CN105761900A - 一种电磁铆接用线圈及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁铆接用线圈，包括线圈框架、线圈本体，固定镶块及轴套，线圈框架为圆柱形结构，线圈框架上表面中央设置阶梯通孔，阶梯通孔上部安装轴套，线圈框架下部中央设置圆管形突起，并与所述的轴套内孔连通；线圈框架边缘上下各设置矩形槽，矩形槽内设置固定镶块，矩形槽内侧设置矩形通孔贯穿上部矩形槽及下部矩形槽；线圈本体缠绕于所述圆管形突起外侧，靠近圆管形突起一端经弯折穿过矩形通孔后紧贴于上部固定镶块上并与外部电源上部接头固定，另一端经弯折后紧贴于下部固定镶块上并与外部电源下部接头固定，本发明还涉及电磁铆接用线圈的制作方法。本发明提高成形力的同时考虑到线圈的散热性能，且具有很好的绝缘性和机械强度。

Description

一种电磁铆接用线圈及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种电磁铆接用线圈的制作方法。

背景技术

电磁铆接是电磁成形技术在机械连接领域的应用之一。电磁铆接是一种将电场能转变为机械能使铆钉发生塑性变形的新型连接工艺。与传统铆接相比，电磁铆接钉杆变形均匀，可用于难成形材料及大直径铆钉的成形，是实现复合材料结构连接的有效连接方法，广泛应用在航空航天紧固件连接领域。电磁铆接设备包括储能系统和铆枪装置两大部分。铆枪主要为电磁力产生装置，线圈是其最为核心的元器件，是电能转化为磁场能进而转化为机械能的关键，直接影响成形力的输出。

在电磁铆接中，成形力的控制是成形的关键。一般而言，提高成形力将有助于拓宽其应用领域。为了提高成形力，需提高通过线圈的放电电流。通过线圈的放电电流越大，在线圈中产生的热量也越大，因此在线圈设计中，除了要满足其成形力要求外，还应考虑线圈的散热性能，以提高线圈的使用寿命。线圈工作时除了要承受几万安的冲击电流外，其结构上也要承受由成形力带来的冲击载荷反作用力，因此线圈还需要有较好的绝缘性和机械强度。同时，线圈在通过大电流时还要保证其接头接触稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电磁铆接用线圈及其制作方法，提高成形力的同时考虑到线圈的散热性能，且具有很好的绝缘性和机械强度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电磁铆接用线圈，包括线圈框架、线圈本体，固定镶块及轴套，其特征在于：所述线圈框架为圆柱形结构，所述线圈框架的上表面中央设置有阶梯通孔，所述阶梯通孔的上部安装所述轴套，所述线圈框架下部中央设置圆管形突起并与所述的轴套内孔连通；所述线圈框架的边缘上下对应设置有矩形槽，所述矩形槽内设置有固定镶块，所述矩形槽内侧设置有矩形通孔贯穿上部的矩形槽及下部的矩形槽；所述线圈本体缠绕于所述圆管形突起的外侧，所述线圈本体靠近圆管形突起的一端经弯折穿过所述矩形通孔后紧贴于上部的固定镶块上并通过上部镶块螺钉将外部电源上部接头一并固定，所述线圈本体的另一端经弯折后紧贴于下部的固定镶块上并通过下部镶块螺钉将外部电源下部接头一并固定。

进一步的，所述轴套的上部设置有法兰。

进一步的，所述线圈框架上表面设置有与所述法兰相配合的螺纹孔用以固定所述轴套。

进一步的，所述线圈框架的矩形槽内还设置有U形缺口，所述固定镶块与U形缺口过盈配合。

进一步的，所述线圈本体由铜线绕制而成，所述铜线外表面包设有聚酰亚胺胶带。

进一步的，所述线圈框架的上表面还设置有若干用于与铆枪连接的螺纹孔。

进一步的，所述线圈框架的下表面还设置有若干散热槽，所述散热槽由圆管形突起处向外延伸并于所述圆管形突起处经环形槽相互连接。

一种电磁铆接用线圈的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）线圈框架的加工：利用圆柱形的电木材料按照需要的形状加工出所述线圈框架；

