專利名稱：鉚接頭、副鉚接頭以及應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉚接裝置，特別是涉及一種鉚接頭；還涉及一種副鉚接頭；還涉及一種利用鉚接頭與副鉚接頭配合，進行應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法。
背景技術(shù)：
在航空制造領(lǐng)域，干涉配合連接能成倍提高接頭疲勞壽命，是先進飛機制造技術(shù)的重要組成部分。但是，生產(chǎn)中普遍采用的風動鉚槍打入干涉配合緊固件的安裝方法，只能實現(xiàn)較低干涉量或較小直徑的緊固件的安裝，無法達到最佳疲勞壽命增益。參照圖6。文獻“公告號是CN^01681的中國實用新型專利”公開了一種干涉配合緊固件的應(yīng)力波安裝器。該應(yīng)力波安裝器包括電磁鉚槍和控制裝置，電磁鉚槍由減震裝置6、初級線圈7、次級線圈8和調(diào)節(jié)器9構(gòu)成；控制裝置由電源1、硅整流器2、開關(guān)3、5和電容器組4組成。采用該安裝器應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件時，電磁鉚槍直接錘擊緊固件
10。應(yīng)力波在緊固件10中傳播時的反射使得緊固件10的自由端產(chǎn)生拉伸波，從而使緊固件10桿部徑向瞬時收縮“變細”，從而能減小安裝阻力，因而能比較容易地實現(xiàn)較大干涉量緊固件的安裝。應(yīng)力波安裝方法主要通過電磁鉚槍將緊固件10打入安裝孔。由于采用應(yīng)力波安裝時電磁鉚槍放電一次安裝一個緊固件10，每次的安裝力比較大，傳遞到被鉚接件
11、12上的力也大，容易造成被鉚接件11、12結(jié)構(gòu)變形。另外，要保證比較好地安裝緊固件 10，電磁鉚槍必須和緊固件10的軸線一致，既鉚槍和緊固件10要對正。文獻公開的電磁鉚槍直接錘擊緊固件10，很難保證鉚槍和緊固件10的對正。還有，如何防止鉚槍不會擊打到被鉚接件11、12上而造成被鉚接件11、12的損傷也是安裝時必須解決的問題之一。文獻公開的電磁鉚槍不能有效防止鉚槍直接打擊到被鉚接件11、12上。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的應(yīng)力波安裝器在應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件時被鉚接件結(jié)構(gòu)容易變形的不足，本發(fā)明提供一種鉚接頭、副鉚接頭以及應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法。 采用雙電磁鉚槍，即在一個電磁鉚槍上安裝鉚接頭，在另一個電磁鉚槍上安裝副鉚接頭，鉚接頭和副鉚接頭上分別有限位和導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，可以保證電磁鉚槍與緊固件的對正。鉚接頭和副鉚接頭在被鉚接件的兩面施力，可以防止單電磁鉚槍單面對被鉚接件施力時被鉚接件的變形。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種鉚接頭，其特點是包括心軸 14、彈簧15、限位筒16和螺釘18，所述心軸14是類活塞結(jié)構(gòu)，心軸14的一端靠近頭部徑向位置對稱設(shè)計兩個鍵槽17，心軸14的另一端是凸臺結(jié)構(gòu)，心軸14的凸臺上固連有連接頭 13，連接頭13上有螺紋；所述限位筒16是筒狀結(jié)構(gòu)，套裝在心軸14上靠近頭部的一端，限位筒16內(nèi)壁與心軸14頭部配合形成的空腔起限位作用，心軸14可以在限位筒16中移動， 限位筒16與心軸14上鍵槽17的相應(yīng)位置有螺釘孔，螺釘18穿過螺釘孔伸入鍵槽17內(nèi)， 彈簧15是壓簧，繞于心軸14上，位于限位筒16與心軸14的凸臺之間。
