬達(dá)包括液壓汽缸和活塞組件或球形千斤頂裝置，它們由電動(dòng)或氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并具有適當(dāng)?shù)目刂破鳌?br> 鉚釘支承砧38在相對砧支架52的移動(dòng)中受沖模桿56和制動(dòng)裝置62的相互作用的限制，沖模桿56連接至鉚釘支承砧38上，而制動(dòng)裝置62，如圖1示意地所示，可以是圓錐形會(huì)聚卡盤，而制動(dòng)裝置62驅(qū)動(dòng)時(shí)，它嚙合沖模桿56，以便將鉚釘支承砧38鎖定在相對鉚釘支承砧支架52的特定位置上。
也可應(yīng)用其它機(jī)構(gòu)以替代沖模桿56和制動(dòng)裝置62，諸如液壓工件座。如果應(yīng)用球形千斤頂與步進(jìn)馬達(dá)的組合以替代或補(bǔ)充氣動(dòng)汽缸和活塞馬達(dá)54，則電制動(dòng)器將步進(jìn)馬達(dá)夾持在要求位置上，這樣的電制動(dòng)器具有足夠的穿過球形千斤頂?shù)臋C(jī)械優(yōu)點(diǎn)，從而在步進(jìn)馬達(dá)上的電制動(dòng)器足以將鉚釘支承砧38夾持在要求位置上。
現(xiàn)請參看圖2-8，欲按本發(fā)明的方法鉚接在一起的零件，諸如一把剪刀的第一剪刀片66和第二剪刀片68被相互緊鄰而放置，從而各自的鉚釘孔70和72相互對準(zhǔn)。鉚釘74插入通孔中，該通孔是被一對剪刀片上的對準(zhǔn)的鉚釘孔70和72限定的，如圖3所示。由剪刀片66和68及鉚釘74構(gòu)成的組件放置在零件支承砧座24與零件夾子30之間的一個(gè)位置上，在此位置上，零件支承砧座24的支承表面26接觸可動(dòng)剪刀片68，但不觸及鉚釘74的頭76。鉚釘孔72被倒角以形成錐口孔，鉚釘74的頭76是平面的，內(nèi)側(cè)面成形成對應(yīng)鉚釘72的錐口孔的形狀。在按本發(fā)明加以鉚接的其它一些零件組中，通孔可以不包含錐口孔。當(dāng)對汽缸和活塞組件36加壓，以便相對框架22將零件夾子30移向圖4示意所示的位置，并借助鉚釘74保持零件相互對準(zhǔn)，零件夾子30和零件支承砧座24相互相對移動(dòng)，從而夾持剪刀片66和68。
幾乎在同時(shí)，汽缸和活塞組件54也加壓，以便按要求移動(dòng)鉚釘支承砧38，并如圖5所示，使其鉚釘頭支承面40以一定的力接觸倚靠在鉚釘74的頭76上，此力需足以將鉚釘74緊貼地推入對準(zhǔn)的鉚釘孔70和72中，并使頭76牢牢地接觸可移動(dòng)剪刀片68的相應(yīng)表面。但是，用于將鉚釘支承砧38移向鉚釘74的力不應(yīng)大得或足以使鉚釘74或欲連接的零件變形，或足以克服零件夾子30作用的力，推動(dòng)剪刀片66和68離開零件支承砧座的支承表面26。
當(dāng)汽缸和活塞組件36和54施加壓力時(shí)，鉚釘支承砧38位于相對零件支承砧座24的初始位置，而欲鉚接的零件及鉚釘全部被力相互相對地夾持在一起，力的大小由汽缸和活塞組件36和54內(nèi)的壓力確立。然后制動(dòng)裝置62被驅(qū)動(dòng)，以便如鎖似地將鉚釘支承砧38夾持在相對零件支承砧座24的初始狀態(tài)。在獲得此初始狀態(tài)后，當(dāng)汽缸和活塞組件進(jìn)行必要的移動(dòng)，以使鉚釘支承砧38壓在預(yù)成形的鉚釘頭76上時(shí)，欲連接的零件和鉚釘?shù)膶?shí)際尺寸能自動(dòng)適應(yīng)。一旦制動(dòng)裝置62驅(qū)動(dòng)，汽缸和活塞組件54的力可釋放。
