專利名稱：一種適用于大直徑鉚釘的電磁壓鉚機及其壓鉚方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁壓鉚機及其壓鉚方法，屬于鉚接技術領域。
背景技術：
鉚接是一種在航空航天、汽車、電子電器等制造領域廣泛應用的一種機械連接技 術，它主要包括錘擊鉚接、電磁鉚接和壓鉚等工藝形式。錘擊鉚接是一種被普遍采用的鉚接方法。鉚接時利用沖擊力量連續若干次打擊鉚 釘桿的頭部，使鉚釘材料沿徑向流動，形成了連接零件的鉚成頭。錘擊鉚接的特點是需要 的沖擊力較大；被鉚件和鉚接工具有較大的震動；鉚釘桿頭部受力不均衡，產品質量不穩 定；鉚成頭部外表質量差，同時破壞了鉚釘桿頭部材料的組織結構；操作人員的勞動強度 大并要掌握一定技術；有噪音，加工能力不高，很難實現大直徑鉚釘的鉚接。當對應變速率 敏感的鉚釘材料，如鈦合金進行普通錘鉚加工時，鈦合金鉚釘容易在鐓頭部位產生開裂，鉚 接質量很不穩定。電磁鉚接是利用基于脈沖磁場力產生的應力波脈沖對鉚釘釘桿頭部施加一次載 荷，零距離接觸加載，使鉚釘材料產生徑向流動形成鉚接接頭。相對于錘擊鉚接，由于是在 高速率加載下鉚釘變形，有利于提高鉚釘材料塑性，能夠進行大直徑鉚釘的鉚接。單次加載 降低勞動強度和噪音，并且特別適合于應變速率敏感的鉚釘材料，如鈦合金鉚釘。另外，電 磁鉚接工藝靈活性高，非常適于開場性差、壓鉚設備操作不便的工況條件。由于鉚接過程僅 為1-lOms，因此對操作人員的操作水平要求較高，否則質量不易保證。壓鉚是利用壓鉚機產生的靜壓力鐓粗鉚釘桿形成鐓頭的一種鉚接方法。壓鉚的鉚 接件具有表面質量好、變形小、連接強度高的特點。但是，由于壓鉚設備結構和開場性的限 制，一般適用于結構邊緣鉚縫的單釘鉚接；框、梁、肋平面類等小型組件鉚接，如飛行器口蓋 類件；外形為單曲率結構件鉚接，如飛行器翼面類零件的壁板等。因此，在實際操作中，只要 結構工藝性允許，常常優先采用壓鉚。隨著新型航空航天飛行器承載能力和飛行距離要求的提高，復合材料和金屬(鋁 合金、鈦合金等)的復合機構應用越來越廣泛，因此，必然涉及到兩種材料之間的連接問題， 在現有的技術工藝條件下，鉚接方法仍然是必然的選擇。考慮到連接強度、結構減重以及復 合材料和金屬之間的生物相容性等問題，必然選擇高強度、大直徑的鈦合金或鋁合金鉚釘。 但在復合材料結構鉚接中，采用錘鉚和壓鉚，容易使復合材料產生安裝損傷、分層等缺陷， 并且難以嚴格控制干涉量；采用電磁鉚接對操作人員的操作水平要求較高。

發明內容
本發明的目的是提供一種適用于大直徑鉚釘的電磁壓鉚機及其壓鉚方法，以解 決復合材料結構用大直徑鉚釘鉚接，采用錘鉚和壓鉚容易使復合材料產生安裝損傷、分層 等缺陷，并且難以嚴格控制干涉量以及采用電磁鉚接對操作人員的操作水平要求較高的問 題。
本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是本發明的一種適用于大直徑鉚釘 的電磁壓鉚機由彎折形上臂、電磁鉚槍、鉚槍行程控制動力源、上鉚模、下鉚模、工作臺、低 壓電磁鉚接裝置、控制箱、彈簧壓緊器和底座組成；彈簧壓緊器由彈簧和模套組成；彎折形 上臂由制成一體的水平臂和豎直臂組成，豎直臂的下端與底座的上端面固接，底座的上端 面上設有突臺，工作臺固裝在突臺上，上鉚模和下鉚模由上至下依次同軸設置，且下鉚模設 