一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置，其特征在于：包括手輪(1)、調節(jié)螺柱(2)、框架橫梁(3)、框架縱梁(4)、豎楔塊(5)、導套(6)、橫楔塊(7)、彈簧座(8)、螺栓(9)、彈簧(10)、鉚模(11)、橫楔塊支承座(12)、底座(13)、線圈座導向桿(14)、線圈座(15)、線圈(16)、驅動片(17)、驅動片座(18)、整流器(19)、電阻(20)、開關(21)、變壓器(22)、電容(23)、鉚模座(24)、鉚模座壓條(25)、橫楔塊主體(26)，本發(fā)明無頭鉚釘電磁鉚接裝置只利用一個線圈放電，將通過兩對楔塊機構將驅動片的豎直方向運動轉化為鉚模的水平方向運動，在橫楔塊上設置彈簧復位機構，能夠通過旋轉手輪調節(jié)兩個鉚模的間距，以適應不同長度的鉚釘，具有結構簡單，成本較低，操作方便的優(yōu)點。
【專利說明】
一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置
技術領域
[OO01 ]本發(fā)明涉及一種電磁鉚接技術，特別涉及一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置。
【背景技術】
[0002]鉚接工藝是當前飛機結構的主要連接方法之一，其操作簡便、連接強度穩(wěn)定可靠。電磁鉚接中鉚槍產(chǎn)生的沖擊力對鉚釘?shù)募虞d速率極高，可在釘桿與被鉚接夾層的孔壁間形成均勻的干涉量，從而延長接頭壽命;且其質量穩(wěn)定、成本低，已在空客A380等飛機上得到應用。無頭鉚釘是一種沒有鉚釘頭的實心圓桿干涉鉚釘。無頭鉚釘是鉚接過程是從兩側施加大小相等，方向相反的載荷，使其在被連接件兩側各形成一個鐓頭。相比于傳統(tǒng)半圓頭鉚釘連接，無頭鉚釘連接干涉量較為均勻，能實現(xiàn)理想的干涉配合，因此疲勞壽命較長，且由于無頭鉚接兩側都為鐓頭，不存在半圓頭鉚釘在軸向載荷工況下出現(xiàn)釘頭剪切破壞的情況，因此拉脫強度也高于半圓頭鉚釘。因此，應用電磁鉚接技術的無頭鉚釘鉚接連接性能十分優(yōu)異。
[0003]傳統(tǒng)無頭鉚釘電磁鉚接設備需要在被鉚接件兩側分別設置一個電磁鉚接裝置，可分為大型鉆鉚設備和手持鉚槍無頭鉚釘鉚接裝置兩種。大型鉆鉚裝置價格高昂，占地面積大，不適合單件小批量生產(chǎn);手持式無頭鉚接裝置的典型結構如申請發(fā)明CN102527905A采用的無頭鉚釘鉚接裝置，需要在被鉚接件兩側設置兩把完全相同的電磁鉚槍，因此鉚接過程需要兩人協(xié)同完成。應用到實際生產(chǎn)中設備投入較大、人工成本較高，且操作較為復雜。因此發(fā)明一種結構簡單，成本低，能夠單人操作的無頭鉚釘電磁鉚接裝置意義重大。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于電磁鉚接具有高連接強度、均勻干涉量的無頭鉚釘鉚接裝置。在本發(fā)明所提供的無頭鉚釘電磁鉚接裝置中，通過兩對楔塊將驅動片的豎直方向運動轉化為兩側鉚模的水平方向運動，從兩側向無頭鉚釘加載，使鉚釘頂桿具有相對均勻的干涉量。