為確保成形的鉚釘接合件能足夠緊緊地將剪刀片66和68夾持在一起從而剪刀能剪切，但又不是如此地緊，以致它們難于圍繞鉚釘接合件相互相對移動(dòng)，按照本發(fā)明，在鉚釘74上形成第二頭以相互連接剪刀片66和68，或可鉚接在一起的其它組件之前，鉚釘支承砧38和零件支承砧座24的相互相對初始狀態(tài)按圖6示意所示地加以調(diào)節(jié)。在圖1所示的鉚接機(jī)20中，此調(diào)節(jié)通過將軸42轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過一個(gè)受控的角度而完成，從而被軸承50支承在連接連桿48上的偏心輪44改變連接連桿48相對框架22的位置。由于偏心輪44與軸42偏心一個(gè)例如0.003英寸的較小距離，并通過精確控制軸42的轉(zhuǎn)動(dòng)量，連接連桿48的位置可如箭頭78所示地精確和可靠地加以調(diào)節(jié)，其距離控制在0.0001英寸之內(nèi)。
要求的調(diào)節(jié)量由經(jīng)驗(yàn)確定，然后應(yīng)用相當(dāng)均勻的零件和已知成分的鉚釘，在鉚接特定類型的組件中應(yīng)用。一旦正確的調(diào)節(jié)量確定，如上述地建立軸42從初始狀態(tài)出發(fā)的位置的相同調(diào)節(jié)，將在其后制作的每一相同接合件中形成要求的間隙量。例如，在如上述地形成一把剪刀的鉚接接合件中，凸輪軸42可轉(zhuǎn)動(dòng)60℃，造成鉚釘支承砧38向鉚釘頭76移動(dòng)0.002英寸的距離，同時(shí)對框架22進(jìn)行預(yù)加載，以承受鉚釘接合件80頂著鉚釘74的外端82的力，在產(chǎn)生的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)接合件中造成適當(dāng)?shù)拈g隙。
一旦此調(diào)節(jié)完成，諸如鉚釘接合件80的鉚釘頭成形裝置，如圖7所示，移動(dòng)進(jìn)入壓靠鉚釘74的先前無頭的外端或遠(yuǎn)端82的位置，將鉚釘74推向鉚釘支承砧38，以便將頭76保持在與鉚釘頭支承面40的緊密接觸之中。鉚釘接合件80通過零件夾子30中的鉚接入口孔34與鉚釘74的端部82接觸，入口孔34為鉚釘接合件80提供充分的間隙，以便鉚釘接合件80在必要時(shí)圍繞鉚釘?shù)亩瞬?2移動(dòng)，以形成第二頭84。由于鉚釘支承砧38阻止鉚釘甚至移動(dòng)十分微小的距離，鉚釘接合件80施加的壓力膨徑鉚釘?shù)亩瞬?2，引起鉚釘74的部分主體在鉚釘孔70內(nèi)徑向膨脹，在鉚釘74上形成第二頭84，這由圖2和8可最清楚地看到。所應(yīng)用的鉚釘接合件的具體類型并不關(guān)鍵，例如鉚釘接合件80可以是氣動(dòng)或液壓的軌道鉚釘機(jī)。
由于形成第二頭84時(shí)沿鉚釘74軸向作用的壓力，以及由于鉚釘74的主體在鉚釘孔70內(nèi)的一定膨脹，鉚釘74可固定在鉚釘孔70中，但鉚釘支承砧38的先前調(diào)整，如圖8所示地，在鉚釘74的第一或預(yù)成形頭76與接觸零件支承砧座24的相鄰表面之間形成一定量的間隙86。在圖8中，所示間隙86位于頭76的下側(cè)與剪刀片68中鉚釘孔72的倒角表面或錐口孔部分之間。
應(yīng)用通過由每一相似組的零件的凸輪軸42的相似轉(zhuǎn)動(dòng)提供的經(jīng)驗(yàn)確定的調(diào)節(jié)量，一旦初始或初步狀態(tài)已建立，則形成第二頭84時(shí)，將形成相同的間隙。但是，這要求，作用用于推動(dòng)零件夾子30壓靠在欲組裝的零件上和壓靠在零件支承砧座24上的力，以及鉚釘支承砧38在建立初始位置時(shí)作用的力應(yīng)相當(dāng)均勻，這可通過調(diào)節(jié)汽缸和活塞組件36和54中應(yīng)用的壓力而確保。只要鉚釘接合件80所施加的力的差別不是如此之大，以致它克服或引起支承鉚釘砧38和零件支承砧座24的機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)中彎曲量顯著不同，或引起被鉚釘連接的零件的變形，鉚釘接合件80作用的壓力大小以及壓力作用期間的靜態(tài)時(shí)間的長短都不會(huì)影響獲得的最終間隙距離86。但是，壓力和靜態(tài)時(shí)間對一系列鉚釘應(yīng)保持相當(dāng)均勻以保持一致性。
