CN101053889A - 一种拉铆枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种拉铆枪，包括活塞和退位组，所述退位组包括内套环和外套环，所述内套环为套筒结构，其外径分为小径段和大径段，两者之间以台阶过渡，并且所述小径段外表面套有外螺纹；所述外套环为与内套环配合的套筒结构，其内径面具有与所述外套环的外螺纹相配合的内螺纹，所述外退位环和内退位环外表面的小径段通过所述螺纹固定，并且拧紧后，外套环的后端面顶住内套环上的所述台阶，其前端面与所述内套环的前端面平齐，在所述内退位环的小径段与大径段的相邻位置，其外径面为光面。优选地，所述活塞采用即活塞柱体和活塞盘一体结构。本发明对上述结构的改进，延长了拉铆枪的无故障使用时间。

Description

一种拉铆枪

技术领域

本发明涉及铆接技术，尤其是涉及一种拉铆枪。

背景技术

铆接技术是一种广泛使用的机械连接技术，通常所说的铆接，是使用铆钉对连接件实行的一种不可拆卸的刚性连接。铆接中使用的铆钉，是一头有帽的圆柱型金属元件。具体铆接的工艺实现方式有多种，其中，在机车制造中常用的铆接工艺为拉铆工艺。

图1和图2示出一种机车制造中使用的拉铆工艺。图中示出铆接操作所涉及的部件，包括铆钉1、套环2、工件3、工件4。其中，铆钉1和套环2共同组成连接件，工件3和工件4是待连接工件。所述铆钉1包括圆柱型钉身，在该圆柱型钉身一端具有钉帽。所述套环2为环状体，其外径包括一段圆柱型和与该圆柱型段自然过渡的锥型圆柱段，内径则为圆柱型通孔。所述套环2的内径稍大于所述铆钉1钉身的外径，使其可以顺利的外套在铆钉1的钉身上。所述铆钉1的钉身上还具有两段环槽，其中距离钉帽较近的一段称为前环槽，另一段称为后环槽。

图1示出铆接开始前，上述各个部件的状态。所述铆钉1钉身穿过工件3和工件4的通孔，图1中，铆钉1钉帽定位平面与工件3的上表面贴合，此时，铆钉1的钉身伸出工件4的通孔。套环2外套在铆钉1钉身伸出工件4的一段上，所述套环2的圆柱型段的端面贴合在工件4的下表面。工件3和工件4此时尚未连接，其相对面处于相互分离的状态。

图2示出铆接后，上述各个部件的状态。此时，工件3和工件4的相对面紧密贴合，铆钉1钉身伸出套环2端面的部分已经被切断，并且，套环2已经在外部压力的作用下产生塑性变形，使其内径面与铆钉前环槽压合，使套环2的圆柱型段端面能够紧紧压合工件4的下表面，形成对工件3和工件4的牢固连接。

由上述铆接前后的元件状况可知，进行上述拉铆操作时，需要首先将套环2向上压紧工件4的下表面，使工件3和工件4的相对面贴合；然后，还需要将铆钉1钉身伸出的多余部分切断，并该套环2向中心的挤压力，使其发生塑性变形，实现铆钉1与套环2的相互咬合，最终达到图2所示的状态。现有技术下，采用拉铆枪完成上述拉铆工艺。

图3示出现有技术的一种采用液压驱动拉铆枪结构。图中该拉铆枪处于进行铆接操作的初始位置，图中同时示出铆钉1、套环2、以及待连接的工件3和工件4。

如图3所示，所述拉铆枪后部为缸体13、活塞14组成的油缸；所述缸体13的前部与枪头7后部锁紧连接，该枪头7为前部具有卡爪状锁紧口的套筒，其筒身即为该拉铆枪外壁。所述活塞14前端伸出油缸部位的外径部位通过螺纹连接筒状的衬套8，该衬套8的外径和所述枪头7的内径相配合，并可以在枪头7的筒身内移动。在该衬套8的筒身内部，紧靠所述活塞14的前端面为定位套15，该定位套15的外径上套有弹簧11；在定位套15的前部，套接套筒10，该套筒10前端连接半球状的卡瓣9，该卡瓣9由多个卡爪组成，并且卡爪的内径面开有沟槽。在未工作的状态下，所述弹簧11的弹力通过套筒10加在所述卡瓣9上，使该卡瓣9张开。当所述衬套8在油压作用下后移时，衬套8内径前部的斜坡压住所述卡瓣9，使卡瓣9收缩。在所述卡瓣9的前端面，位于所述衬套8和所述枪头7的筒身内，放置退位组。另外，所述活塞14、定位套15的中间贯穿长孔，用于插入尾销顶出器12。

