[发明专利]一种双面旋转摩擦挤压铆接装置及其铆接方法

权利要求书

1.一种双面旋转摩擦挤压铆接装置，其特征在于：包括夹具、第一工作头和第二工作头，及设备本体，

夹具用于使第一工件和第二工件搭接固定，且使第一工件上的圆形通孔和第二工件上的圆形通孔共轴线，其中第一工件和第二工件上的圆形通孔具有相等孔径，供圆柱形铆柱穿设；

第一工作头和第二工作头分别设置在搭接固定的第一工件和第二工件两侧，均包括装夹杆和连接轴，装夹杆一端与设备本体可操作地相连，装夹杆的另一端与连接轴的一端固定连接，使第一工作头和第二工作头的连接轴同轴相向排列，且连接轴自由端的相向端面设置有凹槽，所述凹槽为球面凹槽；

所述设备本体用于驱动和控制装夹杆进行旋转运动和位移，从而使连接轴与工件通孔的轴线同轴，且使连接轴由两侧对圆柱形铆柱进行摩擦挤压，最终在第一工件和第二工件的外侧形成球面钉头结构，实现第一工件和第二工件的铆接固定；所述设备本体驱动第一工作头和第二工作头的装夹杆，从而使两侧连接轴以相反方向、相同转速旋转。

2.根据权利要求1所述的双面旋转摩擦挤压铆接装置，其特征在于：所述球面凹槽的尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的双面旋转摩擦挤压铆接装置，其特征在于：所述球面凹槽的球面半径是通孔半径的2.5倍，球面凹槽在连接轴底面形成的圆的直径是通孔直径的2倍。

4.根据权利要求1所述的双面旋转摩擦挤压铆接装置，其特征在于：所述装夹杆和连接轴为一体式加工。

5.一种利用权利要求1所述的双面旋转摩擦挤压铆接装置的双面旋转摩擦挤压铆接方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）对第一工件上的圆形通孔和第二工件上的圆形通孔的内表面以及圆柱形铆柱的表面进行去污处理；

（b）装夹第一工件和第二工件，使得第一工件通孔和第二工件通孔共轴线，将圆柱形铆柱插入第一工件通孔和第二工件通孔内，调节第一工作头和第二工作头的连接轴与第一工件和第二工件的相对位置，使连接轴与第一工件通孔和第二工件通孔的轴线同轴，调节第一工作头和第二工作头中的一者的连接轴使其凹槽顶住圆柱形铆柱一端，使得圆柱形铆柱两端突出第一工件和第二工件表面的部分的体积分别与相应侧连接轴的凹槽体积相对应；

（c）使两侧连接轴以相反方向、相同转速旋转，所述凹槽顶住圆柱形铆柱一端的连接轴轴向位置保持不变，另一侧连接轴轴向移动至与圆柱形铆柱另一端接触，然后两侧连接轴以相同的轴向速度相向移动，摩擦挤压圆柱形铆柱的两端，当两侧连接轴的端面分别与第一工件和第二工件的表面接触时，两侧连接轴同时轴向移动远离工件，此时在圆柱形铆柱两端形成与凹槽形状相同的球面钉头结构，对第一工件和第二工件起到铆接固定作用；

（d）待第一工件和第二工件冷却后，即完成铆接连接。

6.根据权利要求5所述的双面旋转摩擦挤压铆接方法，其特征在于：在所述步骤（b）中圆柱形铆柱两端突出第一工件和第二工件表面的部分的体积分别为相应侧连接轴的凹槽体积的1.1倍。

7.根据权利要求5所述的双面旋转摩擦挤压铆接方法，其特征在于：在所述步骤（b）中圆柱形铆柱两端突出第一工件和第二工件表面的部分的体积相等。

8.根据权利要求5所述的双面旋转摩擦挤压铆接方法，其特征在于：所述步骤（c）中的连接轴旋转速度为1000-2000rpm，下压速度为1-5mm/min。