在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，鉚釘支承砧38相對零件支承砧座24的調(diào)節(jié)不會(huì)造成鉚釘支承砧38相對零件支承砧座24的實(shí)際移動(dòng)，這是因?yàn)榭蚣?2的彈性，以及零件支承砧座24和凸輪軸42與框架22的緊固?？梢灶A(yù)料，如果框架22以及零件支承砧座24和凸輪軸42與框架的連接是完全剛性的，則必須有這樣的調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)使鉚釘支承砧38得以離開鉚釘74的頭76。事實(shí)上，由于框架22的實(shí)際彈性，或制動(dòng)裝置62中的反沖，或其它這樣的因素，在某些情況，要求的鉚釘支承砧38的調(diào)節(jié)可在設(shè)置框架22附加預(yù)載的方向進(jìn)行，以更為牢靠地支承鉚釘76，因?yàn)楫?dāng)鉚釘接合件80在形成第二頭84的過程中，推動(dòng)鉚釘壓靠在鉚釘頭支承面40上時(shí)，鉚釘接合件80能相對零件支承砧座24移動(dòng)鉚釘支承砧38。雖然圖中所示的間隙距離86是頭76與剪刀片68表面間的真實(shí)間隔，但在有些情況，需要的或要求的間隙可為零，或可是引起鉚釘連接零件某種壓縮的公盈，以便當(dāng)接合件制作完成時(shí)，造成在鉚釘中的應(yīng)力。
請參看圖9和10，鉚釘機(jī)90大致與圖1所示的鉚接機(jī)20相同，其差異在于，它包括支承臺(tái)92以替代可移動(dòng)零件夾子，支承臺(tái)92固定地連接至框架94上，軸42則如前述安裝在鉚接機(jī)20中框架22上一樣地安裝在框架94上。鉚釘支承砧38和相關(guān)結(jié)構(gòu)物也像在鉚釘機(jī)20中一樣地與框架94相連接。
但是，零件支承砧座96可相對支承臺(tái)92和相對框架94進(jìn)行移動(dòng)，以便將諸如第一剪刀片66和第二剪刀片68的，欲鉚接在一起成一件組件的零件推壓至一起。除去現(xiàn)在將要說明的，零件支承砧座96與零件支承砧座24相同，而相同部件則應(yīng)用先前相對零件支承砧座24應(yīng)用的相同標(biāo)號。零件支承砧座96由諸如汽缸和活塞組件98的馬達(dá)移向支承臺(tái)92，此汽缸和活塞組件98大致對應(yīng)汽缸和活塞組件36。這樣，汽缸和活塞組件98由壓力下的流體加以伸展，以便將零件支承砧座96移向支承臺(tái)92，從而將欲組裝的一組零件夾緊在一起。制動(dòng)器100可與制動(dòng)裝置62相同，制動(dòng)器100作用在沖模桿102上，沖模桿102則安裝在零件支承砧座96上，并可與零件支承砧座96一起移動(dòng)，以便在零件支承砧座96一旦被汽缸和活塞組件98移向支承臺(tái)92時(shí)，制動(dòng)器100將零件支承砧座96鎖定在相對框架94的固定位置。
當(dāng)零件支承砧座96被作用于沖模桿102上的制動(dòng)器100夾持在位時(shí)，汽缸和活塞組件54將鉚釘支承砧38移入至壓靠在鉚釘74的頭76上的位置，然后制動(dòng)器100被驅(qū)動(dòng)而作用在沖模桿56上，以便將鉚釘支承砧38鎖定在位，這樣如圖10所示地，就建立了鉚釘支承砧38相對零件支承砧座96的初始狀態(tài)。