[0005]本發(fā)明所采取的技術方案提供了一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置，由其特征在于:手輪、調節(jié)螺柱、框架橫梁、框架縱梁、豎楔塊、導套、橫楔塊、彈簧座、螺栓、彈簧、鉚模、橫楔塊支承座、底座、線圈座導向桿、線圈座、線圈、驅動片、驅動片座、整流器、電阻、開關、變壓器、電容、鉚模座、鉚模座壓條，橫楔塊主體，其中:
[0006]框架橫梁中間開有尺寸為M80的螺紋孔，用以容納調節(jié)螺柱，螺紋孔兩側開有線圈座導向孔，用于容納線圈座導向桿，
[0007]框架縱梁通過螺栓與框架橫梁相連接，其上開有矩形導向槽，用于容納豎楔塊5上的導向塊。
[0008]框架縱梁中間開有矩形通孔，橫楔塊支承座插入其中并通過螺栓緊固?？蚣芸v梁下部通過螺栓與底座相連。
[0009]驅動片通過螺栓與驅動片座相連，驅動片座兩側通過螺栓連接豎楔塊，橫楔塊7與豎楔塊的斜面相接觸，用以傳遞驅動片上的磁壓力。
[0010]導套由三個獨立的板件通過螺栓連接而成，其內部寬度和高度與橫楔塊相同，用于容納橫楔塊，導套下端與橫楔塊支承座通過螺栓連接，當豎楔塊推壓橫楔塊，迫使橫楔塊水平運動時，導套用以限制橫楔塊的運動自由度，使兩側橫楔塊只能沿水平方向相向運動運動。
[0011 ]橫楔塊由橫楔塊主體、鉚模座、鉚模、鉚模座壓條組成，鉚模座壓條通過螺栓與橫楔塊主體相連接，鉚模座被壓緊在二者之間，從而位置被固定，鉚模和鉚模座通過螺紋連接。橫楔塊主體的一側開有螺紋孔，用以連接螺栓，當鉚接完成后，橫楔塊7在彈簧張力下復位，同時橫楔塊推動豎楔塊及驅動片座回到初始位置。
[0012]復位機構由螺栓、彈簧、彈簧座組成，螺栓一端與橫楔塊上的螺紋孔相連，螺栓頭與彈簧座相接觸，彈簧安裝于框架縱梁與彈簧座之間，用于提供使鉚接機構復位的張力，彈簧與彈簧座、框架縱梁接觸的位置均加工有凹坑，防止彈簧發(fā)生徑向移動。
[0013]手輪通過平鍵與調節(jié)螺柱相連接，順時針轉動手輪時，調節(jié)螺柱向下運動，推動線圈座、線圈、驅動片及驅動片座向下運動。
[0014]放電電路由整流器、電阻、開關、變壓器、電容、線圈組成，變壓器次級線圈與整流器、電阻、電容串聯(lián)，線圈與電容并聯(lián)，線圈并聯(lián)支路中串接有開關。
[0015]進一步地，線圈座導向桿一端通過過盈配合與線圈座上的孔相連，另一端插入框架橫梁上的導向孔，使線圈座只能沿上下運動。
[0016]進一步地，豎楔塊和橫楔塊通過斜面相接觸，斜面將豎楔塊的豎直方向運動轉化為橫楔塊的水平方向運動。
[0017]進一步地，線圈由截面為2mmX 1mm的紫銅帶繞制而成，紫銅帶間用絕緣膠帶進行絕緣，銅帶外側涂覆環(huán)氧樹脂和凝固劑，凝固后切削加工成矩形，并在上表面鉆削加工出用于連接線圈座的螺紋盲孔，通過螺栓與線圈座相連。
[0018]進一步地，豎楔塊一側設置有凸塊，寬度與框架縱梁上的導向槽相同，用于限制豎楔塊的自由度，當機構組裝好后，兩個豎楔塊只能沿導向槽上下運動。
[0019]本發(fā)明還提供了一種基于磁脈沖鉚接的無頭鉚釘雙向加載鉚接方法，其特征在于包括如下步驟:
[0020]步驟I，將無頭鉚釘放入板料上預制的鉚釘孔，調整被鉚接件的位置，使鉚釘兩端對準鉚模凹坑，并用夾具夾緊。
