CN103464673B - 航空器空心铆钉专用铆接工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空器空心铆钉专用铆接工具，包括：机体，具有把持部件和以把持部件为基部构建的卡口，其中卡口开口处相对的两个部位其一形成为砧部，另一为在相对的方向上具有给定的工作行程的活动部件；挤压杆，一端铰接于所述机体设置有所述活动部件的部位在所述相对的方向上的一侧；以及传动机构，连接于所述活动部件与所述挤压杆的铰接端之间，用于挤压杆与活动部件间的传动。依据本发明使用简单、携带方便。

Description

航空器空心铆钉专用铆接工具

技术领域

本发明涉及射击一种用于航空器空心铆钉铆接的工具。

背景技术

在飞机维修过程中，有时需要更换损坏的空心铆钉，特别是波音飞机副翼作动器连杆机构剪切铆钉等经常受到损伤的情况，更换空心铆钉是飞机维修中比较常见的工艺。

当前飞机大修厂还都没有专用的空心铆钉铆接工具，一旦如副翼剪切铆钉损伤，只能更换新的副翼作动筒连杆机构，造成比较大的资源浪费、增加了维修工作量，进而提高了航空器的维修成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使用简单的便携式航空器空心铆钉专用铆接工具，是一种手动工具。

本发明采用以下技术方案：

一种航空器空心铆钉专用铆接工具，包括：

机体，具有把持部件和以把持部件为基部构建的卡口，其中卡口开口处相对的两个部位其一形成为砧部，另一为在相对的方向上具有给定的工作行程的活动部件；

挤压杆，一端铰接于所述机体设置有所述活动部件的部位在所述相对的方向上的一侧；以及

传动机构，连接于所述活动部件与所述挤压杆的铰接端之间，用于挤压杆与活动部件间的传动。

依据本发明的上述结构，利用把持部件保持铆接工艺进程的稳定性，进而利用挤压杆基于杠杆原理产生较大的挤压力，通过砧部与活动部件间的挤压力完成空心铆钉的成型。其中所说的杠杆原理源于挤压杆铰接端的动力输出，杆性件在远离铰接点的部位施加比较小的力，基于力臂的基本原理，就会产生较大的驱动力，自然对应地，较大的主动力臂的行程匹配较小的被动力臂的行程，也恰好对应活动部件的较小的行程（铆钉变形一般在很小的范围内，比如一两个毫米）。卡口主要用于从相关部件一边卡入，对相应位置的两个部件进行铆接。从以上结构可以看出，由于需要的力的转换结构比较紧凑，使得其整体结构趋于紧凑，便于携带，并可在比较小的空间内实施铆接操作。

本发明更佳的效果为下述优选的技术手段所支持。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，所述砧部包括一柱形的第一挤压部，而所述活动部件则包括柱形的第二挤压部；

第一挤压部和第二挤压部的轴线在所述相对的方向上；

第一挤压部和第二挤压部之一在其轴向开有构造为导向孔的中心孔，进而一导向于该中心孔的挤压针部分地探出该导向孔，且挤压针的导向端为压缩弹簧或者气弹簧所作用，探出段的长度不小于待铆接空心铆钉的长度。

