CN104841840B - 一种便携式双线圈电磁铆接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式双线圈电磁铆接装置，包括枪体后筒、枪体前筒，所述枪体前筒通过减震系统与枪体后筒实现相对的往复滑移运动，所述枪体前筒的前端内固连有初级线圈，套设有位于初级线圈旁侧可滑移的次级线圈，所述次级线圈前端面通过放大器与铆模固连，后端面固连有穿过初级线圈的中间轴芯，所述中间轴芯通过弹性限位机构、导正机构与枪体后筒、枪体前筒实现相对的往复滑移运动，所述初级线圈、次级线圈分别电性连接。该便携式双线圈电磁铆接装置利用双线圈自激励的原理，在线圈中同时加载波形一致的电流，不仅提高了铆接能量，同时提高了能量利用率；采用缓冲弹簧将后座力能量储存于缓冲弹簧弹性势能中，回弹中单向阻尼器消耗能量减轻震感。

Description

一种便携式双线圈电磁铆接装置

技术领域

本发明提供一种便携式双线圈电磁铆接装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

电磁铆接技术主要应用在航空航天领域，电磁铆接设备包括电磁铆接储能系统和外部电磁力发生装置两大部分。其原理通过电容器储能并在初级线圈中放电，使初级线圈与次级线圈中产生磁场，进而产生排斥力，以此达到将电能转化为机械能的目的。

参照图13，文献“公开号是CN101890473A的中国发明专利”公开了一种低电压电磁铆枪，其动力部分结构包括导套、前盖、冲头、螺母、压缩弹簧、放大器、出气孔、绝缘衬板、驱动片、铜带、线圈骨架、边缘接线柱、接线柱隔板、中心接线柱。

其动力的产生由电磁铆接设备23对缠绕成盘形的铜带施加一个瞬时脉冲大电流产生一个脉冲强磁场，作用于驱动片上产生一个感应涡流，产生排斥力。在通过放大器传递到冲头上。由于驱动片上存在磁滞现象，故感应涡流的峰值与线圈电流峰值在时间上并不重合，存在能量损失。此外单一线圈产生的能量有限，在电磁铆枪装置尺寸受限的情况下，成形力比较小，难以实现较大直径铆钉的成形。

此外导套固定在前盖上，冲头与放大器连接，在导套内滑动，并通过弹簧、螺母进行限位。驱动片与铜带之间的间隙即为该电磁铆枪驱动头的工作行程。紧固件的装配中一般要求工作行程大于夹层的厚度。但在实际铆接过程中枪体后退，紧固件装配的过程中可能会产生行程不足的情况。

此外其减震系统由减震橡胶、减震弹簧、枪筒、后盖、弹簧滑道、后盖法兰、内六角螺钉构成，为双层减震结构，减震橡胶为第一级减震，减震弹簧为第二级减震。由枪筒、后盖、内六角螺钉连接在一起的组件同时起到中间质量块的作用。由于这种结构能量损耗主要依靠摩擦和弹簧变形，因此消耗很慢震感持续时间长。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种便携式双线圈电磁铆接装置用以解决电磁能量损失、单一线圈产生能量有限、在尺寸受限的情况下难以实现较大直径铆钉的成形问题、工作行程不足的问题、减震系统无法快速消耗后坐力能量的问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是一种便携式双线圈电磁铆接装置，包括枪体后筒、枪体前筒，所述枪体前筒通过减震系统与枪体后筒实现相对的往复滑移运动，所述枪体前筒的前端内固连有初级线圈，套设有位于初级线圈旁侧可滑移的次级线圈，所述次级线圈前端面通过放大器与铆模固连，后端面固连有穿过初级线圈的中间轴芯，所述中间轴芯通过弹性限位机构、导正机构与枪体后筒、枪体前筒实现相对的往复滑移运动，所述初级线圈、次级线圈分别电性连接。

