專利名稱：一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置及其連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車用鋁板連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置及其連接方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，人們對節(jié)能環(huán)保提出了新的要求，汽車輕量化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要方向，對于節(jié)油，降低排放具有重要意義；汽車自重每降低10%，油耗可降低8 10%,而排放亦隨之下降4%。汽車輕量化與輕量化材料的應(yīng)用密切相關(guān)，汽車輕量化材料有高強度鋼、鋁合金、 工程塑料和鎂合金，這四大類材料在汽車中應(yīng)用。鋁合金和鋁的屬性決定了在成形和連接上存在一些不可避免的缺點，一般情況下，鋁及鋁合金不采用電弧焊的熔化焊形式，通常采用惰性氣體保護(hù)焊接。惰性氣體保護(hù)焊MIG焊接速度快，質(zhì)量一般，飛濺較大?？諝庵械亩栊詺怏w的含量較少，成本較高。目前，美國、德國、日本等汽車所打造的全鋁車身主要采用有鉚釘連接和無鉚釘連接的冷連接方式。鉚接技術(shù)實際上是一種金屬材料的連接技術(shù)，應(yīng)用了彈性變形和塑性變形等理論，并結(jié)合了擠壓，沖壓，滾壓等工藝特點的較小能量的損失的一種加工方法，是一種利用沖頭完成難焊金屬的連接。鉚接主要是通過壓力使板料產(chǎn)生劇烈的塑性變形而將兩個板料連接在一起。鉚接應(yīng)用范圍廣泛，能夠連接難以進(jìn)行熔化焊的零部件。目前，鉚接技術(shù)廣泛應(yīng)用在火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、汽車、火車、飛機等大型覆蓋件的連接。國外的一些研究機構(gòu)致力于無鉚釘設(shè)備的研究，無鉚釘設(shè)備的開發(fā)將加快汽車節(jié)能減重的步伐，無鉚釘設(shè)備需要的能量大于鉚接設(shè)備的能量，而且在連接的過程中往往不能夠一次連接成功，沖擊力過大影響焊接質(zhì)量，既不能節(jié)省能源也會使得板料在鉚接的過程中發(fā)生較強的硬化現(xiàn)象，影響連接的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置及其連接方法，利用炸藥爆炸釋放的能量提供給系統(tǒng)大的動能，提高板料連接的速度，保證了接頭結(jié)合質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有省時省工、節(jié)能，接頭強度高的優(yōu)點。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置，包括電機1，電機I固定在機架15的頂部，電機I通過套筒3和絲杠5的一端同軸連接，套筒3、絲杠5通過軸承4支撐，同時通過電機蓋2、軸承蓋6限制軸承4軸向運動，電機蓋2、軸承蓋6固定在機架15上，絲杠5的另一端和密封導(dǎo)軌空腔10焊接成為一體，密封導(dǎo)軌空腔10固定在滑塊7上，滑塊7配置在導(dǎo)軌13上，通過導(dǎo)軌13引導(dǎo)滑塊7做直線運動，導(dǎo)軌13固定在機架15上，密封導(dǎo)軌空腔 10中設(shè)有推動沖頭滑塊8，推動沖頭滑塊8和沖頭12的頂部連接，推動沖頭滑塊8的底面通過彈簧9和密封空腔蓋11連接，板料14放置在沖頭12正下方的機架15上，機架15設(shè)有模腔，當(dāng)沖頭12沖擊板料14，將材料通過擠壓的形式填滿模腔。一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接方法，炸藥在密封導(dǎo)軌空腔10中爆炸，推動沖頭滑塊8移動，并帶動沖頭12沖壓板料14，沖頭12在運動的過程中有一段空載，在炸藥沒有爆炸前，推動沖頭滑塊8、密封導(dǎo)軌空腔10、滑塊7都在絲杠5的帶動下一起運動，當(dāng)沖頭12與板料14接觸的瞬間，炸藥引爆，推動沖頭滑塊8以高的速度帶動沖頭12沖壓板料14。本發(fā)明能夠?qū)⑼N金屬或者異種難焊接的薄板金屬連接在一起，不產(chǎn)生熱影響區(qū)，利用炸藥爆炸產(chǎn)生的爆炸能量，經(jīng)過推動沖頭滑塊將其轉(zhuǎn)化機械能，并轉(zhuǎn)化成塑性功。 在整個過程中，這個組合的設(shè)備極大的提高了兩個板料連接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有省時省工、節(jié)能等優(yōu)點。