1.本实用新型涉及冲压设备技术领域，尤其涉及一种冲头。
背景技术：2.在产品的工件加工的过程中，常常会使用铆接方式将两个工件固定，铆接方式具体为通过对穿设于工件上的铆接头进行冲压，使得铆接头的端部挤压变形形成钉头，以将两个工件固定连接。
3.现有的铆接头冲压过程中，冲头将圆形铆接头挤压成扁平的圆盘状钉头，圆形铆接头在延展的过程中，圆形铆接头的材料的流动方向为均匀向四周发散，越靠近边缘，材料强度越弱，在内部剪切应力作用下容易产生开裂，对铆接性能及产品外观均有一定的影响。
技术实现要素：4.鉴于以上内容，有必要提出一种冲头，以解决铆接头在冲压过程中容易产生开裂的问题。
5.本技术实施例提供一种冲头，用于对铆接头进行冲压，所述铆接头的至少一端设有由所述铆接头的周壁环绕的冲孔，所述冲头包括：冲头主体，所述冲头主体的一端面向内凹陷且所述冲头主体在所述一端面的边缘设有限位部，所述限位部围合形成冲压凹面，所述冲压凹面包括圆面及自所述圆面向外延伸的多个弧面，多个所述弧面首尾相接；撑开部，与所述圆面连接并凸设于所述圆面上，用于伸入所述冲孔并在冲压的过程中将所述周壁朝向周围撑开，以使所述周壁沿所述冲压凹面向外延展直至与所述限位部抵接。
6.在一些实施例中，所述撑开部与所述圆面连接处的直径大于所述撑开部与所述圆面背离的一端的端部的直径。
7.在一些实施例中，所述撑开部与所述圆面背离的一端的端部的周缘设有第一导向弧面，用于导向所述撑开部进入所述冲孔。
8.在一些实施例中，所述弧面与所述限位部相接处设有第二导向弧面。
9.在一些实施例中，所述周壁初始可延展的长度为d，所述圆面的半径r大于d/2。
10.在一些实施例中，所述弧面最远端距所述圆面圆心之间的距离r1与所述圆面的半径r的差值r2设于0.1r1至0.2r1范围之间。
11.在一些实施例中，所述撑开部与所述圆面连接处的直径大于所述冲孔的内径。
12.在一些实施例中，所述限位部的顶端距所述冲压凹面之间的距离小于所述撑开部的顶端距所述冲压凹面之间的距离。
13.在一些实施例中，所述撑开部与所述圆面连接处环绕设置有过渡弧面。
14.在一些实施例中，所述弧面的数量等于或大于5。
15.如此，通过设置由圆面以及自圆面边缘向外延伸的多个弧面组成的花瓣形冲压凹面，使得在冲压过程中，铆接头的周壁沿冲压凹面延展至圆面边缘时，铆接头的边缘分别沿弧面朝向不同的方向进行延展，使材料流动方向发生改变，材料分别流向容易开裂的区域，
使该区域材料强度增加，从而降低开裂风险，保证了铆接性能及产品的外观不受影响。
附图说明
16.图1是本技术提供的冲头的立体图。
17.图2是图1中的冲头与铆接头进行冲压的示意图。
18.图3是采用普通的圆形冲压面冲头冲压成型的圆形铆接头的示意图。
19.图4是采用本技术中提供的冲头冲压成型的花瓣形铆接头的示意图。
20.图5是图1中的冲头的剖面示意图。
21.图6是图1中的冲头的正视示意图。
22.图7是图1中的冲头在多种弧面数量下的示意图。
23.主要元件符号说明
24.冲头
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100
25.冲头主体
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110
26.撑开部
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120
27.限位部
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111
28.冲压凹面
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130
29.圆面
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131
30.弧面
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132
31.第一导向弧面
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121
32.第二导向弧面
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122
33.过渡弧面
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123
34.铆接头
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200
35.周壁
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210
36.冲孔
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220
37.圆形铆接头
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300
38.花瓣形铆接头
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400
具体实施方式
39.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个