从而，依据上述结构，挤压针探入空心铆钉的内孔，起到支撑作用，降低空心铆钉主体的结构稳定性。而伸缩结构的挤压针具有对不同长度空心铆钉的适应性。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，所述第一挤压部和所述第二挤压部另一的相对挤压针的底面上形成有圆锥形凸起，因而，匹配所述挤压针，具有较好的定位作用。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，第一挤压部与第二挤压部相对的底面内凹，构成空心铆钉端头的定位成型部，可以对空心铆钉两段进行初始定位，并构成简易的成形模，使得成型更加规则。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，为方便更换成型部位，所述第一挤压部和第二挤压部通过可拆连接结构连接于卡口相应部位。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，所述可拆连接结构为，在相应部位成型有安装定位孔，而相应地，第一挤压部和第二挤压部的连接端设有定位销，连接结构简单，方便拆卸，且对可能因挤压产生的变形具有较好的适应性。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，所述定位销中部形成有用于锁定的凸环，相应地，在安装定位孔内形成有环槽，所形成的卡接结构不仅能够快速拆卸，而且具有较好的定位作用。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，所述卡口为开口可调的卡口，从而可以匹配不同长度的空心铆钉。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，为方便调节，所述卡口包括从所述把持部件以所述相对的方向为基准向一侧延伸出的连接臂和平行于所述相对的方向而接合于连接臂延伸端的调节杆，其中调节杆匹配卡口的构造在相应端反向连接臂回延形成具有所述砧部的支撑头；

连接臂延伸端头形成有座孔，而所述调节杆与所述座孔形成轴孔配合，同时在调节杆阵列有调节孔/槽，相应地，座孔侧面设有锁紧螺钉，锁定螺钉钉头与调节孔/槽配合。

上述航空器空心铆钉专用铆接工具，较佳地，所述把持部具有在所述相对的方向上延伸的支撑杆；

所述挤压杆的铰接基础为支撑杆的一侧；

相应地，支撑杆开有用于导向所述活动部件的导向孔，该导向孔同时构造为用于容纳所述传动机构的空间，导向孔壁开有侧孔，用于所述传动机构与所述挤压杆的传动连接。

附图说明

图1为一个航空器空心铆钉专用铆接工具优选实施例的结构示意图（省略成型部件）。

图2为一种砧部结构示意图。

图3为一种活动部件上成型部件的结构示意图。

图4为配装了成型部件的航空器空心铆钉专用铆接工具的结构示意图。

图5为未施工的副翼动作筒结构示意图。

图6为施工之后的副翼动作筒结构示意图。

图7为铆接进程状态的结构示意图。

图中：1、调节杆，2、调节孔，3、固定销，4、连接口，5、连接臂，6、支撑杆，7、手柄套，8、止位凸起，9、挤压杆，10、销轴，11、挤压端，12、第二安装定位孔，13、第一安装定位孔，14、支撑头。

15、第一凸换，16、第一定位销，17、第一挤压部，18、凹面，19、圆锥形凸起。

20、挤压针，21、导向孔，22、第二挤压部，23、限位环24、弹簧腔，25、压缩弹簧，26、第二凸环，27、第二定位销。

28、剪切铆钉，29、副翼作动筒，30、销钉孔。

29、挤压成型后的剪切铆钉。

具体实施方式

参考附图5所示的副翼作动筒结构，所使用的剪切铆钉28是典型的空心铆钉。在飞行器上使用的空心铆钉大多位于相关部件的边缘，因而在本文相关铆钉工具的选择具有一定的针对性。

结合图5和图7，本领域的技术人员会有更清楚地认识。

首先关于空心铆钉（tubular rivet），是在半空心铆钉的基础上将沉孔一直加工到头部，由于重量轻，钉头弱，用于随载荷不大的非金属材料的铆接场合。在很多场合，在铆接完毕后，需要保持空心铆钉空心的完整性。

在第一层面，空心铆钉铆接需要的工具满足一下基本要求，这里的工具为专用于航空器空心铆钉专用的铆接工具，自然，工具在给定的使用条件下具有通用性，因此，在本文，其实用对象并不构成对其保护范围的具体限制，只不过航空器空心铆钉的铆接工具的产生更具有紧迫性，本文以其为例进行说明。

因而，在第一层面，所述航空器空心铆钉专用铆接工具，应有以下基本配置：

应有一个基础型结构件，称为机体，它作为其他主要部件的安装基体，并用于作为手动铆接的主要握持部件，其主要作用是保持铆接状态的稳定性。因此，机体应具有把持部件，如图1所示的支撑杆6。

