[发明专利]一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置及其成形方法

权利要求书

1.一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：包括用于支撑的机架，所述机架顶端架设有用于固定物体的夹具工装模块，所述夹具工装模块一侧安装有垂直安装架，且所述垂直安装架底端与机架相连，所述垂直安装架侧向安装有超声辅助模块；

所述超声辅助模块包括U型架、抱紧块、超声换能器、环形轴承、变幅杆和铆接工具头；

所述U型架一侧通过U型架安装滑块与垂直安装架一侧对应的垂直滑轨滑动连接，所述U型架一端固定安装有抱紧块，所述抱紧块底端一侧设置有用于和超声发生器连接的超声换能器，所述超声换能器穿过抱紧块，且所述超声换能器通过套接环形轴承与抱紧块进行连接，所述超声换能器一端连接有变幅杆，且所述变幅杆一端与U型架的U形一端相连，所述U型架的U形另一端插入安装有铆接工具头；

所述垂直安装架顶端安装有动力模块，所述超声辅助模块与动力模块之间安装有用于采集数据的数据采集模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述机架由立柱和铁板组成，且所述机架承受的力度大于50KN。

3.根据权利要求1所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述夹具工装模块包括支撑座、支柱、承接板、下铆模支撑座、工作台、滑轨和滑块；

所述机架顶端固定安装有支撑座，所述支撑座顶端四角均安装有水平调节支柱，所述水平调节支柱顶端安装有承接板，所述承接板顶端可拆卸式安装有下铆模支撑座，所述下铆模支撑座顶端设置有工作台，所述承接板顶端和下铆模支撑座底端以及下铆模支撑座顶端和工作台底端均通过滑轨和滑块进行滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述承接板顶端两侧均纵向安装有滑轨，且通过所述滑轨与下铆模支撑座底端配套的滑块滑动连接，所述下铆模支撑座顶端两侧横向安装有滑轨，且所述滑轨与工作台底端配套的滑块滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述承接板和下铆模支撑座之间以及下铆模支撑座和工作台之间均安装有调节丝杆，且所述调节丝杆配套安装有手轮。

6.根据权利要求3所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述工作台顶端固定安装有叠层板，所述叠层板的厚度为4到16毫米，所述叠层板顶端预开设有连接孔，所述叠层板顶端设置有铆钉，所述铆钉的直径在5毫米以内。

7.根据权利要求1所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述动力模块包括液压缸安装板、液压缸和导柱；

所述垂直安装架顶端安装有液压缸安装板，所述液压缸安装板顶端四角安装有导柱，并通过所述导柱与液压缸相连。

8.根据权利要求1所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，其特征在于：所述数据采集模块包括压电式力传感器和安装在数据采集模块内部与数据采集模块配套的数据采集卡，所述压电式力传感器通过螺栓固定在超声辅助模块和动力模块之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置的铆接成形方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1、将待铆接叠层板固定在工作台上；

S2、设定动力模块压力上限值，启动超声发生器；

S3、液压缸带动侧向超声辅助模块进行铆接，直至设定压铆力达到上限值，停止并返回至初始位置；

S4、铆钉在侧向超声能场下产生体积效应和表面效应。

10.根据权利要求9所述的一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置的铆接成形方法，其特征在于：所述步骤S2中，设定动力模块压力上限值，启动超声发生器，其中，压力的上限值随着不同直径和尺寸的铆钉进行设定相应的数值。