进一步的，所述枪体后筒的端面后侧固连有端盖，所述枪体后筒与枪体前筒之间设置有滑动筒，所述滑动筒一端通过套设并固定于枪体前筒内的支撑板与枪体前筒固连，另一端套设于枪体后筒上实现相对的往复滑移运动。

进一步的，所述减震系统由单向阻尼器、缓冲弹簧组成，所述单向阻尼器上下对称分布于滑动筒与枪体后筒内部，所述单向阻尼器前端通过前固定头、固定螺钉固连在支撑板的阶梯孔上，后端通过后固定头、固定螺钉固连在端盖的螺纹孔与接头通孔上，所述缓冲弹簧左右对称分布于滑动筒与枪体后筒内部，所述缓冲弹簧前端固定在支撑板的固定沉孔上，后端固定在端盖的固定沉孔上。

进一步的，所述初级线圈套设于枪体前筒内，所述初级线圈底面通过橡胶垫支撑在支撑板上并通过固定螺钉穿过阶梯孔与支撑板进行固连，所述初级线圈与次级线圈相向设置，所述次级线圈套设于放大器内，所述次级线圈底面支撑在放大器上并通过固定螺钉与放大器固连，所述放大器套设于枪体前筒内部实现相对枪体前筒的往复滑移运动，所述放大器前端通过螺纹孔与铆模的尾部螺纹固连，后端通过螺纹孔与中间轴芯的头部螺纹固连。

进一步的，所述枪体前筒、放大器周侧开设有用于线路进出的矩形槽，所述初级线圈的铜带通过穿过枪体前筒的矩形槽的电线与电磁铆接设备的一个放电回路相连，所述次级线圈的铜带通过穿过枪体前筒、放大器的矩形槽的电线与电磁铆接设备的另一个放电回路相连，所述电磁铆接设备与控制台相连。

进一步的，所述弹性限位机构包括前限位弹簧、后限位弹簧，所述后限位弹簧一端固定在端盖的固定沉孔上，另一端固定在与中间轴芯端部连接的弹簧支撑板上，所述前限位弹簧一端通过垫片支撑在中间轴芯的阶梯轴上，另一端支撑于导正机构上。

进一步的，所述导正机构包括直线轴承支撑筒、法兰直线轴承，所述法兰直线轴承、直线轴承支撑筒由内而外依次套设于中间轴芯的光杆位置，所述法兰直线轴承头部通过固定螺钉固定于支撑板前端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒通过固定螺钉固定于支撑板后端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒的尾部与前限位弹簧的端部互相支撑。

进一步的，所述枪体后筒周侧开设有槽口，所述滑动筒套设于枪体后筒内，所述滑动筒周侧通过固定螺钉连接有用于防止转动的防转固定块，所述防转固定块嵌于槽口内，所述端盖后侧通过固定螺钉还固连有手柄，所述枪体前筒的后端周侧上设置有钢箍，所述枪体前筒的中部周侧上通过螺纹还固连有冷却空气接头，所述枪体后筒周侧通过前手柄支架还固连有前手柄。

进一步的，所述前手柄的延伸方向与手柄的延伸方向一致。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：首先，采用双线圈自激励的原理，在线圈中同时加载波形一致的电流，不仅提高了铆接能量，同时提高了能量利用率，在铆接装置尺寸受限的情况下有效实现较大直径铆钉的成形问题；其次，采用中间芯轴的结构提高导向精度和增加工作行程；再次，采用单向阻尼器、缓冲弹簧结构将后座力能量储存于弹簧弹性势能中，回弹中消耗能量减轻震感；此外，线圈与筒壁相配合无相对运动，提高了线圈的寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为该发明的侧视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图；