匹配前述的空心铆钉一般的铆接对象，如图1、4、7所示，形成一个类似于管钳的钳口，在这里表示为以把持部件为基部构建的卡口，卡口一般为半包围结构，在这里应当理解其具有开口，并且，同时应当具有相对结构部，以满足铆接工艺所需要的一对挤压力，一对挤压力中的一个力为反力，构造件为被动部件，或者说支撑部件，如图1左端所示的支撑头4部分。

产生一对挤压力的两部件之一为活动部件，这样才能够施加作用力，并且产生所需要的工作行程。

应当理解，工作行程应为工具本身的行程，而不是某一个工艺对象条件下的行程，自然在每一个工艺对象下回有一个行程，可以理解为工艺行程。

因而，基于以上描述，在卡口满足开口容许铆接对象卡入的条件下，应具有相对的两个结构部，以产生正挤压力，从而卡口开口处相对的两个部位其一形成为砧部，另一为在相对的方向上具有给定的工作行程的活动部件。

首先关于工作行程的选择，可以强调工具适用对象的使用广域性，也可以强调工具适用对象的转一性，若为专一设计，则可以设计为匹配的单一的行程控制，不过本领域的技术人员通过对一般铆钉枪的理解，手动铆钉枪一般不具有转一性，通常只是设置一个适用范围，在适用范围内，具有适当的行程即可。行程的选择也需要考虑挤压力的大小和手动操作的可操作性，不能够使手动操作端由过大的行程或者过大的力。

关于砧面，一般为一个硬度大于加工对象的平面，在以下的内容中对此有更进一步的描述，在此先不多做描述。

进一步的基础配置为一挤压杆9，如图1所示，其一端铰接于所述机体设置有所述活动部件的部位在所述相对的方向上的一侧，依据该结构，挤压杆通过操作具有绕其铰接点转动的能力，驱动端可以以如图1所示的销轴为基准，相对于挤压杆9的一侧，这里的相对不是绝对的，在与产生杠杆；另一种选择时挤压杆的驱动对象与挤压杆的动力臂部分在同侧，挤压杆9的不同部分构成动力臂和阻力臂。

挤压杆9基于杠杆原理可以基于杠杆原理或者基于宏观的力矩平衡通过力臂的变化对力进行放大。

进一步配置的传动机构，连接于所述活动部件与所述挤压杆的铰接端之间，用于挤压杆与活动部件间的传动，当挤压杆9能够产生比较大的力的放大时，传动机构更主要的作用是把挤压杆的转动转换成活动部件所需要的直线运动。

至于传动机构需不需要进一步放大作用力，发明人认为相比于运动形式的转换其必要性不大。

因此，总体上可以理解传动机构的主要功能是把转动转换成直线运动的传动机构。

在一些实施例中，在挤压杆9的关于销轴10的相对侧设置一个半齿轮或者扇形齿轮，由于挤压杆9本身是活动的，本领域的技术人员应当理解这里的相对为杠杆意义上的相对，并不是绝对的对称，不过更准确的表述应为活动部件侧。那么对应的，所述活动部件对应连接的可以为一跟齿条，与所述半齿轮或者扇形齿轮啮合直接把转动转换成直线运动。

在一些实施例中，可以利用杆系完成转动到直线运动的转换，如曲柄滑块机构，其中的传动部分主要为滑块，而挤压杆9则构成其中的曲柄，在配置其他的杆件即可满足曲柄滑块机构的配置，但结构稍微复杂。

传动机构主要采用齿轮传动，还可以配置锥齿轮，输出的锥齿轮的轴线为所说的相对的方向，那么齿轮轴配置为丝杆，活动部件为丝杆上的丝母所驱动。

如图1所示的结构中，没有配置挤压部件，不过其自身其实也可以构造为所需要的砧面和活动部件，如图1左端下侧所指的第一安装定位孔13也可以构造为砧面与成型结构的复合腔面，同理第二安装定位孔12也可以如此配置。甚至在一些更加简单的实施例中，第一安装定位孔13所处的位置直接构造为整体的砧面。