此后，鉚釘支承砧38相對零件支承砧座96的調(diào)節(jié)，以及鉚釘接合件80的運(yùn)行則與前述鉚接機(jī)20的相同，由于制動(dòng)器100將零件支承砧座96鎖定至框架94上，因而它能相對鉚釘接合件80的力而支承欲被鉚接的零件。
將諸如剪刀片66和68的一組零件進(jìn)行組裝以形成鉚釘接合件也可按本發(fā)明應(yīng)用諸如圖11、12和13所示的裝置，鉚接機(jī)110，加以完成，其中具有適當(dāng)尺寸的零件支承砧座112安裝在剛性框架113(示意地表示)上，該零件支承砧座112限定了一個(gè)通孔114。鉚釘支承組件116位于零件支承砧座112之下，并包括氣動(dòng)汽缸118、外活塞120、內(nèi)汽缸122，該內(nèi)汽缸122限定于外活塞120之內(nèi)，以及內(nèi)活塞124，它可移動(dòng)地放置在內(nèi)汽缸122之內(nèi)。汽缸118的一端被零件支承砧座112所封閉，口126用作加壓氣體進(jìn)出導(dǎo)管127的通道，該口126與外活塞120以上的氣動(dòng)汽缸118的內(nèi)側(cè)聯(lián)通。間隙孔128提供了通過氣動(dòng)汽缸118的壁進(jìn)至內(nèi)口130的入口，該內(nèi)口130用作加壓氣體通過導(dǎo)管129進(jìn)出內(nèi)活塞124以下的內(nèi)汽缸122的內(nèi)側(cè)的通道。塞132安裝在外活塞120中，相對內(nèi)活塞124而關(guān)閉內(nèi)汽缸122。連接桿134可轉(zhuǎn)動(dòng)地從塞132向外伸出，并通過滑動(dòng)接合件連接器135與馬達(dá)相連，馬達(dá)可諸如為回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136，它可被諸如加壓空氣的在受控壓力下的氣體加以驅(qū)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)接合件連接器135，它轉(zhuǎn)而又轉(zhuǎn)動(dòng)球形螺母138內(nèi)的連接桿134，螺母138嚙合連接桿134上的球形螺紋140(示意地表示于圖11)?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136及球形螺母138兩者支承在諸如框架113的單一結(jié)構(gòu)物上，從而相互相對固定，這樣，連接桿134的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于其螺紋140與球形螺母138配合，就相對框架113和滑動(dòng)接合件連接器135縱向移動(dòng)連接桿134，從而在氣動(dòng)汽缸118內(nèi)縱向移動(dòng)外活塞120。
從氣動(dòng)汽缸118內(nèi)可移動(dòng)地伸入通孔114的是鉚釘支承砧，它包括中央細(xì)桿144及套筒或管狀外桿146，它限定圍繞中央細(xì)桿144的孔148。外桿146與外活塞120形成一體，并從其伸入通孔114。中央細(xì)桿144作為鉚釘嵌入構(gòu)件而伸展通過孔148，并連接至內(nèi)活塞124上，內(nèi)活塞124在內(nèi)汽缸122內(nèi)的移動(dòng)沿著外桿146內(nèi)的孔148縱向移動(dòng)中央細(xì)桿144。
除了當(dāng)鉚接真正發(fā)生時(shí)外，一定量的氣體在控制壓力下通過口130輸入內(nèi)汽缸122的內(nèi)側(cè)，將內(nèi)活塞124推至內(nèi)汽缸122的上端(如由圖11可見)，從而以一個(gè)例如為60磅的力將中央細(xì)桿144夾持在盡可能遠(yuǎn)地從圍繞著的外桿146伸出的位置。于是，中央細(xì)桿144如圖12所示地在外桿146之外伸出一段調(diào)節(jié)距離150。調(diào)節(jié)距離150選擇成，當(dāng)鉚釘外端82被鉚釘接合件膨徑以便在鉚釘74上成形第二頭時(shí)，能在鉚釘74的頭76與可移動(dòng)剪刀片68中鉚釘孔72的內(nèi)側(cè)表面之間提供要求的間隙。