[0021]步驟2，順時針轉動手輪，使調節(jié)螺柱向下運動，推動線圈座和線圈向下運動，線圈推動驅動片、驅動片座、豎楔塊向下運動，與豎楔塊通過斜面接觸的橫楔塊克服彈簧張力，并水平運動，使兩側鉚模將鉚釘頂緊。
[0022]步驟3，交變電壓經(jīng)過升壓變壓器進行升壓，根據(jù)被鉚接鉚釘?shù)闹睆健㈤L度及材質的不同，升壓后的電壓也相應的不同。
[0023]步驟4、閉合開關，使電容放電。由于線圈中電流劇烈變化，產(chǎn)生感應磁場，而感應磁場又在驅動片中激發(fā)出電流并產(chǎn)生感應磁場，兩磁場產(chǎn)生強大的斥力并推動驅動片、驅動片座和豎楔塊向下運動，豎楔塊通過斜面將力傳遞給橫楔塊，橫楔塊克服彈簧張力向中間運動，完成無頭鉚釘?shù)你T接；
[0024]步驟5、放電結束后，鉚接機構在彈簧的張力作用下復位。
[0025]步驟6、逆時針轉動手輪，使調節(jié)螺柱上升，彈簧張力推動橫楔塊向兩側運動，松開夾具，取出被鉚接件。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]與傳統(tǒng)無頭鉚釘鉚接設備相比，本發(fā)明無頭鉚釘電磁鉚接裝置只利用一個線圈放電，將通過兩對楔塊機構將驅動片的豎直方向運動轉化為鉚模的水平方向運動，在橫楔塊上設置彈簧復位機構，能夠通過旋轉手輪調節(jié)兩個鉚模的間距，以適應不同長度的鉚釘，具有結構簡單，成本較低，操作方便的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0028]圖1為無頭鉚釘鉚接裝置的正二測視圖；
[0029]圖2為無頭鉚釘鉚接裝置的剖面圖；
[0030]圖3為無頭鉚釘鉚接裝置鉚接前鉚釘頂緊的剖面圖；
[0031 ]圖4為無頭鉚釘鉚接裝置鉚接完成時刻的剖面圖；
[0032]圖5為橫楔塊的正二測視圖；
[0033]圖6為被鉚接件鉚接前的剖面圖；
[0034]圖7為被鉚接件鉚接后的剖面圖。
[0035]圖中1-手輪，2-調節(jié)螺柱，3-框架橫梁，4-框架縱梁，5-豎楔塊，6_導套，7_橫楔塊，
8-彈簧座，9-螺栓，I O-彈簧，11-鉚模，12-橫楔塊支承座，13-底座，14-線圈座導向桿，15-線圈座，16-線圈，17-驅動片，18-驅動片座，19-整流器，20-電阻，21-開關，22-變壓器，23-電容，24-鉚模座，25-鉚模座壓條，
【具體實施方式】
[0036]以下將結合附圖1-7對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0037]如圖1-2所示，該實施例中提供了一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置，包括手輪1、調節(jié)螺柱2、框架橫梁3、框架縱梁4、豎楔塊5、導套6、橫楔塊7、彈簧座8、螺栓9、彈簧1、鉚模11、橫楔塊支承座12、底座13、線圈座導向桿14、線圈座15、線圈16、驅動片17、驅動片座18、整流器19、電阻20、開關21、變壓器22、電容23、鉚模座24、鉚模座壓條25。