置在工作臺上，模套套裝在上鉚模上且二者滑動配合，彈簧套裝在上鉚模上，彈簧的下端面 設置在模套的上端面上，上鉚模的上端面與電磁鉚槍的應力波調制器的下端面相貼靠或制 成一體，水平臂上沿豎直方向設有滑道，電磁鉚槍安裝在水平臂上的滑道上且與其滑動配 合，鉚槍行程控制動力源設置在電磁鉚槍上且二者可拆卸連接，鉚槍行程控制動力源的控 制信號輸入端與控制箱的三個控制信號輸出端中的一個連接，控制箱的三個控制信號輸出 端中的剩余兩個中的一個用于控制低壓電磁鉚接裝置的電磁鉚接充電開關通斷，控制箱的 三個控制信號輸出端中的剩余一個與低壓電磁鉚接裝置的高壓脈沖發生器的信號輸入端 連接，該高壓脈沖發生器的信號輸出端用于控制低壓電磁鉚接裝置的高頻晶間管放電開關 通斷，低壓電磁鉚接裝置的放電信號正極輸出端與電磁鉚槍的線圈的始端連接，低壓電磁 鉚接裝置的放電信號負極輸出端與電磁鉚槍的線圈的末端連接，由此構成低壓電磁鉚接裝 置的放電回路。本發明的一種適用于大直徑鉚釘的壓鉚方法由以下步驟實現一、根據待鉚接結 構組件的結構形式選擇上鉚模和下鉚模，鉚釘選用大直徑鈦合金鉚釘或大直徑鋁合金鉚 釘，鉚釘的頭部為沉頭或半圓頭形狀，大直徑鈦合金鉚釘的直徑為O2-O6mm，大直徑鋁合 金鉚釘的直徑為04-cDlOmm ；二、將上鉚模的上端面與電磁鉚槍的應力波調制器的下端面 相貼靠或制成一體，將下鉚模置于工作臺上；三、接通電磁壓鉚機的鉚槍行程控制動力源， 調整上鉚模和下鉚模之間的間距首先將電磁鉚槍下降到最低位置，然后調整工作臺的位 置，并按待鉚接結構組件的夾層厚度與鉚釘的釘桿預伸量高度之和測得所需要的距離；四、 將待鉚接結構組件置于下鉚模上并定位、制鉚釘孔、锪沉頭窩或沉孔、去除毛刺并清理，將 步驟一中的鉚釘置于待鉚接結構組件的鉚釘孔內，并重新將待鉚接結構組件與下鉚模固 定；五、鉚接時，按下電磁壓鉚機的控制箱的控制按鈕，鉚槍行程控制動力源帶動電磁鉚槍 向下移動，首先，通過彈簧壓緊器壓緊待鉚接結構組件，通過電磁壓鉚機的控制箱閉合電磁 壓鉚機的低壓電磁鉚接裝置的電磁鉚接充電開關，連通由整流器、電源、限流電阻和電容器 組構成的低壓電磁鉚接裝置的充電回路，對電容器組充電，電容量為 iiF，當 充電完畢，通過電磁壓鉚機的控制箱斷開低壓電磁鉚接裝置的電磁鉚接充電開關，切斷充 電回路；通過電磁壓鉚機的控制箱控制高壓脈沖發生器產生10-15kV的高壓脈沖觸發高頻 晶閘管放電開關，使之閉合，導通由電容器組和電磁鉚槍中的線圈構成的放電回路，電容器 組放電，放電電壓為300-1000V，電磁鉚槍上的驅動片受到軸向向下的脈沖載荷作用，并通 過電磁鉚槍上的應力波調制器放大后經上鉚模作用于鉚釘上，使鉚釘的釘桿伸出部分形成 鐓頭；六、在鉚槍行程控制動力源作用下，電磁鉚槍帶動上鉚模和彈簧壓緊器返回原位，完 成一個鉚接循環過程，一個鉚接循環過程所用時間為2-lOs。本發明具有以下有益效果本發明將電磁鉚接和壓鉚結合在一起，提出一種基于 脈沖磁場力的壓鉚設備和方法，充分發揮了電磁鉚接適合于應變性速率敏感材料、壓鉚工 藝鉚接質量高的優點，使原來通過靜壓力實現鉚釘變形的過程改為動力加載鉚接，一方面
5提高了手持式電磁鉚接的鉚接質量穩定性，另一方面，解決了壓鉚方法難以進行高強度、應 變速率敏感材料鉚釘鉚接的問題，提高了鉚接能力和工藝靈活性。此外，還可避免采用錘鉚 與一般壓鉚方法造成的復合材料安裝損傷、分層等缺陷的發生，鉚接接頭干涉量易于通過 合適的工藝參數獲得精確控制。因此，本發明特別適用于小型、邊緣、簡單曲率類結構件的 高強度、大直徑鉚釘鉚接。