图5为图1的D-D剖视图；

图6为支撑板的结构示意图；

图7为图6的E-E剖视图；

图8为图6的F-F剖视图；

图9为后端盖的结构示意图；

图10为图9的G-G剖视图；

图11为线圈的结构示意图；

图12为放大器的结构示意图；

图13为传统技术的结构示意图；

图中：

1-枪体后筒；2-枪体前筒；3-初级线圈；4-次级线圈；5-放大器；6-铆模；7-中间轴芯；8-端盖；9-滑动筒；10-支撑板；11-单向阻尼器；12-缓冲弹簧；13-前固定头；14-固定螺钉；15-阶梯孔；16-后固定头；17-螺纹孔；18-接头通孔；19-固定沉孔；20-橡胶垫；21-矩形槽；22-铜带；23-电磁铆接设备；24-控制台；25-前限位弹簧；26-后限位弹簧；27-弹簧支撑板；28-垫片；29-直线轴承支撑筒；30-法兰直线轴承；31-防转固定块；32-手柄；33-钢箍；34-冷却空气接头；35-前手柄支架；36-前手柄；37-槽口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～13所示，一种便携式双线圈电磁铆接装置，包括枪体后筒1、枪体前筒2，所述枪体前筒2通过减震系统与枪体后筒1实现相对的往复滑移运动，所述枪体前筒2的前端内固连有初级线圈3，套设有位于初级线圈3旁侧可滑移的次级线圈4，所述次级线圈4前端面通过放大器5与铆模6固连，后端面固连有穿过初级线圈3的中间轴芯7，所述中间轴芯7通过弹性限位机构、导正机构与枪体后筒1、枪体前筒2实现相对的往复滑移运动，所述初级线圈3、次级线圈4分别电性连接。

在本实施例中，所述枪体后筒1的端面后侧固连有端盖8，所述枪体后筒1与枪体前筒2之间设置有滑动筒9，所述滑动筒9一端通过套设并固定于枪体前筒2内的支撑板10与枪体前筒2固连，另一端套设于枪体后筒1上实现相对的往复滑移运动。

在本实施例中，所述减震系统由单向阻尼器11、缓冲弹簧12组成，所述单向阻尼器11上下对称分布于滑动筒9与枪体后筒1内部，所述单向阻尼器11前端通过前固定头13、固定螺钉14固连在支撑板10的阶梯孔15上，后端通过后固定头16、固定螺钉14固连在端盖8的螺纹孔17与接头通孔18上，所述缓冲弹簧12左右对称分布于滑动筒9与枪体后筒1内部，所述缓冲弹簧12前端固定在支撑板10的固定沉孔19上，后端固定在端盖8的固定沉孔19上。

在本实施例中，所述初级线圈3套设于枪体前筒2内，所述初级线圈3底面通过橡胶垫20支撑在支撑板10上并通过固定螺钉14穿过阶梯孔15与支撑板10进行固连，所述初级线圈3与次级线圈4相向设置，所述次级线圈4套设于放大器5内，所述次级线圈4底面支撑在放大器5上并通过固定螺钉14与放大器5固连，所述放大器5套设于枪体前筒2内部实现相对枪体前筒2的往复滑移运动，所述放大器5前端通过螺纹孔17与铆模6的尾部螺纹固连，后端通过螺纹孔17与中间轴芯7的头部螺纹固连。

在本实施例中，所述枪体前筒2、放大器5周侧开设有用于线路进出的矩形槽21，所述初级线圈3的铜带22通过穿过枪体前筒2的矩形槽21的电线与电磁铆接设备23的一个放电回路相连，所述次级线圈4的铜带22通过穿过枪体前筒2、放大器5的矩形槽21的电线与电磁铆接设备23的另一个放电回路相连，所述电磁铆接设备23与控制台24相连。

在本实施例中，所述弹性限位机构包括前限位弹簧25、后限位弹簧26，所述后限位弹簧26一端固定在端盖8的固定沉孔19上，另一端固定在与中间轴芯7端部连接的弹簧支撑板27上，所述前限位弹簧25一端通过垫片28支撑在中间轴芯7的阶梯轴上，另一端支撑于导正机构上。

在本实施例中，所述导正机构包括直线轴承支撑筒29、法兰直线轴承30，所述法兰直线轴承30、直线轴承支撑筒29由内而外依次套设于中间轴芯7的光杆位置，所述法兰直线轴承30头部通过固定螺钉14固定于支撑板10前端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒29通过固定螺钉14固定于支撑板10后端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒29的尾部与前限位弹簧25的端部互相支撑。