图4示出所述退位组的结构。该退位组包括内套环5和外套环6。该退位组的内套环5为套筒状，分为外径不同的两段，其中，前段的外径较小，并套有外螺纹；其后段外径较大，后端面与所述卡瓣9的前端相对；该内套环5的前段与后段之间通过台阶过渡。为了螺纹加工退刀方便，在前段的外径螺纹终止处和后段最前端的过渡位置留有退刀槽，这一过渡位置为图4中A所示的位置。所述外套环6为后部有法兰盘的套筒，其内径上有与所述内套环5相互配合的内螺纹，外套环6旋紧在内套环上，并且其后端顶住内套环5的前段和后段之间形成的台阶的垂直面上。该退位组的外套环6的法兰盘伸出在衬套8前端面和枪头7前部的卡爪后端面之间。由于衬套8前端面和枪头7的卡爪后端面之间有一定的距离，使所述退位组能够有一定的自由活动量，并且在枪头7和衬套8之间发生相对运动时，可以分别顶住所述衬套8的前端面或者枪头7的后端面，随之产生移动。

图5示出所述活塞14的结构，该活塞14包括柱体141和活塞盘142，所述活塞盘142套接在柱体141的尾部段，两者之间的连接部位C相互焊接。

以下结合图6-1到图6-4说明上述拉铆枪的工作过程。

图6-1示出开始铆接前，拉铆枪处于初始位置的状况。此时，拉铆枪尚未获得液压力，但是，已经手动将该拉铆枪的枪头7顶住套环2。图6-1示出，所述枪头7的卡爪前端套住所述套环2的锥型圆柱段的外径端部，所述卡瓣9大致位于所述铆钉1的后环槽部位，但是，由于弹簧11的作用力，该卡瓣9处于张开位置。退位组的前端面此时顶住了套环2的端面，退位组内套环5的后端面已经顶住卡瓣9的前端面。

图6-2示出开始铆接时的状态。此时，铆钉枪的油缸中加有液压油，该液压油加入油缸13的前腔，使所述活塞14向后运动，所述衬套8随着所述活塞14向后运动，但是，该运动距离很短，因为衬套8内径前端口的斜面压住所述卡瓣9，使卡瓣9紧紧压住铆钉1的后环槽，由于卡瓣9内径上具有与铆钉后环槽相配的内环槽，因此，卡瓣9和铆钉1扣紧。

图6-3示出卡瓣9和铆钉1扣紧后，铆钉枪继续运动的状态。此时，液压油路的方向仍然是加入油缸13的前腔，使活塞14受到向后运动的液压力。但是，由于卡瓣9和铆钉1扣紧，衬套8内径前端口的斜面又已经被卡瓣9挡住，而卡瓣9紧夹铆钉1，因此，通过螺纹紧固的活塞14和衬套8无法顺利的向后移动，使得液压油缸的缸体13在液压的作用下，开始向前运动，带动枪头7向前运动。由于枪头7前端的卡爪状锁紧口的内径上的斜面和套环2外径的锥型段相互配合，形成导向作用，使枪头7向前运动，一直运动到顶住工件4的下表面。由于其锁紧口具有一定弹性，因此，枪头7向前运动过程中锁紧口会张开，其中心压紧的收缩力很大，所述套环2受压后产生塑性变形，该塑性变形使套环2内径与铆钉1的前环槽扣紧。当运动到极限位置不能移动时，所述铆钉1受到枪头7向前推和所述卡瓣9向后拉的力，当力量达到其承受的极限时，该铆钉1从前环槽的一定部位断裂。

图6-4示出铆钉1断裂后的拉铆枪运动状态。此时，液压方向发生改变，所述活塞14受到向前的力，并使衬套8受到向前的力，最终使所述退位组前端紧紧顶住套环2的端面，造成活塞14的运动受到限制，此时，缸体13相对所述活塞14向后运动，带动枪头7退出所述套环2，整个铆接工作结束。最后，所述尾销顶出器12在液压的作用下伸出，将含在套筒内的铆钉1的被拉断的一段吐出，拉铆枪准备好进行下一次铆接操作。