圖1是本發明的電磁壓鉚機的整體結構主視圖，圖2是圖1的A部放大圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的一種適用于大直 徑鉚釘的電磁壓鉚機由彎折形上臂1、電磁鉚槍2、鉚槍行程控制動力源3、上鉚模4、下鉚模 5、工作臺7、低壓電磁鉚接裝置8、控制箱10、彈簧壓緊器11和底座14組成；彈簧壓緊器11 由彈簧11-1和模套11-2組成；彎折形上臂1由制成一體的水平臂1-1和豎直臂1-2組成， 豎直臂1-2的下端與底座14的上端面固接，底座14的上端面上設有突臺14-1，工作臺7固 裝在突臺14-1上，上鉚模4和下鉚模5由上至下依次同軸設置，且下鉚模5設置在工作臺7 上，模套11-2套裝在上鉚模4上且二者滑動配合，彈簧11-1套裝在上鉚模4上，彈簧11-1 的下端面設置在模套11-2的上端面上(當電磁鉚槍向下運動時，彈簧壓緊器首先和待鉚接 結構組件接觸，實現壓緊)，上鉚模4的上端面與電磁鉚槍2的應力波調制器2-1的下端面 相貼靠或制成一體(方便更換多種形式的鉚模)，水平臂1-1上沿豎直方向設有滑道，電磁鉚 槍2安裝在水平臂1-1上的滑道上且與其滑動配合(通過滑道導向)，鉚槍行程控制動力源3 設置在電磁鉚槍2上且二者可拆卸連接，鉚槍行程控制動力源3的控制信號輸入端與控制 箱10的三個控制信號輸出端中的一個連接，控制箱10的三個控制信號輸出端中的剩余兩 個中的一個用于控制低壓電磁鉚接裝置8的電磁鉚接充電開關8-1通斷，控制箱10的三個 控制信號輸出端中的剩余一個與低壓電磁鉚接裝置8的高壓脈沖發生器8-4的信號輸入端 連接，該高壓脈沖發生器8-4的信號輸出端用于控制低壓電磁鉚接裝置8的高頻晶間管放 電開關8-3通斷，低壓電磁鉚接裝置8的放電信號正極輸出端與電磁鉚槍2的線圈2-2的 始端連接，低壓電磁鉚接裝置8的放電信號負極輸出端與電磁鉚槍2的線圈2-2的末端連 接，由此構成低壓電磁鉚接裝置8的放電回路。本實施方式中的彎折形上臂1要有足夠的剛度，能夠承受電磁鉚接過程中電磁鉚 槍后坐力的沖擊，一般沖擊力為10-1000N。鉚槍行程控制動力源提供電磁鉚槍上下運動的 動力，實現位置的精確控制，動力方式可以是氣動或液壓等。本實施方式中的電磁鉚槍2為 現有技術。
具體實施方式
二結合圖1說明本實施方式，本實施方式的低壓電磁鉚接裝置8由 電磁鉚接充電開關8-1、電容器組C、限流電阻R、整流器8-2、高頻晶閘管放電開關8-3和高 壓脈沖發生器8-4組成；電源的兩端分別與整流器8-2的兩個交流電壓輸入端連接，整流器 8-2的直流電壓正極輸出端與限流電阻R的一端連接，限流電阻R的另一端與電磁鉚接充電 開關8-1的一端連接，電磁鉚接充電開關8-1的另一端分別與高頻晶閘管放電開關8-3的 一端及電容器組C的正極端連接，高頻晶閘管放電開關8-3的另一端為低壓電磁鉚接裝置8的放電信號正極輸出端，整流器8-2的直流電壓負極輸出端及電容器組C的負極端均與低 壓電磁鉚接裝置8的放電信號負極輸出端連接，高壓脈沖發生器8-4的信號輸出端與高頻 晶閘管放電開關8-3的放電控制信號輸入端(觸發極)連接。