[发明专利]一种便携式低压电磁铆枪

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种应用于电磁铆接技术的便携式低压电磁铆枪。

背景技术

铆接是一种在航空航天、汽车、电子电器等制造领域广泛应用的机械连接技术，它主要包括锤击铆接、压铆和电磁铆接等工艺形式。

锤击铆接是一种被普遍采用的铆接方法。铆接时利用冲击力量连续若干次打击铆钉杆的头部，使铆钉材料沿径向流动，形成了连接零件的铆成头，其工艺特点是：需要的冲击力较大；被铆件和铆接工具有较大的震动；铆钉杆头部受力不均衡，产品质量不稳定；铆成头部表面质量差，同时破坏了铆钉杆头部材料的组织结构；操作人员的劳动强度大；噪音分贝高，对操作人员的身心健康有不利影响。当对应变速率敏感的铆钉材料，如钛合金，进行普通锤铆加工时，铆钉容易在镦头部位产生开裂，铆接质量很不稳定。

压铆是利用压铆机产生的静压力镦粗铆钉杆形成镦头的一种铆接方法。压铆的铆接件具有表面质量好、变形小、连接强度高的特点。但是，由于压铆设备结构和开场性的限制，一般适用于结构边缘铆缝的单钉铆接。

随着新型航空航天飞行器承载能力和飞行距离要求的提高，复合材料和金属(铝合金、钛合金等)的复合结构应用越来越广泛，因此，必然涉及到两种材料之间的连接问题，在现有的技术工艺条件下，铆接方法仍然是必然选择的工艺方法。考虑到连接强度、结构减重以及复合材料和金属之间的生物相容性等问题，必然选择高强度的钛合金或铝合金铆钉。但在复合材料结构铆接中，采用锤铆和压铆，容易使复合材料产生安装损伤、分层等缺陷，并且难以严格控制干涉量。

电磁铆接是利用基于脉冲磁场力产生的应力波脉冲对铆钉钉杆头部施加一次载荷，零距离接触加载，使铆钉材料产生径向流动形成铆接接头。相对于锤击铆接，由于是在高速率加载下铆钉变形，有利于提高铆钉材料塑性，能够进行大直径铆钉的铆接。单钉铆接只需单次加载过程，能够显著降低劳动强度和噪音。另外，电磁铆接工艺灵活性高，非常适于开场性差、压铆设备操作不便的工况条件。

电磁铆接设备主要包括三部分：控制部分、电源部分和电磁铆枪，其中，后者是实现电磁铆接接头的直接加工“工具”。要获得满足技术要求的铆接接头，电磁铆枪需要满足的要求包括：(1)足够的冲击力、(2)低噪音、小后坐力、(3)低重量、(4)保证电绝缘安全。其中要素(1)取决于电磁铆接设备电容量C、放电能量、放电回路的等效电感L和电阻R等。

由于单次冲击载荷下实现铆钉变形，铆接力非常大，根据质心定律，铆枪必然产生作用于铆接操作者的后坐力。根据一般的力学原理，后坐力大小是和铆枪整体质量成反比的，即铆枪质量越大，后坐力越小。目前，已有的电磁铆枪在处理后坐力方面，多采用增大铆枪枪体质量的方法，以减小后坐力，虽然效果显著，但是不可避免地增加铆枪质量，造成操作者手持操作困难，常常需要借助附加结构吊装铆枪，相对于手持气动铆接而言，造成铆接操作不便，影响铆接质量。一般，随电磁铆枪铆接能力提高，其质量越大，如十～几十公斤。

现有的铆枪结构一般减震部分和动力部分都置于封闭或半封闭的枪筒内，在冲击力的作用下，线圈及与之接线柱连接的电源导线也会产生后作运动，与枪筒产生几十毫米的相对滑动和摩擦。

现有铆枪线圈结构较复杂，需要匝线绕组、绝缘材料等多部分通过螺栓等零件紧固而成，常在线圈匝线两端与回路导线之间需要附加的连接线，连接接头没有被封装在线圈或铆枪枪筒之内。

发明内容

本发明的目的是，相对于现有电磁铆枪体积大、质量沉重、操作不灵活(需要附加吊装结构)的现状，提出一种便携式的低压电磁铆接铆枪，为中小直径铆钉铆接、操作环境开场性差、铆接工艺灵活性要求高的工况提供一种电磁铆接方法。