在本实施例中，所述枪体后筒1周侧开设有槽口37，所述滑动筒9套设于枪体后筒1内，所述滑动筒9周侧通过固定螺钉14连接有用于防止转动的防转固定块31，所述防转固定块31嵌于槽口37内，所述端盖后侧通过固定螺钉还固连有手柄32，所述枪体前筒2的后端周侧上设置有钢箍33，所述枪体前筒2的中部周侧上通过螺纹还固连有冷却空气接头34，所述枪体后筒1周侧通过前手柄支架35还固连有前手柄36。

在本实施例中，所述前手柄36的延伸方向与手柄32的延伸方向一致。

在本实施例中，当次级线圈4与初级线圈3端面接触时，通过控制台24控制电磁铆接设备23中两组电容同时对初级线圈3与次级线圈4放电，在两线圈中产生周期与波形一致的脉冲电流，并由此产生强磁场进而产生排斥力，力通过放大器5与铆模6作用在铆钉上使铆钉变形。

在本实施例中，通过中间芯轴7、法兰直线轴承30之间配合和放大器5外径、枪体前筒2内径配合建立沿轴线的滑动副，并通过前、后限位弹簧限定中间芯轴7的位置来限制铆枪不工作状态下次级线圈4的位置，工作时人为压紧使初级线圈3与次级线圈4端面贴合，铆枪的工作行程为不工作状态下线圈之间的距离加上初始前限位弹簧25的最大压缩距离。

在本实施例中，电磁铆接设备23放电会在初级线圈3与次级线圈4中产生一个排斥力，产生的力将所述的初级线圈3连带枪体前筒2、橡胶垫20、支撑板10、滑动筒9等与之固连的组件向后推，使滑动筒9与枪体后筒1产生相对移动，压缩缓冲弹簧12，这时单向阻尼器11随缓冲弹簧12压缩但不工作，缓冲弹簧12储存后坐力能量，缓冲弹簧12回弹时单向阻尼器工11作快速消耗后坐力能量。

具体实施过程：1）线圈贴合：铆模6与待成形铆钉端面接触，操作者通过手柄32与前手柄36推动铆枪整体压向铆钉，带动铆模6、放大器5、次级线圈4以及中间芯轴7后退，压缩前限位弹簧25伸长，后限位弹簧26压缩，次级线圈4端面贴合初级线圈3。2）施加脉冲电流：由控制台24控制电磁铆接设备23完成电容器充电过程，并同时触发两组放电回路放电，在初级线圈3与次级线圈4中施加波形一致的脉冲大电流，由此在两线圈中产生脉冲强磁场，进而产生排斥力。在产生排斥力的期间，初级线圈3带动与之固连的其他组件如枪体前筒2、橡胶垫20、支撑板10、滑动筒9等向后运动，次级线圈4带动与之固连的其他组件如中间芯轴7、放大器5、铆模6等向前运动成形铆钉。3）铆枪减震：初级线圈3产生的力将所述的初级线圈3连带枪体前筒2、橡胶垫20、支撑板10、滑动筒9等与之固连的组件向后推，使滑动筒9与枪体后筒1产生相对移动，压缩缓冲弹簧12，这时单向阻尼器11随缓冲弹簧12压缩但不工作，缓冲弹簧12储存后坐力能量，缓冲弹簧12回弹，单向阻尼器11工作消耗后坐力能量。4）恢复初始状态：完成上述3个步骤实现铆钉变形后，初级线圈3通过减震系统回弹实现复位，次级线圈4通过前限位弹簧25与后限位弹簧26回弹实现复位，之后通过温度传感器确认初级线圈3与次级线圈4温度，当线圈温度过高时，高压空气通过冷却空气接头34通入并通过枪体前筒2的矩形槽21排除，实现温度控制。5）控制误操作：在非接触铆钉的状态下初级线圈3与次级线圈4的距离由前限位弹簧与后限位弹簧控制，保持一定距离，这种状态下即使施加电流也不会在线圈之间产生很大的排斥力。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种便携式双线圈电磁铆接装置，包括枪体后筒、枪体前筒，所述枪体前筒通过减震系统与枪体后筒实现相对的往复滑移运动，所述枪体前筒的前端内固连有初级线圈，套设有位于初级线圈旁侧可滑移的次级线圈，所述次级线圈前端面通过放大器与铆模固连，后端面固连有穿过初级线圈的中间轴芯，所述中间轴芯通过弹性限位机构、导正机构与枪体后筒、枪体前筒实现相对的往复滑移运动，所述初级线圈、次级线圈分别电性连接，所述枪体后筒的端面后侧固连有端盖，所述枪体后筒与枪体前筒之间设置有滑动筒，所述滑动筒一端通过套设并固定于枪体前筒内的支撑板与枪体前筒固连，另一端套设于枪体后筒上实现相对的往复滑移运动，所述减震系统由单向阻尼器、缓冲弹簧组成，所述单向阻尼器上下对称分布于滑动筒与枪体后筒内部，所述单向阻尼器前端通过前固定头、固定螺钉固连在支撑板的阶梯孔上，后端通过后固定头、固定螺钉固连在端盖的螺纹孔与接头通孔上，所述缓冲弹簧左右对称分布于滑动筒与枪体后筒内部，所述缓冲弹簧前端固定在支撑板的固定沉孔上，后端固定在端盖的固定沉孔上。