如此設置，可實現給電容器組 C充電和放電。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三、結合圖1說明本實施方式，本實施方式的一種適用于大直徑鉚 釘的壓鉚方法由以下步驟實現一、根據待鉚接結構組件12的結構形式選擇上鉚模4和下 鉚模5，鉚釘13選用大直徑鈦合金鉚釘或大直徑鋁合金鉚釘，鉚釘13的頭部為沉頭或半圓 頭形狀，大直徑鈦合金鉚釘的直徑為O2-O6mm，大直徑鋁合金鉚釘的直徑為d>4-cin0mm ； 二、將上鉚模4的上端面與電磁鉚槍2的應力波調制器2-1的下端面相貼靠或制成一體，將 下鉚模5置于工作臺7上；三、接通電磁壓鉚機的鉚槍行程控制動力源3，調整上鉚模4和 下鉚模5之間的間距首先將電磁鉚槍2下降到最低位置，然后調整工作臺7的位置，并按 待鉚接結構組件12的夾層厚度與鉚釘13的釘桿預伸量高度之和測得所需要的距離(一般 介于幾毫米到幾十毫米之間);四、將待鉚接結構組件12置于下鉚模5上并定位、制鉚釘孔、 锪沉頭窩或沉孔、去除毛刺并清理，將步驟一中的鉚釘13置于待鉚接結構組件12的鉚釘孔 內，并重新將待鉚接結構組件12與下鉚模5固定；五、鉚接時，按下電磁壓鉚機的控制箱10 的控制按鈕，鉚槍行程控制動力源3帶動電磁鉚槍2向下移動，首先，通過彈簧壓緊器11壓 緊待鉚接結構組件12，通過電磁壓鉚機的控制箱10閉合電磁壓鉚機的低壓電磁鉚接裝置8 的電磁鉚接充電開關8-1，連通由整流器8-2、電源、限流電阻R和電容器組C構成的低壓電 磁鉚接裝置8的充電回路，對電容器組C充電，電容量為ii F，當充電完畢，通 過電磁壓鉚機的控制箱10斷開低壓電磁鉚接裝置8的電磁鉚接充電開關8-1，切斷充電回 路；通過電磁壓鉚機的控制箱10控制高壓脈沖發生器8-4產生10-15kV的高壓脈沖觸發高 頻晶閘管放電開關8-3，使之閉合，導通由電容器組C和電磁鉚槍2中的線圈2-2構成的放 電回路，電容器組C放電，放電電壓為300-1000V，電磁鉚槍2上的驅動片2-3受到軸向向下 的脈沖載荷作用，并通過電磁鉚槍2上的應力波調制器2-1放大后經上鉚模4作用于鉚釘 13上，使鉚釘13的釘桿伸出部分形成鐓頭；六、在鉚槍行程控制動力源3作用下，電磁鉚槍 2帶動上鉚模4和彈簧壓緊器11返回原位，完成一個鉚接循環過程，一個鉚接循環過程所用 時間為2-10s。
具體實施方式
四結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟五中，在按下電磁 壓鉚機的控制箱10的控制按鈕前，應將待鉚接結構組件12表面保持與上鉚模4和下鉚模 5的軸線垂直。如此設置，以獲得高質量鉚接接頭。其它與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式的步驟一中的鉚釘13選用大直徑2A10鋁合金鉚釘， 大直徑鋁合金鉚釘的直徑為06mm;步驟五中的電容量為88000iiF，放電電壓為380V，放電 回路電感為23ii H。鐓頭直徑8. 6mm，鐓頭高度3. 2mm，分別滿足鐓頭直徑8. 7 士 0. 6mm、鐓頭 高度2. 9士0. 5mm的技術標準要求。其它與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