所述心軸14與連接頭13同圓心。一種副鉚接頭，其特點是包括彈簧15、底座22、導(dǎo)向筒25和定位軸27，所述底座 22是桶狀結(jié)構(gòu)，桶底外側(cè)固連有連接頭13，連接頭13上有螺紋；底座22頭部外側(cè)有公螺紋；導(dǎo)向筒25是凸臺結(jié)構(gòu)，其一端內(nèi)有與底座22頭部外側(cè)公螺紋配合的母螺紋，導(dǎo)向筒25 通過螺紋24底座22連接。導(dǎo)向筒25中心裝有定位軸27，定位軸27與導(dǎo)向筒25內(nèi)壁間隙配合，且可以在導(dǎo)向筒25中移動，并伸入到被鉚接件11、12的安裝孔內(nèi)起導(dǎo)引作用。定位軸底端29倒角。定位軸端頭23直徑與底座22的內(nèi)徑等大，并可以在底座22內(nèi)滑動。導(dǎo)向筒25的內(nèi)凹臺對定位軸端頭23起定位作用。彈簧15位于底座22桶底內(nèi)側(cè)與定位軸端頭23之間。所述定位軸27材料是鋁合金材料。一種采用上述鉚接頭和副鉚接頭進行應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法，其特點是包括以下步驟在兩個電磁鉚槍上分別通過連接頭13安裝鉚接頭和副鉚接頭，鉚接頭上心軸14頂住緊固件10 —端，副鉚接頭通過定位軸27伸出來的部分伸入被鉚接件11、12的安裝孔中，導(dǎo)向筒端面28與被鉚接件11表面接觸并對中。鉚接頭上的安裝力通過心軸14 直接傳遞到緊固件10上，副鉚接頭的安裝力通過導(dǎo)向筒25傳遞到被鉚接件11表面，當兩邊同時施加載荷后，緊固件10從被鉚接件11、12的安裝孔中伸出來頂住定位軸27，緊固件 10的一端與定位軸底端29接觸。鉚接頭上限位筒端面19與被鉚接件12接觸后，被鉚接件 11、12上的反作用力通過彈簧15和鍵槽17的作用使限位筒16向后移動，直到緊固件10安裝到位。本發(fā)明的有益效果是由于采用雙電磁鉚槍，即在一個電磁鉚槍上安裝鉚接頭，在另一個電磁鉚槍上安裝副鉚接頭，鉚接頭和副鉚接頭上分別有限位和導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，保證了電磁鉚槍與緊固件的對正。鉚接頭和副鉚接頭在被鉚接件的兩面施力，避免了單電磁鉚槍單面對被鉚接件施力時被鉚接件的變形。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。


圖1是本發(fā)明鉚接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明副鉚接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示鉚接頭與鉚槍連接后的示意圖。圖4是圖2所示副鉚接頭與鉚槍連接后的示意圖。圖5是加裝鉚接頭的鉚槍與加裝副鉚接頭的鉚槍的工作示意圖。圖6是背景技術(shù)鉚槍和緊固件的工作示意圖。圖中，1-電源；2-硅整流器；3、5_開關(guān)；4-電容器組；6_減震裝置；7_初級線圈； 8_次級線圈；9-調(diào)節(jié)器；10-緊固件；11、12_被鉚接件；13-安裝頭；14-心軸；15-彈簧; 16-限位筒；17-鍵槽；18-螺釘；19-限位筒端面；22-底座；23-定位軸端頭；24-螺紋； 25-導(dǎo)向筒；27-定位軸；28-導(dǎo)向筒端面；29-定位軸底端。
具體實施例方式參照圖1 5。本發(fā)明鉚接頭包括心軸14、彈簧15、限位筒16和螺釘18，所述心
