[发明专利]便携式短电弧铆钉切除设备

说明书

本发明公开了一种便携式短电弧铆钉切除设备，包括枪体、介质液回收罩和支持控制系统，支持控制系统提供电能、泵送并回收介质液；其中，枪体，具有同轴设置的位于轴心的接触电极，和位于同轴圆周上的工具电极，和接触电极与工具电极之间的绝缘套形成的环形介质液喷口；枪体内设置步进机构驱动工具电极进退、设置旋转机构驱动工具电极转动；介质液回收罩，为一开口的容器，用于与抢体配合将被切割铆钉置于流动的介质液中。本发明采用电极旋转与内充液结合的方式有效控制短电弧，利用电弧弧柱极高的能量来去除材料，提高生产效率；本发明较电火花加工效率更高；介质液从工具电极端部以内部冲液方式喷出能完全覆盖切割铆钉，更安全可靠稳定。

技术领域

本发明属于铆接技术领域，尤其属于电弧加工技术在铆接技术中的应用，涉及短电弧加工技术在铆接技术中的应用，具体涉及一种便携式短电弧铆钉切除设备。

背景技术

拉铆钉联接具有“一次紧固，永不松动”的特性，但当需要将连接断开时非常困难。尺寸小的铆钉可以用电钻手工方式钻掉,尺寸大的就要使用气割设备进行切除,这些接触式的切除加工方式在加工过程中容易破坏结构或者损伤工件，同时对于高硬度铆钉如钛合金铆钉用这种方法是很难切除的。放电加工切割铆钉是一种切割方法，放电加工的工具电极与工件之间没有直接接触，不存在宏观切削力，不需要考虑材料的硬度、韧性、强度，特别适合难加工的导电贵重金属材料，可以在不破坏结构或者损伤工件的基础上将铆钉切割取出。

研究表明，工具电极与工件表面之间放电时，放电等离子体的高温会使工件表面的金属材料融化或气化并将之抛离出熔融区，从而实现按既定形状去除工件材料的目的。

放电加工技术从加工方法和形式上可以分为电火花加工(Electrical DischargeMachining,EDM)，电火花线切割加工(Wire Electrical Discharge Machining,WEDM)以及电火花磨削(Milling EDM)等。

显而易见的是，将各种复杂工件放到电火花机床上去切割铆钉是不现实的，因此人们尝试开发基于电火花加工方式的便携式铆钉切割设备。美国Perfect Point EDM公司于2005年开始研究基于电火花原理的便携式铆钉切割设备e·drill。e·drill是利用电火花加工原理，通过直线电机驱动工具电极向待加工工件表面移动，当电极与工件的间隙达到电火花加工的最小放电间隙(0.02～0.3mm)时，开始不断产生脉冲火花放电，利用瞬时火花放电所产生的局部高温蚀除金属材料。在不破坏工件结构的基础上将铆钉切割取出，但必须考虑的一个问题是电火花加工效率低下的问题，当需要切除尺寸规格较大的铆钉时，这台电火花铆钉切割设备就需要工人手持加工一个较长的时间，效率较低。

为了提高放电加工效率，近年来国内外的研究人员尝试了一系列新方法和工艺。一方面，研究人员主要尝试改进电火花放电加工的工艺和设备；另外一方面，研究人员探索利用具有更高能量密度的电弧来代替火花进行放电蚀除加工，并提出了新的放电加工方法。

电弧加工技术(Electrical Arc Machining)不仅具备一般电加工的传统优势，相对传统电火花加工所利用的火花放电(Spark Discharge)这一瞬态放电过程而言，电弧放电(Electrical Arcing)通常是大电流、长脉冲条件下产生的稳态或接近稳态的自持放电，其等离子体弧柱具有更高电离度、电子温度和离子温度，所产生的等离子体弧柱温度可达10⁴K以上，能量密度接近部分激光光致等离子体，但电-热能量转换效率远高于激光。在有效控制电弧的前提下，通过施加数百甚至上千安培的电流可以获得远大于传统电火花加工的效率，这是一种很有潜力的难切削材料蚀除手段，为难切削材料的大余量高效加工难题的解决提供了新的解决思路。目前主要有电弧气刨、电熔爆加工、短电弧加工、高速电弧成形加工、电火花电弧复合铣削加工等方法。

其中短电弧加工是一种新型非传统加工方法，属于电加工范畴，它不受材料强度、硬度等限制，对特殊材料的加工具有明显的优势，同时生产效率也高于其他电加工技术，其加工精度可达IT8～IT11。