六本實施方式的步驟一中的鉚釘13選用大直徑2A10鋁合金鉚釘， 大直徑鋁合金鉚釘的直徑為①8mm;步驟五中的電容量為132000 iiF，放電電壓為380V，放 電回路電感為36ii H。鐓頭直徑11. 5mm，鐓頭高度3. 9mm，分別滿足鐓頭直徑11. 6士0. 8mm、 鐓頭高度3. 7士0. 5mm的技術標準要求。其它與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
七本實施方式的步驟一中的鉚釘13選用大直徑TA1鈦合金鉚釘，大直徑鈦合金鉚釘的直徑為0 5mm ；步驟五中的電容量為44000ii F，放電電壓為600V，放電 回路電感為24ii H。鐓頭直徑7. 7mm，鐓頭高度2. 4mm，分別滿足鐓頭直徑7. 5 士 0. 5mm、鐓頭 高度2. 4士0. 5mm的技術標準要求。其它與具體實施方式
三相同。實施例本實施例使用的大直徑鉚釘選用鈦合金大直徑鉚釘，鈦合金是應變速率 敏感材料，即其塑性變形過程只有在一定的應變速率范圍內才能獲得足夠的變形程度。目 前，鈦合金是新型航空航天飛行器制造所必須的鉚釘材料之一，考慮到普通錘鉚進行鈦合 金鉚釘鉚接存在問題，電磁脈沖鉚接是適合鈦合金鉚釘鉚接的工藝方法。主要歸因于電磁 鉚接過程既能提供足夠的使之變形的載荷，又能通過電磁鉚接放電回路參數的優化，對鉚 釘進行沖擊加載，使大直徑鈦合金鉚釘獲得適合的應變速率，從而實現其對金屬-金屬、金 屬_復合材料等復合結構的鉚接。電磁鉚槍對鉚釘作用的沖擊載荷的幅值主要取決于低壓電磁鉚接裝置的電容器 組C的放電能量萬，根據式(1)可知，即決定于電容量G及電容器組兩端的放電電壓^。 鉚釘變形的應變速率取決于施加于鉚釘的沖擊載荷的作用時間，后者決定于放電 回路的周期r，見公式(2)。只有當放電回路的電感值z和電容量G匹配合適的條件下，才 能滿足獲得鈦合金鉚釘鉚接接頭的條件。而電感值z主要與放電回路導線的截面尺寸和長 度、線圈的面積、匝線截面積和匝數等因素有關。因此，電磁鉚接放電回路參數電容量&電壓^和電感Z對鉚釘變形起關鍵作用， 需要通過系統的優化匹配才能獲得滿足鉚釘變形要求的參數條件。
電磁壓鉚機的鉚槍行程控制動力源安置于彎折形上臂上部，結合位移傳感器控制電磁 鉚槍的軸向運動。為了便于調整鐓頭的高度和觀察鐓頭形成質量，通常采用正鉚法進行鉚 接，即鉚接時，鉚釘由下向上穿入，每放一個鉚釘，設備完成一個壓鉚工作循環。電磁鉚接加工過程通過控制箱10閉合電磁鉚接充電開關8-1，連通由整流器 8-2、限流電阻R和電容器組C構成的低壓電磁鉚接裝置8的充電回路。外網380V或220V 電源通過充電回路對電容器組C充電。當充電至預設電壓后，通過控制箱10斷開電磁鉚接 充電開關8-1，切斷充電回路。再通過控制箱10控制高壓脈沖發生器8-4產生高壓脈沖觸 發高頻晶閘管放電開關8-3，導通由電容器組C、電磁鉚槍2中的線圈2-2構成的放電回路。 由于電容器組C和線圈2-2構成典型的RLC回路，通過線圈2-2的放電電流具有衰減震蕩 特性，根據電磁感應定律，該電流使與之鄰近的高導電率的驅動片2-3(電磁鉚槍2自帶的) 中產生感應電流，而后者又產生感應磁場。由此，線圈電流磁場和感應電流磁場在線圈2-2 和驅動片2-3間隙內產生疊加而增強。這一增強磁場和驅動片感應電流作用使驅動片2-3 受到軸向向下的脈沖載荷，再通過應力波調制器2-1的放大作用后，通過上鉚模4作用于鉚 釘13，實現鉚釘13的變形和連接過程。
