一種電磁成形用雙層線圈及其制作方式的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電磁成形用雙層線圈，還涉及該雙層線圈的制作方法。
【背景技術】
[0002]電磁成形技術主要應用在航空航天領域，電磁成形整體設備包括電磁成形儲能系統和外部電磁力發生裝置兩大部分，電磁鉚接就是電磁成形技術的一種具體應用。在電磁成形設備中，線圈是最為核心的元器件，是電能轉化為磁場能進而轉化為機械能的關鍵，直接影響電磁成形力的輸出。
[0003]電磁成形力與線圈的電流和匝數密切相關，通過線圈的電流越大，成形力就越大，因此在設計線圈時需使電流和匝數都盡可能的高，這樣才能保證足夠的電磁成形力。此外，線圈在工作時要承受幾萬安的沖擊電流，結構上也要承受由成形力帶來的沖擊載荷的反作用力，因此線圈還需要有較好的絕緣性和機械強度。此外，線圈在通過大電流時還要保證其接頭接觸穩定。
[0004]現有技術中可參見中國發明專利公開號為CN101521077A的一種電磁鉚槍用放電線圈及其制作方法。該線圈包括支撐板、絕緣板、壓緊螺栓、芯管、絕緣層、外殼、銅帶、隔板、玻璃纖維布以及沉頭螺母。該線圈的主要缺點在于:只使用單層線圈產生的磁場密度有限，在電磁鉚槍設備尺寸受限的情況下，成形力比較小，成形實現較大直徑鉚釘困難。此外，該線圈還存在以下不足:外殼與支撐板分離以絕緣樹脂連接，而絕緣樹脂的強度并不高，使線圈的整體強度受到影響；沉頭螺母固定在外殼側面與電源線連接，會與鉚槍內壁發生干涉，在一定程度上增加鉚槍的尺寸；芯管與銅帶、銅帶與沉頭螺母使用焊接連接，在通過大電流時其焊接接點電阻大發熱較大，影響線圈的絕緣性和壽命；銅帶絕緣采用厚度較厚的玻璃纖維布，這降低了纏繞密度和匝數。

【發明內容】

[0005]為了克服上述現有技術中線圈存在的主要缺點，本發明提供了一種電磁成形用雙層線圈及其制作方法，利用雙層線圈通電后產生的兩個磁場疊加來提高電磁成形力，不僅提高了線圈的絕緣性和機械強度，延長了線圈工作壽命，而且實現了對大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘的電磁鉚接。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種電磁成形用雙層線圈，包括一呈圓筒狀的殼體，所述殼體正面設有一用于放置線圈的呈圓形狀的凹槽，所述凹槽內上至下依次設置有一上層線圈和下層線圈，所述凹槽內靠近殼體邊緣兩側開設有一呈矩形狀的通孔，所述凹槽的中部設有一用于放置中間接頭的階梯盲孔，所述中間接頭與所述階梯盲孔相配合，所述階梯盲孔兩側旁對稱設有一呈矩形狀的第一盲孔；所述殼體背面設置有與所述第一盲孔相對應的第二盲孔，并且所述第二盲孔設有一傾斜側面，所述第一盲孔和所述第二盲孔經一第一螺紋孔相連通；所述上層線圈和下層線圈分別經兩條絕緣處理后的銅線按相反方向纏繞呈餅狀設置于所述凹槽內，所述上層線圈和下層線圈的起始端與所述中間接頭相連，所述上層線圈和下層線圈的輸出端穿過所述通孔后分別設置于所述第二盲孔內與一電源線電連接。
[0007]進一步的，所述電源線固定于殼體背面，所述第一盲孔內分別預埋有一螺母，所述第二盲孔內分別設有一用于固定所述上層線圈和下層線圈的輸出端的楔塊，所述楔塊分別經一螺釘穿過所述第一螺紋孔與所述螺母緊固連接。