4軸14是類活塞結(jié)構(gòu)，心軸14的一端靠近頭部徑向位置對稱設(shè)計兩個鍵槽17，心軸14的另一端是凸臺結(jié)構(gòu)，心軸14的凸臺上固連有連接頭13，連接頭13上有螺紋；所述心軸14與連接頭13同圓心。所述限位筒16是筒狀結(jié)構(gòu)，套裝在心軸14上靠近頭部的一端，心軸14 可以在限位筒16中移動，限位筒16與心軸14上鍵槽17的相應(yīng)位置有螺釘孔，螺釘18穿過螺釘孔伸入鍵槽17內(nèi)，彈簧15是壓簧，繞于心軸14上，位于限位筒16與心軸14的凸臺之間。當心軸14在限位筒16中移動時，螺釘18對限位筒16進行限位。螺釘18的長度以伸入鍵槽17又不阻礙螺釘18在鍵槽17中移動為宜。本發(fā)明副鉚接頭包括彈簧15、底座22、導(dǎo)向筒25、定位軸27，所述底座22是桶狀結(jié)構(gòu)，桶底外側(cè)固連有連接頭13，連接頭13上有螺紋；底座22頭部外側(cè)有公螺紋；導(dǎo)向筒 25是凸臺結(jié)構(gòu)，其一端內(nèi)有與底座22頭部外側(cè)公螺紋配合的母螺紋，導(dǎo)向筒25通過螺紋 24底座22連接。導(dǎo)向筒25中心裝有定位軸27，定位軸27與導(dǎo)向筒25內(nèi)壁間隙配合，且可以在導(dǎo)向筒25中移動，定位軸端頭23直徑與底座22的內(nèi)徑等大，并可以在底座22內(nèi)滑動。導(dǎo)向筒25的內(nèi)凹臺對定位軸端頭23起定位作用。彈簧15位于底座22桶底內(nèi)側(cè)與定位軸端頭23之間。本發(fā)明采用上述鉚接頭和副鉚接頭進行應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法，包括以下步驟在兩個電磁鉚槍上分別通過連接頭13安裝鉚接頭和副鉚接頭，鉚接頭上心軸14 頂住緊固件10 —端，副鉚接頭通過定位軸27伸出來的部分伸入被鉚接件11、12的安裝孔中，導(dǎo)向筒端面觀與被鉚接件11表面接觸并對中。鉚接頭上的安裝力通過心軸14直接傳遞到緊固件10上，副鉚接頭的安裝力通過導(dǎo)向筒25傳遞到被鉚接件11表面，當兩邊同時施加載荷后，緊固件10從被鉚接件11、12的安裝孔中伸出來頂住定位軸27，緊固件10的一端與定位軸底端四接觸。鉚接頭上限位筒端面19與被鉚接件12接觸后，被鉚接件11、12 上的反作用力通過彈簧15和鍵槽17的作用使限位筒16向后移動，直到緊固件10安裝到位。本發(fā)明進行的特別設(shè)計有鉚接頭在產(chǎn)品制造過程中，當采用應(yīng)力波方法安裝干涉配合緊固件10時，現(xiàn)有的電磁鉚槍鉚模有平鉚?；驇ЦC鉚模，平鉚模安裝時容易與緊固件10頭部產(chǎn)生相對滑動，而帶窩鉚模不適合安裝沉頭緊固件10，因為不能保證安裝到位且容易損傷結(jié)構(gòu)表面。主安裝頭的發(fā)明很好地解決了這一問題。心軸14與電磁鉚槍相連時，安裝力通過心軸14傳遞到緊固件10頭部，限位筒16與心軸14的配合解決了電磁鉚槍與緊固件10頭部的相對滑動問題，保證了對中，并且解決了沉頭緊固件10安裝不到位的問題。心軸14及限位筒16的尺寸可以根據(jù)緊固件的不同而改變。副鉚接頭現(xiàn)有的電磁鉚槍安裝干涉配合緊固件10時，只用一個電磁鉚槍單獨作業(yè)，但在實際干涉配合緊固件10安裝中，由于另一側(cè)缺乏支撐，安裝力可能會導(dǎo)致被鉚接件11、12變形。副鉚接頭類似于傳統(tǒng)的頂鐵，可以對被鉚接件11、12進行支撐以減小結(jié)構(gòu)變形。副鉚接頭配合鉚接頭可以保證兩個電磁鉚槍的對正。副鉚接頭上的導(dǎo)向筒端面觀與被鉚接件11、12表面相接觸，將載荷傳遞到被鉚接件11表面，定位軸27伸入安裝孔中， 當緊固件10伸出來的時候，緊固件10頂住定位軸端面四并壓縮彈簧15使定位軸27沿導(dǎo)向筒25向底座22后端移動。為了不損傷緊固件10，定位軸27選用硬度較小的鋁合金做材料。安裝完成后，彈簧15回彈推動定位軸27回到工作位置。副鉚接頭上底座22的尺寸是固定的，根據(jù)被鉚接件11、12上安裝孔的大小可以選用不同尺寸的定位軸27和導(dǎo)向筒25。