参照说明书附图4，在进一步改进的一个层面上，为更有利于铆钉的定位，关于所述砧部，其包括一柱形的第一挤压部17，而所述活动部件则包括柱形的第二挤压部22，这样两个探出部能够更好的保证铆钉的工艺定位；所说的柱形可以是正棱柱结构，也可以是圆柱结构，圆柱结构加工更简单，取材也比较容易。

加以匹配的，第一挤压部17和第二挤压部22的轴线在所述相对的方向上，依据前述的内容，两挤压部当然也是相对的。

在进一步改进的结构中，第一挤压部17和第二挤压部22之一在其轴向开有构造为导向孔的中心孔，如图3所示的导向孔21，进而一导向于该中心孔的挤压针20部分地探出该导向孔21，且挤压针20的导向端为压缩弹簧25或者气弹簧所作用，探出段的长度不小于待铆接空心铆钉的长度。

依据上述结构，铆钉相对比较短时，挤压针20受到挤压而部分地缩入导向孔21，因而对不同长度的空心铆钉具有比较好的适应性。显然，导向孔在这里也是容纳孔。

挤压针20的存在不仅仅可以用于空心铆钉的定位，保证挤压过程中空心铆钉受力的相对合理性，所成型端头更加规则。而且，由于挤压针20的存在，能够对空心铆钉在其端头成型过程中形成对其内孔支撑，防止在径向产生过大的塑性变形。

挤压针20，如图3所示，为一个比较长的圆柱件，其外伸端头可以进行导圆或者倒角处理，以方便探入铆钉内孔。

在前面的内容中涉及有关空心铆钉定位的问题，以保证挤压成型过程中铆钉受力方向性相对稳定，产生较少的复杂载荷，而不会产生过大的所不希望的变形。在图2和图3所示的结构中，所述第一挤压部17和所述第二挤压部22另一的相对挤压针的底面上形成有圆锥形凸起19。更直接的，所说的底面为工作面或者说挤压面。

下面来看圆锥型凸起19存在的意义，圆锥形凸起具有导引作用，到空心铆钉内孔抵触到圆锥形凸起19后，会顺导进而使空心铆钉内孔与圆锥形凸起19同心。关于圆锥形凸起19在图3中的表现形式，为第二挤压部22的左端面所示，在让出导向孔21后，可以形成突出的锥面结构。在不依赖于挤压针20的情况下，仍然有很好的定位作用。

当然，配合挤压针20能够形成更好的定位作用，挤压针20首先进行顺导，然后再使用圆锥形凸起19产生可靠定位。

进一步地，一种优选的结构为，第一挤压部17与第二挤压部22相对的底面，也就是两个工作面内凹，构成空心铆钉端头的定位成型部，即构成定位部分，又构成成型部分。因而，其设计应参考空心铆钉最终成型头的结构形式进行设计，本领域的技术人员可据此参考。

工具磨损，损伤，甚至直接失效不可避免，容易失效的部位主要是工具头部分，那么对应本案中，工具头部分主要是成型部分，在一些实施例中，如图2和3，成型部分主要是第一挤压部17和第二挤压部22，为了避免其失效直接导致工具失效，应设计成可更换的结构，一种较佳的是方式采用可拆连接结构把两挤压部连接于卡口相应部位，这样也不必损伤连接结构进行挤压部的置换。

当然，我们也知道很多工具头是采用如焊接连接的结构，通过切割更换工具头，本案不提倡使用这种方式。采用可拆连接并不影响其使用，尽管某些可拆连接存在配合间隙，如螺纹连接，但由于挤压是正压力，配合间隙不会产生任何负面影响。