[0038]具體的，如圖2所示，變壓器將工業(yè)電壓380v升高至100v以上，整流器19將升高后的變壓整流為直流，經(jīng)過電阻2的作用充電回路中電流降低，直流電壓對電容充電，當開關閉合瞬間，電容器23對線圈16進行放電，完成放電部分。
[0039]框架橫梁3中間開有尺寸為M80的螺紋孔，用以容納調節(jié)螺柱2，螺紋孔兩側開有線圈座導向孔，用于容納線圈座導向桿14，線圈16通過螺栓與線圈座15相連。
[0040]框架縱梁4通過螺栓與框架橫梁3相連接，其上開有矩形導向槽，用于容納豎楔塊的導向塊。
[0041]框架縱梁4中間開有矩形通孔，橫楔塊支承座12插入其中并通過螺栓緊固?？蚣芸v梁4下部通過螺栓與底座13相連。
[0042]驅動片17通過螺栓與驅動片座18相連，驅動片座18兩側通過螺栓連接豎楔塊5，橫楔塊7與豎楔塊5的斜面相接觸，用以傳遞驅動片17上的磁壓力。
[0043]導套6由三個獨立的板件通過螺栓連接而成，其內部寬度和高度與橫楔塊相同，用于容納橫楔塊，導套6下端與橫楔塊7支承座通過螺栓連接，當豎楔塊推壓橫楔塊，迫使橫楔塊水平運動時，導套用以限制橫楔塊7的運動自由度，使兩側橫楔塊7只能沿水平方向相向
、一一 X.、一一 X.?動；?動。
[0044]導套6下端與橫楔塊7支承座通過螺栓連接，用以限制橫楔塊7的自由度，使橫楔塊7只能沿水平方向運動。
[0045]橫楔塊7由橫楔塊主體26、鉚模座24、鉚模11、鉚模座壓條25組成，鉚模座壓條25通過螺栓與橫楔塊主體26相連接，鉚模座24被壓緊在二者之間，從而位置被固定，鉚模11和鉚模座24通過螺紋連接。當被鉚接板料位置已固定，鉚模24高度不合適時，可旋開鉚模座壓條緊固螺栓對鉚模座24高度進行調節(jié)。橫楔塊7的一側開有螺紋孔，用以連接螺栓，當鉚接完成后，橫楔塊7在彈簧張力下復位，同時橫楔塊7推動豎楔塊5及驅動片座18回到初始位置。
[0046]復位機構由螺栓9、彈簧10、彈簧座8組成，螺栓9一端與橫楔塊7上的螺紋孔相連，螺栓頭與彈簧座8相接觸，彈簧10安裝于框架縱梁4與彈簧座8之間，用于提供使鉚接機構復位的張力，彈簧10與彈簧座8、框架縱梁4接觸的位置均加工有凹坑，防止彈簧10發(fā)生徑向移動。
[0047]手輪I通過平鍵與調節(jié)螺柱2相連接，順時針轉動手輪I時，調節(jié)螺柱2向下運動，推動線圈座15、線圈16、驅動片17及驅動片座18向下運動。鉚接不同長度的鉚釘時，可通過旋轉手輪I使兩側鉚模11頂緊鉚釘。
[0048]放電電路由整流器19、電阻20、開關21、變壓器22、電容23、線圈16組成，變壓器22次級線圈與整流器19、電阻20、電容23串聯(lián)，線圈16與電容23并聯(lián)，線圈并聯(lián)支路中串接有開關21。
[0049]可通過更換不同尺寸的鉚模11鉚接不同直徑的鉚釘。
[0050]采用上述裝置進行無頭鉚釘?shù)你T釘時，其過程在于包括如下步驟:
[0051 ]步驟I，將無頭鉚釘放入板料上預制的鉚釘孔，調整被鉚接件的位置，使鉚釘兩端對準鉚模凹坑，并用夾具夾緊。
[0052]步驟2，順時針轉動手輪I，使調節(jié)螺柱2向下運動，推動線圈座15和線圈16向下運動，線圈16推動驅動片17、驅動片座18、豎楔塊5向下運動，與豎楔塊5通過斜面接觸的橫楔塊7克服彈簧10張力，并水平運動，使兩側鉚模11將鉚釘頂緊。
