[发明专利]爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置及方法

权利要求书

1.一种爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，包括：实施机构、铆钉单元、导向压边机构和控制器；

所述铆钉单元集中存放在一铆钉箱内，所述实施机构可运动，所述实施机构用于从所述铆钉箱拿取所述铆钉单元放置在所述导向压边机构上并将所述铆钉单元击发，所述导向压边机构预先压放在上板和下板上，所述导向压边机构用于将所述上板和下板压紧在平模上，所述控制器分别电连接所述实施机构和导向压边机构，所述控制器用于控制所述实施机构的运动以及导向压边机构的压紧；

所述铆钉单元包括底火盖、底火、底火档板、炸药、铆钉壳和铆钉头，所述底火盖与底火挡板共同构成密闭空间，所述密闭空间内装填有所述底火，所述铆钉壳的上端开设有凹槽，所述凹槽的中心开设有通孔，所述底火盖、底火、底火档板嵌设在所述凹槽内，所述铆钉壳内部装填有所述炸药，所述铆钉头堵设在所述铆钉壳的下端开口处；所述铆钉壳下端向内倾斜，所述铆钉壳的下端半径小于所述铆钉壳的上端半径；

所述导向压边机构设置有一压边筒，所述压边筒的顶部呈喇叭状开口，所述压边筒的顶部开口形状与所述铆钉壳形状适配，所述压边筒的底部外侧设置有压边座，所述压边座的两侧通过螺栓固定安装有联轴器，所述联轴器上方设置有压边直线推杆，所述压边直线推杆的上部固定，所述压边直线推杆的输出轴设置在所述联轴器的内部，所述控制器与所述压边直线推杆电连接。

2.根据权利要求1所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，所述实施机构设置有一底座，所述底座上竖直设置有一支撑杆，所述支撑杆上设置有一伸缩后臂，所述伸缩后臂的伸缩杆前端固定设置有一转接座，所述转接座的底部连接有一伸缩前臂，所述伸缩前臂的底部设置有夹持击发装置，所述控制器与所述伸缩后臂和伸缩前臂电连接。

3.根据权利要求2所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，所述夹持击发装置包括夹持座和机械夹爪，所述夹持座固定设置在所述伸缩前臂的底部，所述机械夹爪设置在所述夹持座的底部，所述夹持座的底面中心嵌设有一击针直线推杆，所述击针直线推杆的驱动杆上固定设置有击针，所述控制器与所述击针直线推杆和机械夹爪电连接。

4.根据权利要求3所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，所述铆钉头为柱体结构，所述铆钉头的侧面设置有多条梯形螺旋凸起。

5.根据权利要求4所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，所述压边筒的底部开口开设有一扩口。

6.根据权利要求5所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，还包括：铆钉壳回收箱，所述铆钉箱设置在所述导向压边机构的一侧，所述铆钉壳回收箱相对所述铆钉箱设置在所述导向压边机构的另一侧。

7.一种爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊方法，应用如权利要求6所述的爆炸冲击成形的螺旋铆锁焊装置，其特征在于，包括：

步骤一：预先将上板和下板放置在平模上，利用压边筒压紧，实施机构夹取铆钉单元并将铆钉单元放置在压边筒的顶部开口处；

步骤二：铆钉单元放置完毕后，击针直线推杆的驱动杆伸出带动击针撞击并穿透所述底火盖，底火因击针撞击燃烧并融透底火挡板进而引燃放置在铆钉壳内的炸药，炸药爆炸，铆钉头尾部受到巨大的冲击力，铆钉头向下高速运动，在压边筒通道内高压条件下，铆钉头会因梯形螺旋凸起在迎面风和气流作用下轻微旋转并高速射向上板和下板；

步骤三：铆钉头射入上板后，两层板材受力发生塑性变形，两层板材材料沿径向向外移动，受压边筒压边力影响，材料外扩受阻开始向上移动，在铆钉头的附近，上板的材料聚集向扩口，下板的材料逐渐汇聚在上板的颈部，板材间钩合形成机械锁，在铆钉头的梯形螺旋凸起的作用下，上板受压产生相对应的螺旋凹陷，上板背面形成螺旋凸起，下板受上板的螺旋凸起挤压在相应位置形成螺旋凹陷，铆钉头的梯形螺旋凸起与两个板材上的挤压变形结构之间共同构成了螺旋锁，同时铆钉头冲击板材形成射流，将铆钉头下的材料表面氧化膜清除，两层板材在冲击波高压作用下形成了稳定的冶金连接，实现了连接点底部的固相焊接，随着板材变形的逐渐加剧，铆钉头速度归零；

步骤四：铆钉头停止运动后，实施机构将铆钉壳送入铆钉壳回收箱，压边筒的压边力逐渐撤出，板材连接完成。