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參照附圖，一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置，包括電機1，電機I固定在機架15的頂部，電機I通過套筒3和絲杠5的一端同軸連接，套筒3、絲杠5通過軸承4 支撐，同時通過電機蓋2、軸承蓋6限制軸承4軸向運動，電機蓋2、軸承蓋6通過螺母固定在機架15上，絲杠5的另一端和密封導(dǎo)軌空腔10焊接成為一體，密封導(dǎo)軌空腔10通過螺栓固定在滑塊7上，滑塊7配置在導(dǎo)軌13上，通過導(dǎo)軌13引導(dǎo)滑塊7做直線運動，滑塊7帶動密封導(dǎo)軌空腔10運動，并限制絲杠5的旋轉(zhuǎn)運動，保證絲杠5在做直線運動，導(dǎo)軌13通過螺母固定在機架15上，保證運行過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，密封導(dǎo)軌空腔10中設(shè)有推動沖頭滑塊8，推動沖頭滑塊8和沖頭12的頂部連接，推動沖頭滑塊8的底面通過彈簧9和密封空腔蓋11連接，板料14放置在沖頭12正下方的機架15上，機架15設(shè)有模腔，當(dāng)沖頭12 沖擊板料14，將材料通過擠壓的形式填滿模腔，連接結(jié)束，模腔的大小可以根據(jù)要求更換。一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接方法，炸藥在密封導(dǎo)軌空腔10的中爆炸， 推動沖頭滑塊8移動，并帶動沖頭12沖壓板料14，沖頭12在運動的過程中有一段空載，在炸藥沒有爆炸前，推動沖頭滑塊8、密封導(dǎo)軌空腔10、滑塊7都在絲杠5的帶動下一起運動， 當(dāng)沖頭12與板料14接觸的瞬間，炸藥引爆，推動沖頭滑塊8以高的速度帶動沖頭12沖壓板料14。本發(fā)明的工作原理為系統(tǒng)工作時，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動完成無鉚釘連接過程，在這個過程不會產(chǎn)生熱影響區(qū)，保證結(jié)合處的材料性能，并在一定程度上強化了材料，電機I和導(dǎo)軌13固定在機架15上保證了系統(tǒng)在運行的過程中的穩(wěn)定性，電機I工作帶動絲杠5做旋轉(zhuǎn)運動，并利用導(dǎo)軌13限制絲杠5的旋轉(zhuǎn)運動，火藥爆炸后，推動沖頭滑塊8以大的速度沖擊板料14， 獲得質(zhì)量較好的連接接頭。工作開始前，彈簧9未被壓縮，滑塊7處于導(dǎo)軌13最初位置。開啟后，電機I輸出軸帶動套筒3旋轉(zhuǎn)，套筒3帶動絲杠5運動，絲杠5與密封導(dǎo)軌空腔10被固定在滑塊7上，并在導(dǎo)軌13上進(jìn)行直線運動，沖頭12與板料14接觸瞬間，炸藥被點燃，爆炸量傳遞給推動沖頭滑塊8，推動沖頭滑塊8在密封導(dǎo)軌空腔10移動，壓縮彈簧9使沖頭12沖壓板料14， 并使得板料14發(fā)生強大的塑性變形充滿機架15模腔，當(dāng)能量轉(zhuǎn)化后，彈簧9復(fù)位。
權(quán)利要求
1.一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置，包括電機a)，其特征在于電機a) 固定在機架(15)的頂部，電機(I)通過套筒(3)和絲杠(5)的一端同軸連接，套筒(3)、絲杠(5)通過軸承(4)支撐，同時通過電機蓋(2)、軸承蓋(6)限制軸承(4)軸向運動，電機蓋(2)、軸承蓋￠)固定在機架(15)上，絲杠(5)的另一端和密封導(dǎo)軌空腔(10)焊接成為一體，密封導(dǎo)軌空腔(10)固定在滑塊(7)上，滑塊(7)配置在導(dǎo)軌(13)上，通過導(dǎo)軌(13)引導(dǎo)滑塊(7)做直線運動，導(dǎo)軌(13)固定在機架(15)上，密封導(dǎo)軌空腔(10)中設(shè)有推動沖頭滑塊(8)，推動沖頭滑塊(8)和沖頭(12)的頂部連接，推動沖頭滑塊(8)的底面通過彈簧(9)和密封空腔蓋(11)連接，板料(14)放置在沖頭(12)正下方的機架(15)上，機架(15) 設(shè)有模腔，當(dāng)沖頭(12)沖擊板料(14)，將材料通過擠壓的形式填滿模腔。
2.采用權(quán)利要求I所述的一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置進(jìn)行無鉚連接的方法，其特征在于炸藥在密封導(dǎo)軌空腔(10)的中爆炸，推動沖頭滑塊(8)移動，并帶動沖頭(12)沖壓板料(14)，沖頭(12)在運動的過程中有一段空載，在炸藥沒有爆炸前，推動沖頭滑塊(8)、密封導(dǎo)軌空腔(10)、滑塊(7)都在絲杠(5)的帶動下一起運動，當(dāng)沖頭(12) 與板料(14)接觸的瞬間，炸藥引爆，推動沖頭滑塊(8)以高的速度帶動沖頭(12)沖壓板料(14)。
全文摘要
一種汽車用鋁合金可控式爆炸無鉚連接裝置及其連接方法，裝置包括電機，電機和絲杠的連接，絲杠和密封導(dǎo)軌空腔焊接成為一體，密封導(dǎo)軌空腔固定在滑塊上，滑塊配置在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌固定在機架上，密封導(dǎo)軌空腔中設(shè)有推動沖頭滑塊，推動沖頭滑塊和沖頭的頂部連接，推動沖頭滑塊的底面通過彈簧和密封空腔蓋連接，板料放置在沖頭正下方的機架上，機架設(shè)有模腔，炸藥在密封導(dǎo)軌空腔的中爆炸，推動沖頭滑塊移動，并帶動沖頭沖壓上下板料，本發(fā)明能夠?qū)⑼N金屬或者異種難焊接的薄板金屬連接在一起，不產(chǎn)生熱影響區(qū)，提高了兩個板料連接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有省時省工、節(jié)能等優(yōu)點。
文檔編號B21D39/02GK102581150SQ20121004257
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者張琦, 徐凡, 范淑琴, 趙升噸, 鐘斌, 韓曉蘭 申請人:西安交通大學(xué)