權利要求
一種適用于大直徑鉚釘的電磁壓鉚機，其特征在于所述壓鉚機由彎折形上臂(1)、電磁鉚槍(2)、鉚槍行程控制動力源(3)、上鉚模(4)、下鉚模(5)、工作臺(7)、低壓電磁鉚接裝置(8)、控制箱(10)、彈簧壓緊器(11)和底座(14)組成；彈簧壓緊器(11)由彈簧(11-1)和模套(11-2)組成；彎折形上臂(1)由制成一體的水平臂(1-1)和豎直臂(1-2)組成，豎直臂(1-2)的下端與底座(14)的上端面固接，底座(14)的上端面上設有突臺(14-1)，工作臺(7)固裝在突臺(14-1)上，上鉚模(4)和下鉚模(5)由上至下依次同軸設置，且下鉚模(5)設置在工作臺(7)上，模套(11-2)套裝在上鉚模(4)上且二者滑動配合，彈簧(11-1)套裝在上鉚模(4)上，彈簧(11-1)的下端面設置在模套(11-2)的上端面上，上鉚模(4)的上端面與電磁鉚槍(2)的應力波調制器(2-1)的下端面相貼靠或制成一體，水平臂(1-1)上沿豎直方向設有滑道，電磁鉚槍(2)安裝在水平臂(1-1)上的滑道上且與其滑動配合，鉚槍行程控制動力源(3)設置在電磁鉚槍(2)上且二者可拆卸連接，鉚槍行程控制動力源(3)的控制信號輸入端與控制箱(10)的三個控制信號輸出端中的一個連接，控制箱(10)的三個控制信號輸出端中的剩余兩個中的一個用于控制低壓電磁鉚接裝置(8)的電磁鉚接充電開關(8-1)通斷，控制箱(10)的三個控制信號輸出端中的剩余一個與低壓電磁鉚接裝置(8)的高壓脈沖發生器(8-4)的信號輸入端連接，該高壓脈沖發生器(8-4)的信號輸出端用于控制低壓電磁鉚接裝置(8)的高頻晶閘管放電開關(8-3)通斷，低壓電磁鉚接裝置(8)的放電信號正極輸出端與電磁鉚槍(2)的線圈(2-2)的始端連接，低壓電磁鉚接裝置(8)的放電信號負極輸出端與電磁鉚槍(2)的線圈(2-2)的末端連接，由此構成低壓電磁鉚接裝置(8)的放電回路。
2.根據權利要求1所述的一種適用于大直徑鉚釘的電磁壓鉚機，其特征在于低壓電 磁鉚接裝置(8)由電磁鉚接充電開關(8-1)、電容器組(C)、限流電阻(R)、整流器(8-2)、高 頻晶閘管放電開關(8-3)和高壓脈沖發生器(8-4)組成；電源的兩端分別與整流器(8-2) 的兩個交流電壓輸入端連接，整流器(8-2)的直流電壓正極輸出端與限流電阻(R)的一端 連接，限流電阻(R)的另一端與電磁鉚接充電開關(8-1)的一端連接，電磁鉚接充電開關 (8-1)的另一端分別與高頻晶閘管放電開關(8-3)的一端及電容器組(C)的正極端連接， 高頻晶閘管放電開關(8-3)的另一端為低壓電磁鉚接裝置(8)的放電信號正極輸出端，整 流器(8-2)的直流電壓負極輸出端及電容器組(C)的負極端均與低壓電磁鉚接裝置(8)的 放電信號負極輸出端連接，高壓脈沖發生器(8-4)的信號輸出端與高頻晶閘管放電開關 (8-3)的放電控制信號輸入端連接。