所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
44.请参阅图1至图2，本实用新型提供了一种冲头100，用于对铆接头200进行冲压，铆接头200的至少一端设有由铆接头200的周壁210环绕的冲孔220，冲头100包括冲头主体110与撑开部120。冲头主体110的端面向内凹陷且冲头主体110的边缘设有限位部111，限位部111围合形成冲压凹面130，冲压凹面130包括圆面131及自圆面131向外延伸的多个弧面132，多个弧面132首尾相接。撑开部120与圆面131连接并凸设于圆面131上，用于伸入冲孔220并在冲压的过程中将周壁210朝向周围撑开，以使周壁210沿冲压凹面130向外延展直至与限位部111抵接。
45.在一实施例中，冲头100的一端端面的边缘围设有一圈限位部111，限位部111所围合的端面朝向冲头100内部凹陷，形成冲压凹面130。冲压凹面130包括一个圆面131和多个弧面132，圆面131位于冲头100端面的中央位置，多个弧面132与圆面131的边缘相接，且自圆面131边缘向外延伸。每个弧面132由两段互相连接的圆弧围合形成，多个弧面132环绕圆面131首尾相接，以使多个弧面132和圆面131共同组合形成花瓣状的冲压凹面130。组成每个弧面132的两段圆弧中，远离圆面131的一段圆弧与限位部111相接。撑开部120设于圆面131的圆心位置处，以使撑开部120位于整个冲压凹面130的中心位置。
46.请参阅图2，铆接头200的一端由周壁210环绕并在内部形成冲孔220。本实施例中铆接头200的材料例如为铝合金6r02，其材料延展率为9％，铆接头200延展之前周壁210的外径r3为1.95mm。如果采用普通的圆形冲压面冲头，在铆压过程中，材料的流动方向均匀向四周发散性流动，直至形成圆形铆接头300，如图3所示，延展完成之后周壁210外缘的最大直径r4为3.42mm。因此，在铆接过程中，其实际延展率达到(3.42-1.95)/1.95＝75.4％，远远大于材料的延展性能。因此越靠近圆形铆接头300的边缘，材料强度越弱，在内部剪切应
力f1、f2的作用下容易产生开裂。
47.如图4所示，如果采用本技术中提供的冲头100进行冲压，在冲压过程中，冲头100的撑开部120对准冲孔220下压，以使撑开部120插入冲孔220中并将周壁210朝向四周挤压，冲孔220的直径快速加大，之后冲头100继续下压使得周壁210主要受到冲头100向下的挤压力，从而使得周壁210与冲压凹面130抵接并沿冲压凹面130延展，周壁210的厚度由0.525mm压到0.3mm。在周壁210沿冲压凹面130延展的过程中，先沿圆面131进行延展，延展至圆面131边缘时，周壁210的部分区域沿弧面132进行延展，周壁210的材料通过冲头100压力向四周流动，最终填满由冲压凹面130凹陷所形成的型腔，直至形成花瓣形铆接头400。
48.在一实施例中，冲压凹面130中的圆面131直径为2.92mm，铆接头200的周壁210材料在圆面131内流动时，均匀向四周发散性流动。当超过圆面131的边缘流入弧面132时，周壁210材料流动方向发生改变，并沿图中箭头所示方向流动，周壁210的材料沿弧面132流动至弧面132的边缘处，使该区域材料强度增加，抵消内部剪切应力f1、f2产生的作用，从而降低铆接头200在边缘处的开裂风险。
49.如此，通过设置由圆面131以及自圆面131边缘向外延伸的多个弧面132组成的花瓣形冲压凹面130，使得在冲压过程中，铆接头200的周壁210沿冲压凹面130延展至圆面131边缘时，铆接头200的边缘分别沿弧面132朝向不同的方向进行延展，使材料流动方向发生改变，材料分别流向容易开裂的区域，使该区域材料强度增加，从而降低开裂风险，保证了铆接性能及产品的外观不受影响。
50.在一些实施例中，如图2和图5所示，撑开部120与圆面131连接处的直径r5大于撑开部120与圆面131背离的一端的端部的直径r6。撑开部120与圆面131连接处的直径r5大于冲孔220的内径r7设置。在冲压过程中，撑开部120与圆面131背离的一端的端部首先插入冲孔220中，随着冲头100的下压，撑开部120与圆面131相连的一端逐渐进入冲孔220中并将冲孔220撑大，当撑开部120与圆面131连接处的直径大于撑开部120与圆面131背离的一端的端部的直径，且撑开部120与圆面131连接处的直径大于冲孔220的内径时，便于撑开部120迅速将冲孔220的直径扩大。
51.撑开部120与圆面131背离的一端的端部的周缘设有第一导向弧面121，用于导向撑开部120进入冲孔220。第一导向弧面121环绕撑开部120的顶端设置，使得撑开部120插入冲孔220时，第一导向弧面121能够起到导向的作用，防止撑开部120与冲孔220的顶缘发生碰撞从而导致撑开部120无法进入冲孔220。
52.弧面132与限位部111相接处设有第二导向弧面122。第二导向弧面122设于限位部111与弧面132之间，当周壁210的材料沿弧面132流动至边缘时，能够沿第二导向弧面122朝向限位部111的顶端流动，防止周壁210的材料在弧面132内堆积并互相挤压，造成开裂。
53.限位部111的顶端距冲压凹面130最底端之间的距离d1小于撑开部120的顶端距冲压凹面130最底端之间的距离d2。撑开部120与圆面131连接处环绕设置有过渡弧面123。周壁210在被撑开部120撑开后，沿撑开部120的外壁延展至圆面131时，延展会发生转向。通过设置过渡弧面123，使得周壁210的材料从撑开部120的外壁延展至圆面131的过程中不会发生堆积。