[0053]步驟3，交變電壓經(jīng)過升壓變壓器22進行升壓，根據(jù)被鉚接鉚釘?shù)闹睆?、長度及材質的不同，升壓后的電壓也相應的不同。
[0054]步驟4、閉合開關21，使電容23放電。由于線圈16中電流劇烈變化，產(chǎn)生感應磁場，而感應磁場又在驅動片中激發(fā)出電流并產(chǎn)生感應磁場，兩磁場產(chǎn)生強大的斥力并推動驅動片17、驅動片座18和豎楔塊5向下運動，豎楔塊5通過斜面將力傳遞給橫楔塊7，橫楔塊7克服彈簧10張力向中間運動，完成無頭鉚釘?shù)你T接，由于斜面與水平面間夾角為45°，設豎楔塊的位移為h，根據(jù)三角函數(shù)的關系，橫楔塊的水平方向位移為h/tan45°，即為h。
[0055]步驟5、放電結束后，鉚接機構在彈簧10的張力作用下復位。
[0056]步驟6、逆時針轉動手輪，使調節(jié)螺柱上升，彈簧張力推動橫楔塊7向兩側運動，松開夾具，取出被鉚接件。
【主權項】
1.一種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置，其特征在于:包括手輪(I)、調節(jié)螺柱(2)、框架橫梁(3)、框架縱梁(4)、豎楔塊(5)、導套(6)、橫楔塊(7)、彈簧座(8)、螺栓(9)、彈簧(10)、鉚模(11)、橫楔塊支承座(12)、底座(13)、線圈座導向桿(14)、線圈座(15)、線圈(16)、驅動片(17)、驅動片座(18)、整流器(19)、電阻(20)、開關(21)、變壓器(22)、電容(23)、鉚模座(24)、鉚模座壓條(25)、橫楔塊主體(26)，其中: 框架橫梁(3)中間開有螺紋孔，用以容納調節(jié)螺柱(2)，螺紋孔兩側開有線圈座導向孔，用于容納線圈座導向桿(14)； 框架縱梁(4)通過螺栓與框架橫梁(3)相連接，其上開有矩形導向槽，用于容納豎楔塊的導向塊； 框架縱梁(4)中間開有矩形通孔，橫楔塊支承座(12)插入其中并通過螺栓緊固；框架縱梁(4)下部通過螺栓與底座(13)相連； 驅動片(17)通過螺栓與驅動片座(18)相連，驅動片座(18)兩側通過螺栓連接豎楔塊(5)，橫楔塊(7)與豎楔塊(5)的斜面相接觸，用以傳遞驅動片(17)上的磁壓力； 導套(6)由三個獨立的板件通過螺栓連接而成，其內部寬度和高度與橫楔塊相同，用于容納橫楔塊，導套(6)下端與橫楔塊(7)支承座通過螺栓連接，當豎楔塊推壓橫楔塊，迫使橫楔塊水平運動時，導套用以限制橫楔塊(7)的運動自由度，使兩側橫楔塊(7)只能沿水平方向相向運動運動； 橫楔塊由橫楔塊主體(26)、鉚模座(24)、鉚模(II)、鉚模座壓條(25)組成，鉚模座壓條(25)通過螺栓與橫楔塊主體(26)相連接，鉚模座(24)被壓緊在二者之間，從而位置被固定，鉚模(11)和鉚模座(24)通過螺紋連接;橫楔塊(7)的一側開有螺紋孔，用以連接螺栓，當鉚接完成后，橫楔塊(7)在彈簧張力下復位，同時橫楔塊(7)推動豎楔塊(5)及驅動片座(18)回到初始位置； 復位機構由螺栓(9)、彈簧(1)、彈簧座(8)組成，螺栓(9) 一端與橫楔塊(7)上的螺紋孔相連，螺栓頭與彈簧座(8)相接觸，彈簧(10)安裝于框架縱梁(4)與彈簧座(8)之間，用于提供使鉚接機構復位的張力，彈簧(10)與彈簧座(8)、框架縱梁(4)接觸的位置均加工有凹坑，防止彈簧(10)發(fā)生徑向移動； 