3.一種利用權利要求1所述的電磁壓鉚機實現大直徑鉚釘的壓鉚方法，其特征在于 所述方法由以下步驟實現一、根據待鉚接結構組件(12)的結構形式選擇上鉚模(4)和 下鉚模(5)，鉚釘(13)選用大直徑鈦合金鉚釘或大直徑鋁合金鉚釘，鉚釘(13)的頭部為 沉頭或半圓頭形狀，大直徑鈦合金鉚釘的直徑為02-d)6mm，大直徑鋁合金鉚釘的直徑為 ①4-①10mm;二、將上鉚模(4)的上端面與電磁鉚槍(2)的應力波調制器(2_1)的下端面相 貼靠或制成一體，將下鉚模(5)置于工作臺(7)上；三、接通電磁壓鉚機的鉚槍行程控制動 力源(3)，調整上鉚模(4)和下鉚模(5)之間的間距首先將電磁鉚槍(2)下降到最低位置， 然后調整工作臺(7)的位置，并按待鉚接結構組件(12)的夾層厚度與鉚釘(13)的釘桿預 伸量高度之和測得所需要的距離；四、將待鉚接結構組件(12)置于下鉚模(5)上并定位、制 鉚釘孔、锪沉頭窩或沉孔、去除毛刺并清理，將步驟一中的鉚釘(13)置于待鉚接結構組件(12)的鉚釘孔內，并重新將待鉚接結構組件(12)與下鉚模(5)固定；五、鉚接時，按下電磁 壓鉚機的控制箱(10 )的控制按鈕，鉚槍行程控制動力源(3 )帶動電磁鉚槍(2 )向下移動，首 先，通過彈簧壓緊器(11)壓緊待鉚接結構組件(12)，通過電磁壓鉚機的控制箱(10)閉合電 磁壓鉚機的低壓電磁鉚接裝置(8)的電磁鉚接充電開關(8-1)，連通由整流器(8-2)、電源、 限流電阻(R)和電容器組(C)構成的低壓電磁鉚接裝置(8)的充電回路，對電容器組(C)充 電，電容量為 iiF，當充電完畢，通過電磁壓鉚機的控制箱(10)斷開低壓電磁 鉚接裝置(8)的電磁鉚接充電開關(8-1)，切斷充電回路；通過電磁壓鉚機的控制箱(10)控 制高壓脈沖發生器(8-4)產生10-15kV的高壓脈沖觸發高頻晶閘管放電開關(8-3)，使之閉 合，導通由電容器組(C)和電磁鉚槍(2)中的線圈(2-2)構成的放電回路，電容器組(C)放 電，放電電壓為300-1000V，電磁鉚槍(2)上的驅動片(2-3)受到軸向向下的脈沖載荷作用， 并通過電磁鉚槍(2)上的應力波調制器(2-1)放大后經上鉚模(4)作用于鉚釘(13)上，使 鉚釘(13)的釘桿伸出部分形成鐓頭；六、在鉚槍行程控制動力源(3)作用下，電磁鉚槍(2) 帶動上鉚模(4)和彈簧壓緊器(11)返回原位，完成一個鉚接循環過程，一個鉚接循環過程 所用時間為2-lOs。
4.根據權利要求3所述的一種適用于大直徑鉚釘的壓鉚方法，其特征在于步驟五中， 在按下電磁壓鉚機的控制箱(10)的控制按鈕前，應將待鉚接結構組件(12)表面保持與上 鉚模(4)和下鉚模(5)的軸線垂直。
全文摘要
一種適用于大直徑鉚釘的電磁壓鉚機及其壓鉚方法，它涉及一種電磁壓鉚機及其壓鉚方法。針對復合材料結構用大直徑鉚釘鉚接，采用錘鉚和壓鉚難以控制干涉量及電磁鉚接要求操作水平較高問題。上鉚模與電磁鉚槍的應力波調制器相貼靠或制成一體，電磁鉚槍安裝在水平臂上的滑道上，鉚槍行程控制動力源與控制箱連接，控制箱與低壓電磁鉚接裝置的充電控制信號輸入端和高壓脈沖發生器連接，高壓脈沖發生器與低壓電磁鉚接裝置放電控制信號輸入端連接，放電信號正、負極輸出端與電磁鉚槍線圈兩端連接；鉚槍行程控制動力源帶動電磁鉚槍向下移動，電容器組充放電，驅動片受到軸向向下脈沖載荷作用，使釘桿伸出部分形成鐓頭。本發明用于結構件的大直徑鉚釘鉚接。
文檔編號B21J15/24GK101856713SQ20101014538
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者于海平, 李春峰, 武偉讓 申請人:哈爾濱工業大學