[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

说明书

本发明公开了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，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，本发明结构科学合理，使用安全方便，通过侧向安装超声辅助模块，实现和满足钛钉铆接力下的超声发生器正常工作而不会出现因压铆力过大导致闷死的状态，且可以将最大压铆力施加到30KN，提高铆接质量，通过超声辅助模块的作用，产生超声能场辅助的铆接，充分利用超声能场下的体积效应和表面积效应降低铆钉铆接时的变形抗力，有效改善了铆接的的干涉量均匀性，提高铆接质量。

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，具体为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。

背景技术

随着航空工业不断壮大和发展，飞机逐步扩大应用整体结构、钛合金结构和复合材料结构，对铆接连接件的品种、质量等要求大大提高，为了满足铆接件的一些特殊要求，国内外研制了一些特种铆钉，如环槽铆钉、抽芯铆钉、螺纹空心铆钉、高抗剪铆钉、钛钉、高锁螺栓等铆接工艺设备；其中抽芯铆钉、高锁螺栓目前被广泛的应用于飞机装配上，但由于其成本高及叠层结构与铆钉之间的电位腐蚀问题，使得轻质、高强、低成本、工艺简单的钛钉在飞机装配领域中备受关注，并逐渐成为先进飞机紧固件的首要选择；但是随着紧固件材料性能的提升，对成型和装配提出了更高需求，传统的钛钉铆接工艺存在着铆接力过大、钛钉破裂、钛钉变形不均匀从而限制了钛钉铆接连接方法在航空工业中的应用，所以急需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来解决上述问题。

发明内容

本发明提供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，可以有效解决上述背景技术中提出传统的钛钉铆接工艺存在着铆接力过大、钛钉破裂、钛钉变形不均匀从而限制了钛钉铆接连接方法在航空工业中的应用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于侧向超声能场辅助的钛钉铆接装置，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。