手輪(I)通過平鍵與調節(jié)螺柱(2)相連接，當順時針轉動手輪(I)時，調節(jié)螺柱(2)向下運動，推動線圈座(15)、線圈(16)、驅動片(17)及驅動片座(18)向下運動； 放電電路由整流器(19)、電阻(20)、開關(21)、變壓器(22)、電容(23)、線圈(16)組成，變壓器(22)次級線圈與整流器(19)、電阻(20)、電容(23)串聯(lián)，線圈(16)與電容(23)并聯(lián)，線圈并聯(lián)支路中串接有開關(21)。2.根據(jù)權利要求1所述的無頭鉚釘電磁鉚接裝置，其特征在于:線圈座導向桿(14)一端通過過盈配合與線圈座(15)上的孔相連，另一端插入框架橫梁上的導向孔，使線圈座(15)只能沿上下運動。3.根據(jù)權利要求1所述的無頭鉚釘電磁鉚接裝置，其特征在于:豎楔塊(5)和橫楔塊(7)通過斜面相接觸，斜面將豎楔塊(5)的豎直方向運動轉化為橫楔塊(7)的水平方向運動。4.根據(jù)權利要求1所述的無頭鉚釘電磁鉚接裝置，其特征在于:線圈由截面為2mmX1mm的紫銅帶繞制而成，紫銅帶間用絕緣膠帶進行絕緣，銅帶外側涂覆環(huán)氧樹脂和凝固劑，凝固后切削加工成矩形，并在上表面鉆削加工出用于連接線圈座的螺紋盲孔，通過螺栓與線圈座(15)相連。5.根據(jù)權利要求1所述的無頭鉚釘電磁鉚接裝置，其特征在于:豎楔塊(5)—側設置有凸塊，寬度與框架縱梁上的導向槽相同，用于限制豎楔塊(5)的自由度，當機構組裝好后，兩個豎楔塊(5)只能沿導向槽上下運動。6.—種無頭鉚釘雙側加載磁脈沖鉚接裝置，其特征在于包括如下步驟: 步驟I，將無頭鉚釘放入板料上預制的鉚釘孔，調整被鉚接件的位置，使鉚釘兩端對準鉚模凹坑，并用夾具夾緊； 步驟2，順時針轉動手輪(I)，使調節(jié)螺柱(2)向下運動，推動線圈座(15)和線圈(16)向下運動，線圈(16)推動驅動片(17)、驅動片座(18)、豎楔塊(5)向下運動，與豎楔塊(5)通過斜面接觸的橫楔塊(7)克服彈簧(10)張力，并水平運動，使兩側鉚模(11)將鉚釘頂緊； 步驟3，交變電壓經(jīng)過升壓變壓器(22)進行升壓，根據(jù)被鉚接鉚釘?shù)闹睆?、長度及材質的不同，升壓后的電壓也相應的不同； 步驟4、閉合開關(21)，使電容(23)放電；由于線圈(16)中電流劇烈變化，產(chǎn)生感應磁場，而感應磁場又在驅動片(17)中激發(fā)出電流并產(chǎn)生感應磁場，兩磁場產(chǎn)生強大的斥力并推動驅動片(17)、驅動片座(18)和豎楔塊(5)向下運動，豎楔塊(5)通過斜面將力傳遞給橫楔塊(7)，橫楔塊(7)克服彈簧(10)張力向中間運動，完成無頭鉚釘?shù)你T接； 步驟5、放電結束后，鉚接機構在彈簧(10)的張力作用下復位； 步驟6、逆時針轉動手輪(I)，使調節(jié)螺柱(2)上升，彈簧張力推動橫楔塊(7)向兩側運動，松開夾具，取出被鉚接件。
【文檔編號】B21J15/24GK105903884SQ201610527190
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】崔俊佳, 齊麟, 李光耀, 孫光永
【申請人】湖南大學