用于連結(jié)工件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連結(jié)至少兩個工件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造過程期間，工件有時需要連結(jié)在一起。例如，在車輛制造中，許多工件必須連結(jié)在一起，以便組裝車輛車身以及車輛的其他部分?？墒褂脦追N過程將工件連結(jié)在一起。例如，粘接劑可被置于工件之間以連結(jié)它們。替換地，焊接可用于將工件連結(jié)在一起。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]緊固件可用于將工件聯(lián)接在一起。為了維持緊固件的結(jié)構(gòu)完整性，有用的是使得緊固件中的侵蝕最小化。為此，聚合物緊固件可用于將工件連結(jié)在一起。例如，通過采用下文所述的方法可將至少兩個工件(例如碳纖維強化熱朔性聚合物(CFRTP)板件)通過聚合物緊固件連結(jié)。
[0004]目前公開的連結(jié)方法使得緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)。緊固件可以完全或部分地用聚合物材料制造且包括從第一頭部沿緊固件軸線延伸的第一頭部和桿部。不管采用的具體材料，形成緊固件的材料的軟化溫度大于形成第一和第二工件的材料的軟化溫度。如在本文使用的，術(shù)語“軟化溫度”意味著材料軟化時的溫度。連結(jié)方法進一步包括讓緊固件朝向第一和第二工件運動同時緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)。在緊固件旋轉(zhuǎn)且前進通過第一和第二工件時，其在工件中產(chǎn)生摩擦，使得第一和第二工件中溫度增加。該溫度增加足以使得工件軟化，由此允許緊固件在其直線地運動時穿透工件。緊固件連續(xù)前進通過第一和第二工件且在穿透第一和第二工件之后朝向模具的敞開空腔運動，而緊固件繼續(xù)繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)。由于其朝向模具的直線前進，緊固件的桿部最后部分地處于模具的敞開空腔中。緊固件的旋轉(zhuǎn)和直線運動使得桿部摩擦接合模具。結(jié)果，桿部中的溫度增加，由此軟化桿部。因此，桿部的一部分需要模具的敞開空腔的形狀且形成第二頭部。緊固件的第二頭部(以及第一頭部)可夾持第一和第二工件。
[0005]在另一實施例中，第一和第二工件可使用另一緊固件連結(jié)。該緊固件用聚合物制造且包括從頭部沿緊固件軸線延伸的頭部和桿部。桿部限定第一桿部端部和與第一桿部端部相反的第二桿部端部。頭部在第一桿部端部處聯(lián)接到桿部。進一步地，緊固件包括錨固件，所述錨固件在第二桿部端部處聯(lián)接到桿部。錨固件具有大致錐形形狀。連結(jié)方法包括在以下步驟:(a)讓緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)；(b)在緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)時讓緊固件前進通過第一工件且進入第二工件，使得緊固件增加第一和第二工件中的溫度，以便使得第一和第二工件軟化并穿透第一和第二工件；和(c)讓緊固件繼續(xù)旋轉(zhuǎn)和沿緊固件軸線朝向第二工件前進，直到在錨固件完全地經(jīng)過第二工件之前錨固件至少部分地處于第二工件中。
[0006]本發(fā)明提供一種連結(jié)方法，包括:讓緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)，其中緊固件包括第一頭部和從第一頭部沿緊固件軸線延伸的桿部；在緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)時讓緊固件朝向第一工件和第二工件運動，使得緊固件增加第一和第二工件中的溫度，以便使得第一和第二工件變軟并沿緊固件軸線穿透第一和第二工件；和在緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)時，讓緊固件前進通過第一和第二工件且在穿透第一和第二工件之后朝向模具的敞開空腔運動，使得桿部部分地處于敞開空腔中，以便形成第二頭部；和其中第一工件用第一材料制造、第二工件用第二材料制造、且緊固件用第三材料制造，第一材料具有第一軟化溫度、第二材料具有第二軟化溫度，第三材料具有第三軟化溫度，且第三軟化溫度大于第一和第二軟化溫度。