鉚接機(jī)110用于如前所述地，將諸如一把剪刀的第一剪刀片66和第二剪刀片68的一組零件對準(zhǔn)、放置在一起，并將鉚釘74插入各自形成在剪刀片中的鉚釘孔70和72中?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136進(jìn)行運(yùn)行，以便將連接桿134縮回一個(gè)短距離，從而將鉚釘支承砧的中央細(xì)桿144和外桿146各自的外端152和154放至一個(gè)相對支承表面156為凹陷的位置。然后將剪刀片66和68以及鉚釘74一起放置在零件支承砧座112上，此時(shí)鉚釘?shù)念^76與通孔14及倚靠在零件支承砧座112的支承表面156上的可移動(dòng)剪刀片68對準(zhǔn)。當(dāng)一組零件和鉚釘74被適當(dāng)放置在支承表面156上時(shí)，零件夾子158下降、接觸剪刀片66和68、以某一壓力將它們推至一起并接觸支承表面156，但該壓力不是大得足以將它們壓至變形。
一定量的氣體，諸如加壓空氣，在受控壓力下通過導(dǎo)管127和126送入外活塞120以上的氣動(dòng)汽缸118中，還如前述地通過導(dǎo)管129和口130送入內(nèi)汽缸122。然后，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136運(yùn)行以轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)接合件連接器135，從而轉(zhuǎn)動(dòng)球形螺母138中的連接桿134的螺紋140，按要求上升連接桿134以及連接著的外活塞120，并攜帶著外桿146和中央細(xì)桿144，如圖21所示地，使中央細(xì)桿144突出在外桿146之外。氣動(dòng)汽缸118內(nèi)的氣體在壓力下作用在外活塞120之上的向下力對抗球形螺絲的力，從而使以例如為30磅的凈力將外活塞120向上向著鉚釘74的頭76推動(dòng)，該凈力小于相對外活塞120向上推動(dòng)內(nèi)活塞124的力。外活塞120以上的氣體的力與驅(qū)動(dòng)器136和球形螺母138的力相對地作用，從而限制鉚釘支承砧座相對鉚釘頭76的凈向上力。
結(jié)果，中央細(xì)桿144的外端152以一定的力接觸鉚釘74的頭76的表面，該力小于要用于克服內(nèi)汽缸122中壓力下氣體力的力，中央細(xì)桿144繼續(xù)伸在外桿146之外。零件夾子158作用的向下力也大于鉚釘74的頭76上的凈向上力。從而中央細(xì)桿144的向上壓力推動(dòng)鉚釘74緊貼地嚙合在可移動(dòng)剪片68中的鉚釘孔72中，而外桿146的外端154如圖12所示地，仍與鉚釘74的頭76相隔調(diào)節(jié)距離150。
接著，鉚釘接合件80移動(dòng)向下，接觸鉚釘74的外端82。這最初迫使鉚釘74向下，克服內(nèi)汽缸122內(nèi)的壓縮空氣的力，迫使中央細(xì)桿144在外桿146內(nèi)向下，直至如圖13所示地，中央細(xì)桿144的外端152與外桿146的外端154取齊，從而使鉚釘74的頭76也接觸外桿146的外端154。當(dāng)鉚釘接合件80膨粗鉚釘?shù)耐舛?2并形成第二頭84時(shí)，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器136和球形螺母138將外活塞120，從而也就是外桿146，相對于鉚釘74及零件支承砧座112夾持在位。