[0008]進一步的，所述中間接頭包括一異形接頭，所述異形接頭的上部形狀為沿軸線切開的半圓柱，且所述半圓柱的一側從上至下設有與所述半圓柱對稱的上半圓壓塊和下半圓壓塊；所述異形接頭的下部形狀為呈階梯狀的圓柱，所述圓柱與階梯盲孔相配合連接；所述上層線圈和下層線圈的起始端分別經一上固定螺釘和一下固定螺釘與所述上半圓壓塊和下半圓壓塊固定連接。
[0009]進一步的，所述上半圓壓塊和下半圓壓塊上分別設置有用于所述上固定螺釘和一下固定螺釘穿過的梯形孔，所述半圓柱上從上至下對應設置有兩個第三螺紋孔，所述上層線圈和下層線圈的起始端分別經所述上固定螺釘和一下固定螺釘依次穿過所述梯形孔和第三螺紋孔與所述異形接頭相連接。
[0010]進一步的，所述上層線圈和下層線圈之間設置有一第一隔離板；所述下層線圈與所述螺母上表面之間分別設置有第二隔離板；所述殼體頂部還設有一第三隔離板；所述線圈和殼體之間空隙處還填充有絕緣材料。
[0011]進一步的，所述銅線的截面呈矩形，并且其表面上沿長度方向纏繞聚酰亞胺膠帶，所述銅線的起始端處分別設置有與所述上固定螺釘和一下固定螺釘相配合的第四螺紋孔。
[0012]進一步的，所述殼體經一體加工成型。
[0013]本發明還包括基于上述所述電磁成形用雙層線圈的制作方法，包括以下步驟: 步驟S1:在銅線的起始端處預鉆設有第四螺紋孔并打磨去除氧化層，在銅線需要絕緣的表面纏繞聚酰亞胺膠帶，并最終矯直；
步驟S2:所述第四螺紋孔與異形接頭的第三螺紋孔相一致并經螺釘與所述上半圓形壓塊和下半圓形壓塊固定；
步驟S3:將上層銅線與下層銅線按相反方向纏繞形成上層線圈和下層線圈；
步驟S4:在上層線圈和下層線圈之間設置第一隔離板，并將下層線圈壓實；
步驟S5:在所述第一盲孔內預埋螺母并在所述螺母上表面與下層線圈之間設置第二隔離板；
步驟S6:將上層線圈和下層線圈分別在左右對稱位置彎折45°使銅線穿過所述通孔；步驟S7:將裝配好的上層線圈和下層線圈放入特制的鋼模中，加熱保溫使得聚酰亞胺塑料半固態熔接在一起；
步驟S8:根據實際的長度修剪銅線，并分別壓入所述楔塊中并經所述螺釘固定；
步驟S9:分別在上層線圈和下層線圈上表面鋪上玻璃絲布，將聚酰胺樹脂和環氧樹脂分別加熱并按照比例混合加入線圈空隙和上表面，并將其上表面壓平。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:由于采用雙層線圈結構，在相同線圈外徑下，不僅增加了線圈匝數，而且利用上、下兩層線圈通電后產生的兩個磁場疊加，產生了更大的成形力；銅帶采用聚酰亞胺膠帶纏繞，有效的增加了纏繞密度，相同線圈匝數下減小了線圈的外徑，對于小直徑電磁鉚接設備，提高了鉚接力；采用聚酰亞胺樹脂固化和整體化的殼體加工工藝，使線圈的絕緣性和強度都有所提高；采用背部連接電源線的方式，減少了線圈和鉚槍內壁干涉的可能。
[0015]下面結合附圖和具體的實施方式對本發明做進一步的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明主視結構示意圖。
[0017]圖2是本發明俯視結構示意圖。
[0018]圖3是圖1中銅線鉆孔和膠帶纏繞示意圖。
[0019]圖4是圖1中銅線彎折示意圖。
[0020]圖5是圖1中銅線彎折后示意圖。
[0021]圖6是圖1中所述中間接頭結構示意圖。