定位設(shè)計在副鉚接頭的定位設(shè)計中，對定位軸27與導(dǎo)向筒25中孔的同軸度有較高要求，所以定位軸27采取前小后大的結(jié)構(gòu)，在尺寸上分別與導(dǎo)向筒25和底座22的內(nèi)孔采用小間隙配合，定位軸在底座22和導(dǎo)向筒25的共同作用下保證了與導(dǎo)向筒25內(nèi)孔的同軸度，同時定位軸27的長度設(shè)計要長一點，使得裝配好之后的定位軸高出導(dǎo)向筒端面28大約4毫米，這樣就保證了導(dǎo)向筒25與被鉚接件11、12表面接觸時，定位軸27可以伸入到被鉚接件11、12的安裝孔內(nèi)，為了使伸入較容易，對定位軸底端29進行了倒角。讓位設(shè)計為了保證安裝過程中緊固件10螺紋部分可以順利伸出，本發(fā)明專門進行了讓位設(shè)計。主要通過對底座22進行內(nèi)孔設(shè)計并裝配有彈簧15來實現(xiàn)緊固件10伸出時定位軸27可以向后移動為緊固件10螺栓讓出空間，保證緊固件10完整裝入被鉚接件11、 12的安裝孔。當緊固件10伸出時，緊固件10頂住定位軸27壓縮彈簧15使定位軸27沿導(dǎo)向筒25向底座22后端移動，這樣就為緊固件10讓出了空間，彈簧15裝入底座22時，有一定的壓縮量，這樣就保證了在安裝過程結(jié)束后定位軸27可以回到定位狀態(tài)。防滑設(shè)計在安裝過程中，如果電磁鉚槍與緊固件10頭部接觸不穩(wěn)定可靠，則電磁鉚槍很容易打偏，所以在鉚接頭上設(shè)計了限位筒16，心軸14直接與緊固件10頭部表面接觸來傳遞載荷，限位筒16限制心軸14端面與緊固件10頭部的相對滑動。保證了接觸的穩(wěn)定可靠。退位設(shè)計沉頭緊固件10的安裝要保證最終緊固件10的頭部與被鉚接件11、12 表面基本在一個面上，但在安裝時又要防止電磁鉚槍與緊固件10頭部的相對滑動，所以在防滑設(shè)計的基礎(chǔ)上，在鉚接頭上進行了退位設(shè)計。通過在心軸14與限位筒16之間安裝彈簧15使得當緊固件10將要完全進入被鉚接件11、12安裝孔時限位筒16可以向后退位以完成沉頭螺栓的完全安裝。安裝時，心軸14頂住緊固件10頭部向孔內(nèi)移動，當緊固件10 快完全裝入時，限位筒16與被鉚接件12表面相接觸，心軸14頂住緊固件10繼續(xù)深入，被鉚接件11、12上的反作用力頂住限位筒16向后移動，最終使緊固件10完全裝入。防脫設(shè)計在實際安裝中為了防止心軸14和限位筒16完全脫開，在限位筒16上設(shè)計了螺紋孔，螺釘18與限位筒16通過螺紋相連接，螺釘頂端做成圓柱形，并在心軸14上設(shè)計了非全通的鍵槽17，將螺釘18圓柱端伸入鍵槽17，限位筒16通過螺釘18可以沿鍵槽 17移動，同時又不會脫離，就達到防止兩者完全脫開的目的。
權(quán)利要求
1.一種鉚接頭，其特征在于包括心軸(14)、彈簧(15)、限位筒(16)和螺釘(18)，所述心軸(14)是類活塞結(jié)構(gòu)，心軸(14)的一端靠近頭部徑向位置對稱設(shè)計兩個鍵槽(17)，心軸(14)的另一端是凸臺結(jié)構(gòu)，心軸(14)的凸臺上固連有連接頭(13)，連接頭(13)上有螺紋；所述限位筒(16)是筒狀結(jié)構(gòu)，套裝在心軸(14)上靠近頭部的一端，限位筒(16)內(nèi)壁與心軸(14)頭部配合形成的空腔起限位作用，心軸(14)可以在限位筒(16)中移動，限位筒 (16)與心軸(14)上鍵槽(17)的相應(yīng)位置有螺釘孔，螺釘(18)穿過螺釘孔伸入鍵槽(17) 內(nèi)，彈簧(15)是壓簧，繞于心軸(14)上，位于限位筒(16)與心軸(14)的凸臺之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉚接頭，其特征在于所述心軸(14)與連接頭(13)同圓心。