2.根据权利要求1所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述初级线圈套设于枪体前筒内，所述初级线圈底面通过橡胶垫支撑在支撑板上并通过固定螺钉穿过阶梯孔与支撑板进行固连，所述初级线圈与次级线圈相向设置，所述次级线圈套设于放大器内，所述次级线圈底面支撑在放大器上并通过固定螺钉与放大器固连，所述放大器套设于枪体前筒内部实现相对枪体前筒的往复滑移运动，所述放大器前端通过螺纹孔与铆模的尾部螺纹固连，后端通过螺纹孔与中间轴芯的头部螺纹固连。

3.根据权利要求1所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述枪体前筒、放大器周侧开设有用于线路进出的矩形槽，所述初级线圈的铜带通过穿过枪体前筒的矩形槽的电线与电磁铆接设备的一个放电回路相连，所述次级线圈的铜带通过穿过枪体前筒、放大器的矩形槽的电线与电磁铆接设备的另一个放电回路相连，所述电磁铆接设备与控制台相连。

4.根据权利要求1所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述弹性限位机构包括前限位弹簧、后限位弹簧，所述后限位弹簧一端固定在端盖的固定沉孔上，另一端固定在与中间轴芯端部连接的弹簧支撑板上，所述前限位弹簧一端通过垫片支撑在中间轴芯的阶梯轴上，另一端支撑于导正机构上。

5.根据权利要求4所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述导正机构包括直线轴承支撑筒、法兰直线轴承，所述法兰直线轴承、直线轴承支撑筒由内而外依次套设于中间轴芯的光杆位置，所述法兰直线轴承头部通过固定螺钉固定于支撑板前端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒通过固定螺钉固定于支撑板后端的阶梯孔上，所述直线轴承支撑筒的尾部与前限位弹簧的端部互相支撑。

6.根据权利要求1所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述枪体后筒周侧开设有槽口，所述滑动筒套设于枪体后筒内，所述滑动筒周侧通过固定螺钉连接有用于防止转动的防转固定块，所述防转固定块嵌于槽口内，所述端盖后侧通过固定螺钉还固连有手柄，所述枪体前筒的后端周侧上设置有钢箍，所述枪体前筒的中部周侧上通过螺纹还固连有冷却空气接头，所述枪体后筒周侧通过前手柄支架还固连有前手柄。

7.根据权利要求6所述的便携式双线圈电磁铆接装置，其特征在于：所述前手柄的延伸方向与手柄的延伸方向一致。