因?yàn)橥鈼U146與中央細(xì)桿144一起移動(dòng)，直至外端152接觸頭76，并推動(dòng)鉚釘74完全接觸靠壓在鉚釘孔72的內(nèi)表面上，因而在鉚釘接合件80接觸鉚釘74的外端82之外，鉚釘74的可使用移動(dòng)量直至其頭76接觸外端154之前，總是等于要求的調(diào)節(jié)距離150，而與鉚釘74的頭76相對支承表面156的實(shí)際位置無關(guān)，可移動(dòng)剪刀片68在鉚釘接合件80壓靠在鉚釘74的外端82之前建立的初始狀態(tài)下倚靠在支承面表面156上。
在先前說明書中曾應(yīng)用過的名詞和詞組在此處用作說明名詞，但并無限制意義，且在應(yīng)用這些名詞和詞組時(shí)，不排除其所示特點(diǎn)或部分的等同物，已認(rèn)識到，本發(fā)明的范圍只由下述權(quán)利要求確定和限制。
權(quán)利要求
1.一種鉚接方法，該鉚接方法將若干零件鉚接在一起，以形成一件在鉚釘與被鉚釘連接的零件之間具有預(yù)定間隙或公盈的組件，該鉚接方法包括(a)將位于欲鉚接至一起的若干零件的相對側(cè)的零件夾子和零件支承砧座推動(dòng)至一起；(b)推動(dòng)鉚釘砧壓靠在鉚釘?shù)牡谝活^上，從而推動(dòng)鉚釘進(jìn)入通過欲鉚接在一起的零件而伸展的鉚釘孔中，并建立初始狀態(tài)；(c)此后，相對所述零件砧座調(diào)節(jié)所述鉚釘砧，從而建立調(diào)節(jié)狀態(tài)；和(d)此后，在將所述零件支承砧座和所述鉚釘砧夾持在所述調(diào)節(jié)狀態(tài)的同時(shí)，在所述鉚釘上形成第二頭。
2.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有，在調(diào)節(jié)所述鉚釘支承砧之后和在成形所述第二頭之前，將所述鉚釘推向所述鉚釘支承砧。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括，將所述鉚釘支承砧和所述零件支承砧座中的一件相對于另一件加以移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有在調(diào)節(jié)所述鉚釘支承砧之后和在成形所述第二頭之前，在趨于將所述鉚釘移向所述第一頭的方向，向所述鉚釘軸向施加力。
5.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有相對框架鎖緊零件支承砧座和零件夾子，以及在此后，通過相對框架調(diào)節(jié)所述零件支承砧座，以相對所述零件支承砧座調(diào)節(jié)所述鉚釘砧。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括相對所述零件支承砧座移動(dòng)所述鉚釘砧通過一個(gè)預(yù)定的距離。
7.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有相對所述零件支承砧座鎖定所述零件夾子的位置，其中，所述調(diào)節(jié)步驟包括在此后相對于所述零件支承砧座的位置調(diào)節(jié)所述鉚釘砧的位置。
8.如權(quán)利要求7的方法，該方法包括的步驟有在所述調(diào)節(jié)步驟之前，將鉚釘支承砧鎖定在所述初始狀態(tài)中。
9.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括，借助移動(dòng)包括在鉚釘支承砧組件中的偏心輪，相對所述零件支承砧座的位置調(diào)節(jié)所述鉚釘支承砧的位置。