[0007]所述的連結(jié)方法進一步包括讓第一工件相對于第二工件運動，使得在將緊固件朝向第一和第二工件運動之前，第一工件至少部分地處于第二工件上方。
[0008]所述的連結(jié)方法進一步包括讓第一和第二工件朝向模具運動，使得在第一工件保持至少部分地處于第二工件上方時第一和第二工件至少部分地處于模具上方。
[0009]在所述的連結(jié)方法中，第一和第二材料每一種具有范圍為50攝氏度到330攝氏度的軟化溫度。
[0010]在所述的連結(jié)方法中，第一和第二材料每一種為碳纖維強化熱朔性聚合物。
[0011 ] 在所述的連結(jié)方法中，第三材料是聚合物材料。
[0012]在所述的連結(jié)方法中，模具用第四材料制造，且第四材料具有的熔化溫度大于400攝氏度。
[0013]在所述的連結(jié)方法中，第一和第二材料每種為鎂合金。
[0014]在所述的連結(jié)方法中，第三材料是鋁合金。
[0015]在所述的連結(jié)方法中，敞開空腔具有凹面形狀。
[0016]在所述的連結(jié)方法中，模具包括模具本體和從模具本體延伸經(jīng)過敞開空腔的中心的突出部。
[0017]在所述的連結(jié)方法中，突出部具有帶尖的形狀。
[0018]在所述的連結(jié)方法中，模具限定與敞開空腔連通的槽道，其中槽道沿敞開空腔的中心設(shè)置。
[0019]在所述的連結(jié)方法中，緊固件包括沿桿部設(shè)置的多個非連接的帶螺紋部分。
[0020]在所述的連結(jié)方法中，桿部具有大致三角形的橫截面，三角形的橫截面限定三個平坦表面和互連三個平坦表面的三個圓形角部。
[0021]在所述的連結(jié)方法中，非連接帶螺紋部分沿三個圓形角部設(shè)置。
[0022]在所述的連結(jié)方法中，非連接帶螺紋部分每一個包括相對于彼此沿相同高度設(shè)置的螺紋。
[0023]本發(fā)明提供一種工具組件，包括:模具，限定敞開空腔；支撐件，配置為沿工具軸線將緊固件與敞開空腔對準，其中緊固件包括第一頭部和聯(lián)接到第一頭部的桿部；和
[0024]促動器，聯(lián)接到支撐件，其中促動器配置為讓緊固件繞工具軸線旋轉(zhuǎn)且讓緊固件沿工具軸線朝向模具運動，使得桿部部分地處于敞開空腔中，以便形成第二頭部。
[0025]在所述的工具組件中支撐件配置為將緊固件與敞開空腔對準，使得工具軸線與敞開空腔中心相加。
[0026]本發(fā)明一種方法，包括:讓緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)，其中緊固件用聚合物制造且包括頭部和從頭部沿緊固件軸線延伸的桿部，其中桿部限定第一桿部端部和與第一桿部端部相反的第二桿部端部，頭部在第一桿部端部處聯(lián)接到桿部，緊固件包括在第二桿部端部處聯(lián)接到桿部的錨固件，且錨固件具有錐形形狀；在緊固件繞緊固件軸線旋轉(zhuǎn)時讓緊固件前進通過第一工件且進入第二工件，使得緊固件增加第一和第二工件中的溫度，以便使得第一和第二工件軟化并穿透第一和第二工件；和讓緊固件繼續(xù)旋轉(zhuǎn)和沿緊固件軸線朝向第二工件前進，直到在錨固件完全地經(jīng)過第二工件之前錨固件至少部分地處于第二工件中。
[0027]在下文結(jié)合附圖進行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0028]圖1是連結(jié)組件的示意性分解橫截面?zhèn)纫晥D，所述連結(jié)組件包括緊固件、兩個工件和模具，其中緊固件顯示為在工件外部；
[0029]圖2是圖1的連結(jié)組件的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中緊固件聯(lián)接兩個工件；
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的連結(jié)組件的模具的示意性橫截面?zhèn)纫晥D；
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的連結(jié)組件的模具的示意性橫截面?zhèn)纫晥D；
[0032]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的連結(jié)組件的緊固件的示意性前部視圖；
[0033]圖6是圖5所示的緊固件的示意性橫截面俯視圖；
[0034]圖7是圖5所示的緊固件的示意性透視圖；