54.在一些实施例中，周壁210初始可延展的长度为d，圆面131的半径r大于d/2设置。通过设置圆面131的半径r大于d/2设置，确保铆接头200在冲压过程中具有足够的强度。
55.在一些实施例中，如图6所示，弧面132最远端距圆面131圆心之间的距离r1与圆面131的半径r的差值r2设于0.1r1至0.2r1范围之间。弧面132最远端距圆面131圆心之间的距离r1与圆面131的半径的差值r2即为弧面132的宽度，即10％r1≦r2≦20％r1。例如，设置圆面131的半径r为1.46mm，弧面132最远端距圆面131圆心之间的距离r1为1.71mm，r2＝r1-r＝0.25mm，即r2＝14.6％r1，符合要求。如果弧面132的宽度r2设置过小，则圆面131边缘处的花瓣状结构起伏较小，冲压凹面130整体趋于平缓，在解决材料边缘开裂问题上不明显；如果r2设置过大，则圆面131边缘处的花瓣状结构起伏较大，整个铆接头200用于固定的抓紧面积变小，从而影响铆接头200强度。
56.在一些实施例中，如图7所示，弧面132的数量等于或大于5个。弧面132的数量即为冲压凹面130边缘处花瓣的数量。弧面132的数量q可以根据铆接头200的大小而选择不同，在此引入系数t，每两个相邻弧面132的顶点之间的弧长为l，r2＝n％*r1，t＝l/r2，而l＝2πr1/q，所以t＝200π/nq。在10％r1≦r2≦20％r1时，n在10～20之间，所以t在10π/q～20π/q之间。通过设置弧面132的数量为5个至8个，可以得出t的区间在1.25π～4π之间。
57.根据t值的区间，可以反推出n*q的大小，在确定n后就可以得出q的范围，q会有多个值，使用时可以根据材料特性与实际的验证效果来确定最佳q值。
58.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。
59.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种冲头，用于对铆接头进行冲压，所述铆接头的至少一端设有由所述铆接头的周壁环绕的冲孔，其特征在于，所述冲头包括：冲头主体，所述冲头主体的一端面向内凹陷且所述冲头主体在所述一端面的边缘设有限位部，所述限位部围合形成冲压凹面，所述冲压凹面包括圆面及自所述圆面向外延伸的多个弧面，多个所述弧面首尾相接；撑开部，与所述圆面连接并凸设于所述圆面上，用于伸入所述冲孔并在冲压的过程中将所述周壁朝向周围撑开，以使所述周壁沿所述冲压凹面向外延展直至与所述限位部抵接。2.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述撑开部与所述圆面连接处的直径大于所述撑开部与所述圆面背离的一端的端部的直径。3.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述撑开部与所述圆面背离的一端的端部的周缘设有第一导向弧面，用于导向所述撑开部进入所述冲孔。4.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述弧面与所述限位部相接处设有第二导向弧面。5.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述周壁初始可延展的长度为d，所述圆面的半径r大于d/2。6.如权利要求5所述的冲头，其特征在于，所述弧面最远端距所述圆面圆心之间的距离r1与所述圆面的半径r的差值r2设于0.1r1至0.2r1范围之间。7.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述撑开部与所述圆面连接处的直径大于所述冲孔的内径。8.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述限位部的顶端距所述冲压凹面之间的距离小于所述撑开部的顶端距所述冲压凹面之间的距离。9.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述撑开部与所述圆面连接处环绕设置有过渡弧面。10.如权利要求1所述的冲头，其特征在于，所述弧面的数量等于或大于5。
技术总结为了解决常规冲头对铆接头冲压铆接过程中导致铆接头产生开裂的技术问题，本实用新型提出一种冲头，用于对铆接头进行冲压，所述铆接头的至少一端设有由所述铆接头的周壁环绕的冲孔，所述冲头包括：冲头主体，所述冲头主体的一端面向内凹陷且所述冲头主体在所述一端面的边缘设有限位部，所述限位部围合形成冲压凹面，所述冲压凹面包括圆面及自所述圆面向外延伸的多个弧面，多个所述弧面首尾相接；撑开部，与所述圆面连接并凸设于所述圆面上，用于伸入所述冲孔并在冲压的过程中将所述周壁朝向周围撑开，以使所述周壁沿所述冲压凹面向外延展直至与所述限位部抵接。通过该冲头，降低开裂风险，保证铆接性能及产品外观不受影响。保证铆接性能及产品外观不受影响。保证铆接性能及产品外观不受影响。
技术研发人员：胡学滨 易卫华 向春 刘长青 许志蔚 朱从金 鲁伟平 陈开
受保护的技术使用者：深圳市裕展精密科技有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/7/5