可拆连接可选类型比较多，其共性是方便拆卸，为了进一步的简化结构，如图1至3所示，所述可拆连接结构为，在相应部位成型有安装定位孔，如图1中所示的第一安装定位孔13合第二安装定位孔12，而相应地，第一挤压部17和第二挤压部22的连接端设有定位销，如图2所示的第一定位销16和图3所示的第二定位销27。销用作定位一般是采用过盈配合实现可靠连接，也不会产生配合间隙，连接非常牢固，拆卸式直接拉出即可。

过盈配合有其缺点，如所述第一安装定位孔13为盲孔，假如第二定位销16折断，取出会比较困难。如果是通孔，则可以通过另一端口顶出。

在采用销的结构时，一种优选的结构为采用额外的防脱结构，如图2和图3所示，所述第一定位销16和所述第二定位销27中部形成有用于锁定的凸环，如图2中所示的第一凸环15和图3中所示的第二凸环26，凸环与销周面间通过斜面过度，进而相应地，在安装定位孔内形成有环槽，这样可以形成扣接结构，降低了过盈配合的风险，且能够快速的装拆。

优选地，所述卡口为开口可调的卡口，这样可以针对不同长度的空心铆钉调整卡口开口的大小，具有更好的适应性或者说通用性。

关于卡口调整的结构，应考虑以下几个方面，首先是调整结构应当尽可能的降低对卡口结构稳定性的影响，也就是需要尽可能的保证两挤压部正对，这样才能保证挤压力正对。另一个方面的问题则是调整的便捷性。第三个方面的问题是调整是否需要无级。

下面对上面三个问题所匹配的结构逐一进行说明。

首先说明如图1所示的结构，所述卡口包括从所述把持部件以所述相对的方向为基准向一侧延伸出的连接臂5和平行于所述相对的方向而接合于连接臂5延伸端的调节杆1，其中调节杆1匹配卡口的构造在相应端反向连接臂回延形成具有所述砧部的支撑头4，这样就形成了一个简单的C型结构。

在这样的一个结构中，连接臂5延伸端头形成有座孔，也就是图1所示的连接口4形成的方孔，而所述调节杆1与所述座孔形成轴孔配合，皆以平衡挤压力产生的扭矩，同时在调节杆阵列有调节孔2/槽，相应地，座孔侧面设有锁紧螺钉，图1中表示为固定销2，锁定螺钉钉头与调节孔/槽配合，用于锁定。

在一个实施例中，在调节杆1的上表面有7个圆形固定凹槽，调节杆1安装在连接口4内，通过固定销3旋转拧入连接口侧空并卡入调节杆1的凹槽内，将调节杆固定连接在支撑杆上，固定销3卡在不同的凹槽内，对应调节铆钉钳开口的大小。

挤压杆9和支撑杆6通过铰链（图中销轴10）连接在一起，通过装在支撑杆内部的齿轮传动装置使挤压杆和铆钉挤压端联动，当挤压杆向支撑杆方向挤压运动时，铆钉挤压端伸出，反之，铆钉挤压端缩回支撑杆内，从而使铆钉钳开口有一定自由伸缩量。在支撑杆铰链下端，有一个突起结构，保证挤压杆和支撑杆之间保持一定间隙，便于工作者挤压操作。