3.一種副鉚接頭，其特征在于包括彈簧(15)、底座(22)、導(dǎo)向筒(25)和定位軸(27)， 所述底座(22)是桶狀結(jié)構(gòu)，桶底外側(cè)固連有連接頭(13)，連接頭(13)上有螺紋；底座(22) 頭部外側(cè)有公螺紋；導(dǎo)向筒(25)是凸臺結(jié)構(gòu)，其一端內(nèi)有與底座(22)頭部外側(cè)公螺紋配合的母螺紋，導(dǎo)向筒(25)通過螺紋(24)底座(22)連接；導(dǎo)向筒(25)中心裝有定位軸(27)， 定位軸(27)與導(dǎo)向筒(25)內(nèi)壁間隙配合，且可以在導(dǎo)向筒(25)中移動，并伸入到被鉚接件(11、12)的安裝孔內(nèi)起導(dǎo)引作用；定位軸底端(29)倒角；定位軸端頭(23)直徑與底座 (22)的內(nèi)徑等大，并可以在底座(22)內(nèi)滑動；導(dǎo)向筒(25)的內(nèi)凹臺對定位軸端頭(23)起定位作用；彈簧(15)位于底座(22)桶底內(nèi)側(cè)與定位軸端頭(23)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的副鉚接頭，其特征在于所述定位軸(27)所用材料是鋁合^^ ο
5.一種采用權(quán)利要求1所述鉚接頭和權(quán)利要求3所述副鉚接頭進行應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法，其特點是包括以下步驟在兩個電磁鉚槍上分別通過連接頭(13)安裝鉚接頭和副鉚接頭，鉚接頭上心軸(14)頂住緊固件(10) —端，副鉚接頭通過定位軸(27)伸出來的部分伸入被鉚接件(11、12)的安裝孔中，導(dǎo)向筒端面(28)與被鉚接件(11)表面接觸并對中；鉚接頭上的安裝力通過心軸(14)直接傳遞到緊固件(10)上，副鉚接頭的安裝力通過導(dǎo)向筒(25)傳遞到被鉚接件(11)表面，當兩邊同時施加載荷后，緊固件(10)從被鉚接件(11、12)的安裝孔中伸出來頂住定位軸(27)，緊固件(10)的一端與定位軸底端(29) 接觸；鉚接頭上限位筒端面(19)與被鉚接件(12)接觸后，被鉚接件(11、12)上的反作用力通過彈簧(15)和鍵槽(17)的作用使限位筒(16)向后移動，直到緊固件(10)安裝到位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉚接頭、副鉚接頭以及應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件的方法，用于解決現(xiàn)有的應(yīng)力波安裝器在應(yīng)力波安裝干涉配合緊固件時被鉚接件結(jié)構(gòu)容易變形的技術(shù)問題。技術(shù)方案是在兩個電磁鉚槍上分別通過連接頭13安裝鉚接頭和副鉚接頭，鉚接頭和副鉚接頭上分別有限位和導(dǎo)引結(jié)構(gòu)，保證了電磁鉚槍與緊固件的對正。鉚接頭和副鉚接頭在被鉚接件的兩面施力，避免了單電磁鉚槍單面對被鉚接件施力時被鉚接件的變形。
文檔編號B21J15/10GK102357641SQ20111029129
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者張彥昭, 曹增強, 盛熙 申請人:西北工業(yè)大學