10.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括，借助移動(dòng)包括在鉚釘支承砧組件中的凸輪，相對所述零件支承砧座的位置調(diào)節(jié)所述鉚釘支承砧的位置。
11.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括，借助移動(dòng)包括在鉚釘支承砧組件中的曲柄，相對所述零件支承砧座的位置調(diào)節(jié)所述鉚釘支承砧的位置。
12.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)步驟包括，借助操作千斤頂機(jī)構(gòu)，相對所述零件支承砧座的位置調(diào)節(jié)所述鉚釘砧的位置。
13.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有相對框架鎖定零件支承砧座和零件夾子，以及在此后，通過相對框架調(diào)節(jié)所述零件支承砧座，相對所述零件支承砧座調(diào)節(jié)所述鉚釘砧。
14.一種鉚接方法，該鉚接方法將若干零件鉚接在一起，以形成一件在鉚釘與零件之間具有預(yù)定間隙或公盈的組件，該鉚接方法包括(a)將一組零件夾緊在一起；(b)在欲連接的零件中形成一組對準(zhǔn)的鉚釘孔；(c)將鉚釘插入通過所述對準(zhǔn)鉚釘孔組；(d)將零件組支承在零件支承砧座上；(e)推動(dòng)鉚釘支承砧壓靠在所述鉚釘?shù)念A(yù)成型頭上，從而在將所述鉚釘?shù)念A(yù)成型頭與支承所述零件組相獨(dú)立地支承在所述零件支承砧座上的同時(shí)，推動(dòng)所述鉚釘進(jìn)入所述鉚釘孔，并相對所述零件支承砧座建立所述鉚釘支承砧的初始狀態(tài)；(f)此后，相對零件支承砧座調(diào)節(jié)鉚釘支承砧，以便使鉚釘中將存在要求的間隙；和(g)此后，在所述鉚釘支承砧支承緊鄰所述零件支承砧座但與其獨(dú)立的所述鉚釘?shù)乃鲱A(yù)成型頭時(shí)，在與所述零件支承砧座相對的所述零件組的一側(cè)，在所述鉚釘上成形第二頭。
15.一種鉚接方法，該鉚接方法將若干零件鉚接在一起，以形成一件具有預(yù)定間隙或公盈的組件，該鉚接方法包括(a)將一組零件一起夾緊壓靠在零件支承砧座上；(b)在所述零件組的一些零件中設(shè)置一組對準(zhǔn)的鉚釘孔；(c)將鉚釘插入通過所述對準(zhǔn)鉚釘孔組；(d)以第一量級的插入力推動(dòng)鉚釘插入構(gòu)件加壓面壓靠在鉚釘?shù)牡谝活^上；(e)將鉚釘支承砧的鉚釘支承面放置在一個(gè)位置上，該位置對準(zhǔn)鉚釘，并與鉚釘及鉚釘插入構(gòu)件的加壓面相隔一個(gè)預(yù)定距離；(f)相對所述零件支承砧座靜止地夾持所述鉚釘支承砧；和(g)此后，對鉚釘?shù)南鄬Χ俗饔脡毫?，從而克服所述插入力，并將鉚釘?shù)牡谝活^移動(dòng)而與所述鉚釘支承面相接觸，此后，在所述第一頭保持與所述鉚釘支承面接觸的同時(shí)，在所述鉚釘上成形第二頭。
16.如權(quán)利要求15的方法，該方法包括的步驟有借助在所述鉚釘支承砧與所述鉚釘插入構(gòu)件之間施加一個(gè)大于所述第一量級的力，將所述鉚釘插入構(gòu)件支承在相對所述鉚釘支承面的所述位置上。
17.如權(quán)利要求1的方法，該方法包括的步驟有在推動(dòng)所述鉚釘插入構(gòu)件壓靠第一頭的步驟期間，如一件組件似地移動(dòng)所述鉚釘支承砧和所述鉚釘插入構(gòu)件。
18.如權(quán)利要求15的方法，該方法包括的步驟有在所述形成所述第二鉚釘頭的步驟期間，采用螺絲以一個(gè)不大于所述第一量級的力，將所述鉚釘支承砧移向所述鉚釘，并將所述鉚釘砧靜止地夾持。