关于轴孔配合，除非采用过盈配合，否则很难消除配合间隙，配合间隙会导致第一挤压部17与第二挤压部22不同轴，影响挤压效果。

配合上述结构，可以采用两个锁紧螺钉，形成阻力臂，借助一对锁紧螺钉产生的反力矩，能够相对可靠的保证第一挤压部17与第二挤压部22同轴。

在一些实施例中，方孔改为异型孔，产生较多的支撑点，可以一定程度上降低间隙。

单纯的孔轴配合，可以采用出过盈配合之外的紧配合，同时涂抹润滑油，以方便调节杆1的调节。

关于调节的便捷性，如图1所示的，阵列调节孔2的形式调整起来比较便捷，同时，由于调节孔2能够与固定销3形成可靠的连接，能够保证开口的相对稳定性。

在一些实施例中，在调解杆1上开长槽，固定销3与长槽对正，并在固定销的接合端设制子，或者与长槽配合的方铁，靠摩擦力固定调节杆1，靠方铁的多点支撑产生反力矩。

为了简化结构，且方便操作，所述把持部具有在所述相对的方向上延伸的支撑杆6，如图1所示，基于前述的挤压杆9的配置方式可知，所述挤压杆9的铰接基础为支撑杆6的一侧，挤压杆9与支撑杆6可以构成一对手柄，双手操作，非常方便，且整体结构也比较紧凑。

挤压杆9和支撑杆6配有手柄套。

为了防止过行程，在挤压杆9与支撑杆6相对的侧面设有止位凸起8，如图1右中部所示。止位凸起8用于阻挡挤压杆9保持挤压杆9与支撑杆6在手柄套7处具有合适的间隙，防止挤伤操作人员的手。

相应地，支撑杆6开有用于导向所述活动部件的导向孔，该导向孔同时构造为用于容纳所述传动机构的空间，导向孔壁开有侧孔，用于所述传动机构与所述挤压杆9的传动连接。

Claims (9)

1.一种航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，包括：

机体，具有把持部件和以把持部件为基部构建的卡口，其中卡口开口处相对的两个部位其一形成为砧部，另一为在相对的方向上具有给定的工作行程的活动部件；

挤压杆，在所述相对的方向上，该挤压杆一端铰接于所述机体设置有所述活动部件处的一侧；以及

传动机构，连接于所述活动部件与所述挤压杆的铰接端之间，用于挤压杆与活动部件间的传动；

所述砧部包括一柱形的第一挤压部，而所述活动部件则包括柱形的第二挤压部；

第一挤压部和第二挤压部的轴线在所述相对的方向上；

第一挤压部和第二挤压部之一在其轴向开有构造为导向孔的中心孔，进而一导向于该中心孔的挤压针部分地探出该导向孔，且挤压针的导向端为压缩弹簧或者气弹簧所作用，探出段的长度不小于待铆接空心铆钉的长度。

2.根据权利要求1所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，第一挤压部或所述第二挤压部上与挤压针相对的底面上形成有圆锥形凸起。

3.根据权利要求1或2所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，第一挤压部上相对第二挤压部的底面内凹，构成空心铆钉端头的定位成型部。

4.根据权利要求1所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述第一挤压部和第二挤压部通过可拆连接结构连接于卡口相应部位。

5.根据权利要求4所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述可拆连接结构为，在相应部位成型有安装定位孔，而相应地，第一挤压部和第二挤压部的连接端设有定位销。

6.根据权利要求5所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述定位销中部形成有用于锁定的凸环，相应地，在安装定位孔内形成有环槽。

7.根据权利要求1所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述卡口为开口可调的卡口。

8.根据权利要求7所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述卡口包括从所述把持部件以所述相对的方向为基准向一侧延伸出的连接臂和平行于所述相对的方向而接合于连接臂延伸端的调节杆，其中调节杆匹配卡口的相应端上的反向连接臂回延形成具有所述砧部的支撑头；

连接臂延伸端头形成有座孔，而所述调节杆与所述座孔形成轴孔配合，同时在调节杆阵列有调节孔/槽，相应地，座孔侧面设有锁紧螺钉，锁定螺钉钉头与调节孔/槽配合。

9.根据权利要求1、7或8所述的航空器空心铆钉专用铆接工具，其特征在于，所述把持部件具有在所述相对的方向上延伸的支撑杆；

所述挤压杆的铰接基础为支撑杆的一侧；

相应地，支撑杆开有用于导向所述活动部件的导向孔，该用于导向所述活动部件的导向孔同时构造为用于容纳所述传动机构的空间，导向孔壁开有侧孔，用于所述传动机构与所述挤压杆的传动连接。