在上述拉铆枪的工作过程中，由于铆接过程中，拉铆枪的受力比较大，容易出现破坏性故障。其中，退位组内套环5和活塞14是主要的故障点。

所述退位组在整个过程中基本上一直顶住套环2的端面，受到较大的压力，而该阶梯部位A的退刀槽处又形成一个比较薄弱的部位，造成应力集中，使其容易从该部位断裂。

活塞14在铆接过程中始终受到很大的力，而柱体141和活塞盘142之间通过焊接方式连接，造成两者的连接不牢固，致使频繁出现活塞14断裂或者泄漏的故障。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种拉铆枪，该拉铆枪具有更长的无故障使用时间。

本发明提供的拉铆枪，包括活塞和退位组，所述退位组包括内套环和外套环，所述内套环为套筒结构，其外径分为小径段和大径段，两者之间以台阶过渡，并且所述小径段外表面套有外螺纹；所述外套环为与内套环配合的套筒结构，其内径面具有与所述外套环的外螺纹相配合的内螺纹，所述外退位环和内退位环外表面的小径段通过所述螺纹固定，并且拧紧后，外套环的后端面顶住内套环上的所述台阶，其前端面与所述内套环的前端面平齐，在所述内退位环的小径段与大径段的相邻位置，其外径面为光面。

优选地，所述外套环内径面上对应所述内套环小径光面段位置的内径增大到大于所述内套环光面段小径。

优选地，所述外套环内径面上采用台阶过渡到所述的内径增大段。

优选地，采用喇叭口实现所述外套环内径面上内径增大段。

优选地，所述外套环和内套环拧紧后，外套环的法兰盘端面抵住所述内套环上的台阶面。

优选地，所述活塞采用整体结构，即活塞柱体和活塞盘为一体。

优选地，所述活塞采用同一个毛胚切削制造。

优选地，所述毛胚为钢件毛胚。

与现有技术相比，本发明提供的拉铆枪取消了退位组内套环的阶梯位置的退刀槽。相应的，该部位改为一段未套丝的套筒段，使得由于退刀槽造成的薄弱环节不再存在。与所述未套丝的套筒段相应，所述外套环的相应位置上内径增大，例如，改为一个内径变大的台阶，或者做成喇叭口，使其得以避开该未套丝的套筒段。上述方案由于将原薄弱环节改造为较为牢固的结构，避免了此处的断裂，提高了拉铆枪的无故障工作时间。