[0022]圖中:1_殼體；2-凹槽；3-階梯盲孔；4-第一盲孔；5-通孔；6-上層線圈；7-下層線圈；60_聚酰亞胺膠帶60 ;61_第四螺紋孔；62_預加工孔；8-螺母；9-楔塊；10_螺釘；11-異形接頭；12_半圓柱；13_上半圓壓塊；14_下半圓壓塊；15_上固定螺釘；16_下固定螺釘；17-梯形孔；18-第三螺紋孔；19-第一隔離板；20_第二隔離板；21_第三隔離板；22-隔離板。
【具體實施方式】
[0023]如圖1~5所不，本發明實施例提供一種電磁成形用雙層線圈，包括一呈圓筒狀的殼體1，所述殼體I正面設有一用于放置線圈的呈圓形狀的凹槽2，所述凹槽2內上至下依次設置有一上層線圈6和下層線圈7，所述凹槽2內靠近殼體I邊緣兩側開設有一呈矩形狀的通孔5，所述凹槽2的中部設有一用于放置中間接頭的階梯盲孔3，所述中間接頭與所述階梯盲孔3相配合，所述階梯盲孔3兩側旁對稱設有一呈矩形狀的第一盲孔4 ;所述殼體I背面設置有與所述第一盲孔4相對應的第二盲孔，并且所述第二盲孔設有一傾斜側面，所述第一盲孔4和所述第二盲孔經一第一螺紋孔相連通；所述上層線圈6和下層線圈7分別經兩條絕緣處理后的銅線按相反方向纏繞呈餅狀設置于所述凹槽2內，所述上層線圈6和下層線圈7的起始端與所述中間接頭相連，所述上層線圈6和下層線圈7的輸出端穿過所述通孔5后分別設置于所述第二盲孔內與一電源線電連接。
[0024]從上述可知，本發明的有益效果在于:由于采用雙層線圈結構，在相同線圈外徑下，不僅增加了線圈匝數，而且利用上、下兩層線圈通電后產生的兩個磁場疊加，產生了更大的成形力；采用背部連接電源線的方式，減少了線圈和鉚槍內壁干涉的可能。
[0025]在本實施例中，所述電源線固定于殼體I背面，所述第一盲孔4內分別預埋有一螺母8，所述第二盲孔內分別設有一用于固定所述上層線圈6和下層線圈7的輸出端的楔塊9，所述楔塊9分別經一螺釘10穿過所述第一螺紋孔與所述螺母8緊固連接。所述上層線圈6和下層線圈7的輸出端穿過所述通孔5與位于殼體I背面的所述楔塊9相連，所述楔塊9經螺釘10和螺母8配合鎖緊，所述螺釘10穿過所述第一螺紋孔與所述螺母8鎖緊。所述楔塊9的一個側面具有一定斜度，用于與所述第二盲孔的傾斜側面配合，可以壓緊銅線的輸出端。
[0026]在本實施例中，所述中間接頭包括一異形接頭11，所述異形接頭11的上部形狀為沿軸線切開的半圓柱12，且所述半圓柱12的一側從上至下設有與所述半圓柱12對稱的上半圓壓塊13和下半圓壓塊14 ;所述異形接頭11的下部形狀為呈階梯狀的圓柱，所述圓柱與階梯盲孔3相配合連接；所述上層線圈6和下層線圈7的輸出端分別經一上固定螺釘15和一下固定螺釘16與所述上半圓壓塊13和下半圓壓塊14固定連接。所述中間接頭與所述上層線圈6和下層線圈7相連通。所述異形接頭11的下部形狀為階梯圓柱，直徑較小的圓柱面與階梯盲孔3配合，而在直徑較大的圓柱面上加工裝夾平面，主要用來防止異形接頭11在階梯盲孔3中轉動。
[0027]在本實施例中，所述上半圓壓塊13和下半圓壓塊14上分別設置有用于所述上固定螺釘15和一下固定螺釘16穿過的梯形孔17，所述半圓柱12上從上至下對應設置有兩個第三螺紋孔18，所述上層線圈6和下層線圈7的起始端分別經所述上固定螺釘15和一下固定螺釘16依次穿過所述梯形孔17和第三螺紋孔18與所述異形接頭11相連接。
[0028]