19.一種形成用以將若干零件連接在一起的鉚接接合的裝置，該裝置包括(a)支承結(jié)構(gòu)物；(b)零件支承砧座，該零件支承砧座由所述支承結(jié)構(gòu)物支承；(c)鉚釘支承砧，該鉚釘支承砧位于所述零件支承砧座鄰近，并由所述支承結(jié)構(gòu)物支承；(d)零件夾緊構(gòu)件，該零件夾緊構(gòu)件與所述零件支承砧座相對放置，所述零件支承砧座和零件夾緊構(gòu)件中至少有一件可相對另一件和相對所述支承結(jié)構(gòu)物移動(dòng)；(e)鎖緊器，用于將所述鉚釘支承砧夾持于初始的鉚釘支承位置；(f)鉚釘支承砧調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它放置在所述框架與所述鉚釘支承砧之間；和(g)鉚釘頭形成裝置，它與所述鉚釘支承砧相對放置，能在鉚釘?shù)牡谝活^支承在所述鉚釘支承砧上時(shí)，在鉚釘上成形第二頭。
20.如權(quán)利要求19的裝置，該裝置還包括第二鎖緊器，用于將所述零件夾子與所述零件支承砧座中的所述一件可移動(dòng)件夾持于相對于另一件的零件夾緊位置。
21.如權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，所述鎖緊器布置成，得以將所述鉚釘頭支承砧夾持于相對于所述框架的所述初始鉚釘支承位置。
22.如權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，所述鎖緊器布置成，得以將所述鉚釘頭支承砧夾持于相對于所述零件支承砧座的初步鉚釘頭支承位置。
23.如權(quán)利要求19的裝置，該裝置包括第一馬達(dá)，用于以預(yù)定的力將所述零件支承砧座和所述零件夾子中的所述一件可移動(dòng)件推向另一件。
24.如權(quán)利要求23的裝置，該裝置包括第二馬達(dá)，用于以第二力將所述鉚釘砧移向所述零件夾子，而該第二力小于所述預(yù)定力。
25.一種形成用以將若干零件連接在一起的鉚接接合的裝置，該裝置包括(a)零件支承砧座；(b)零件夾子，用于將一組零件夾持壓靠在所述零件支承砧座上；(c)鉚釘支承砧，它具有鉚釘支承面；和(d)鉚釘插入構(gòu)件，該構(gòu)件包含在所述鉚釘支承砧中，并具有加壓面，此加壓面在所述鉚釘支承面之外突出預(yù)定距離，并可彈性地移向所述鉚釘支承面。
26.如權(quán)利要求25的裝置，其特征在于，所述鉚釘插入構(gòu)件是一根中央桿，該中央桿位于限定在所述鉚釘支承砧的一件外零件內(nèi)的軸向孔之內(nèi)。
27.如權(quán)利要求25的裝置，其特征在于，所述鉚釘插入構(gòu)件由在壓力下的一定量流體相對于所述鉚釘支承砧而支承。
28.如權(quán)利要求27的裝置，其特征在于，所述在壓力下的一定量流體裝在汽缸和活塞組件內(nèi)。
全文摘要
制作鉚釘接合件的方法和裝置(20、90),這樣的鉚釘接合件能使被此種接合件連接的零件得以以要求的間隙(86)量進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。欲鉚接至一起的零件(66、68)相互對準(zhǔn),并在零件支承砧座(24、96)上夾持在位,鉚釘(74)被放入對準(zhǔn)孔(70、72)中。鉚釘支承砧(38)壓靠鉚釘?shù)念^(76)而放置,以建立初始狀態(tài)。在鉚釘?shù)南鄬Χ松铣尚蔚诙^(84)之前,鉚釘支承砧相對零件支承砧座進(jìn)行要求量的調(diào)節(jié)。在形成第二頭之前,鉚釘可移動(dòng)一個(gè)受控制的量,以形成要求的間隙量。
文檔編號B21J15/26GK1265054SQ98807540
公開日2000年8月30日 申請日期1998年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月22日
發(fā)明者本杰明·C·里韋拉, 埃德溫·E·湯普森 申請人:萊特曼工具集團(tuán)有限公司