本发明提出的进一步的优选方案中，将所述活塞由两个零件焊接形成的组合件，改为一体结构，使原来由于焊接部位造成的断裂故障不再存在。

由于本发明对上述结构的改变，使拉铆枪的整体无故障工作时间大幅延长，可节约大量维修经费。

附图说明

图1是铆接开始前，铆钉和工件的装配图；

图2是铆接完成后，铆钉和工件的装配图；

图3是现有技术的一种液压驱动拉铆枪结构图；

图4是图3所示拉铆枪的退位组结构图；

图5是图3所示拉铆枪的活塞结构图；

图6-1是开始铆接前，拉铆枪处于初始位置的状态图；

图6-2是拉铆枪开始铆接时的状态图；

图6-3是卡瓣和铆钉扣紧后，铆钉枪继续运动的状态；

图6-4是铆钉断裂后的拉铆枪运动状态；

图7是本发明第一实施例提供的拉铆枪的结构图；

图8是本发明第一实施例退位组的结构图；

图9是本发明第一实施例活塞的结构图。

具体实施方式

请参看图7，该图为本发明第一实施例提供的拉铆枪的结构图。

如该图所示，该拉铆枪的基本结构与背景技术中所述的拉铆枪基本相同，在此不再对该拉铆枪的工作原理进行介绍，仅对其改进部分进行介绍。

图7中，所述拉铆枪前端的退位组进行了改进。为了清楚地说明其改进部位，请参看图8，该图示出本发明提供的拉铆枪的退位组结构。

图8示出，该退位组同样包括退位组内套环5’和退位组外套环6’，由于其结构和现有技术不同，因此，采用不同的标号以示区别(以下分别简称为内套环5’、外套环6’)。

该退位组的内套环5’为套筒状，分为外径不同的两段，其中，前段的外径较小，并套有外螺纹；其后段外径较大；该内套环5’的小径段与大径段之间通过台阶过渡。与图4所示的现有技术的退位组不同，其小径段与大径段相邻接的部位B没有退刀槽，而是一段未套螺纹丝的光面。相应的，所述外套环6’的内径在该光面段对应的位置内径尺寸增大，以避让所述光面段。该实施例中，该增大的部位采用台阶过渡，实际上也可以是在该位置设置一个喇叭口等方式，不论何种方式，都需要能够避让所述光面，并且保证拧紧后所述外套环6’的法兰盘端面能够抵住所述内套环5’上的台阶面，实现对外套环6’的安装定位。当然，也不排除仅仅采用螺纹副实现外套环6’对内套环5’的安装定位，但是，这种方式将使螺纹受到过大的压力，使螺纹易于损坏，因此，不是最佳的方式。

上述结构的实质，是避免在加工内套环5’外径面上的螺纹时出现退刀槽。图4中所示位置A的退刀槽是整个内套环5的薄弱环节，当采用内套环5’的形式，取消所述退刀槽取消后，其无故障使用次数明显增加。在实际试验中，这一结构可以是该零件的有效使用次数增加为原来的6倍。

该拉铆枪的另一个改进点在于，所述活塞14’采用整体结构，即活塞柱体和活塞盘为一体结构。

请参看图9，该图示出，整个活塞14’不再存在两个部分，而是一个一体的零件，其形状为包括小径和大径两段的分段圆柱型，活塞柱和活塞盘的交接部位D直接以阶梯过渡，不需要采用焊接或者其他方式相互连接。

与此相比，在图5所示的现有技术中，该活塞14包括柱体141和活塞盘142两个部件，所述活塞盘142套接在柱体141的尾段，两者之间在图中所示的部位C位置相互焊接。上述结构的优点是在加工活塞时，可以分别采用两段材料加工，然后再焊接，可以节省材料。但由于活塞14在铆接操作中不断受力，而该焊接部位结合又不够紧密，因此，该部位成为一个薄弱部位，为拉铆枪使用过程中的故障高发点。实践中，现有技术使用的该种拉铆枪经常在该部位断裂，或者由于松动而产生液压故障。图9所示的一体式活塞结构，采用一个钢件毛胚直接进行切削加工获得，这种结构虽然会在制造时耗费更多的材料，但是，零件的整体刚性将大幅提高。经过实验表明，采用该种整体式活塞后，活塞引起的故障次数大幅下降，无故障使用次数为现有技术的6倍。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种拉铆枪，包括活塞和退位组，所述退位组包括内套环和外套环，所述内套环为套筒结构，其外径分为小径段和大径段，两者之间以台阶过渡，并且所述小径段外表面套有外螺纹；所述外套环为与内套环配合的套筒结构，其内径面具有与所述内套环的外螺纹相配合的内螺纹，所述外退位环和内退位环外表面的小径段通过所述螺纹固定，并且拧紧后，外套环的后端面顶住内套环上的所述台阶，其前端面与所述内套环的前端面平齐，其特征在于，在所述内退位环的小径段与大径段的相邻位置，其外径面为光面。

2、根据权利要求1所述的拉铆枪，其特征在于，所述外套环内径面上对应所述内套环小径光面段位置的内径增大到大于所述内套环光面段小径。

3、根据权利要求2所述的拉铆枪，其特征在于，所述外套环内径面上采用台阶过渡到所述的内径增大段。

4、根据权利要求2所述的拉铆枪，其特征在于，采用喇叭口实现所述外套环内径面上内径增大段。

5、根据权利要求3或者4所述的拉铆枪，其特征在于，所述外套环和内套环拧紧后，外套环的法兰盘端面抵住所述内套环上的台阶面。

6、根据权利要求1到4任意一种拉铆枪，其特征在于，所述活塞采用整体结构，即活塞柱体和活塞盘为一体。

7、根据权利要求6所述的拉铆枪，其特征在于，所述活塞采用同一个毛胚切削制造。

8、根据权利要求6所述的拉铆枪，其特征在于，所述毛胚为钢件毛胚。

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