（2）固定镶块的加工：利用长方体的紫铜材料钻出螺纹孔得到所述固定镶块；

（3）线圈框架与固定镶块的装配：将加工好的所述固定镶块以过盈配合的方式放置到线圈框架的U形缺口内；

（4）铜线预处理：取铜线，打磨所述铜线去除氧化层并在起始端钻出螺纹孔，在所述铜线的表面缠绕聚酰亚胺胶带以备用；

（5）线圈本体的翻折及绕制：将带孔的铜线一端向上进行45度翻折后从底部穿过所述矩形通孔到上部的矩形槽后贴着U形缺口的上表面向外弯折，到达上部的固定镶块的外侧面时向下弯折所述铜线，使铜线上的螺纹孔与上部的固定镶块的螺纹孔对齐，底部的铜线顺着所述圆管形突起的外侧密匝缠绕至外径与线圈框架的外径相同时，将铜线亦向上进行45度翻折后减去多余的铜线，并在其与下部的固定镶块的螺纹孔对应的位置钻出螺纹孔，并用胶带将铜线固定防止松动；

（6）线圈本体预固化：所述线圈框架、线圈本体及固定镶块放入钢模中，加热至400～500℃，保温20min使得聚酰亚胺胶带半固态熔接在一起；

（7）轴套的固定：将所述轴套放置于所述阶梯通孔中并用轴套螺钉进行固定；

（8）线圈的整体灌胶：在线圈本体的上表面铺上玻璃丝布，将聚酰胺树脂和环氧树脂分别加热并按照1：2的比例混合加入线圈空隙和上表面，并将上表面压平固化；

（9）清理：固化完成后去除多余的混合树脂。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提高了铆枪的成形力，线圈框架与轴套嵌射的结构增加了导向精度，在线圈框架上设置的散热槽同时减少了线圈本体发热对线圈整体的影响；同时，本发明线圈本体的铜线采用聚酰亚胺胶带缠绕，有效地增加了缠绕密度，相同线圈匝数下减小了线圈的外径。

附图说明

图1是本发明一实施例的剖面结构示意图。

图2是本发明一实施例的整体结构示意图。

图3是本发明一实施例的线圈框架顶部结构示意图。

图4是本发明一实施例的线圈框架底部结构示意图。

图5是本发明一实施例的线圈本体结构示意图。

图6是本发明一实施例的铜线钻孔及胶带缠绕示意图。

图7A是本发明一实施例的铜线弯折前示意图。

图7B是本发明一实施例的铜线弯折后示意图。

图8是本发明一实施例的外部电源接头结构示意图。

图9是本发明一实施例的固定镶块结构示意图。

图10是本发明一实施例的轴套结构示意图。

图中：1、线圈框架；2、轴套螺钉；3、轴套；4、上部固定镶块；5、外部电源上部接头；6、上部镶块螺钉；7、下部固定镶块；8、外部电源下部接头；9、下部镶块螺钉、10、线圈本体。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1至图4，本实施例提供一种电磁铆接用线圈，包括线圈框架1、线圈本体10，固定镶块（包括上部固定镶块4和下部固定镶块7）及轴套3，其特征在于：所述线圈框架1为圆柱形结构，所述线圈框架1的上表面中央设置有阶梯通孔1-1，所述阶梯通孔的上部安装所述轴套3，所述线圈框架1的下部中央设置圆管形突起1-7并与所述轴套3的内孔连通；所述圆管形突起1-7的结构请参照图4；所述线圈框架1的边缘上下对应设置有矩形槽，所述矩形槽内设置有固定镶块（包括上部固定镶块4和下部固定镶块7），所述矩形槽内侧设置有矩形通孔1-6贯穿上部的矩形槽及下部的矩形槽；所述线圈本体10缠绕于所述圆管形突起1-6的外侧，请参照图1，所述线圈本体10靠近圆管形突起1-6的一端经弯折穿过所述矩形通孔1-6后紧贴于上部固定镶块4上并通过上部镶块螺钉6将外部电源上部接头5一并固定，所述线圈本体10的另一端经弯折后紧贴于下部固定镶块7上并通过下部镶块螺钉9将外部电源下部接头8一并固定，具体的，上部镶块螺钉6依次穿过外部电源上部接头5、线圈本体10的一端、上部固定镶块4并将三者固定，下部镶块螺钉9依次穿过外部电源下部接头8、线圈本体10的一端、下部固定镶块7并将三者固定；特别的，于本实施例中，所述外部电源上部接头5和外部电源下部接头8上下对称并沿着线圈框架1径向向外设置，其具体结构示意图如图8所示。

请参照图1、图2及图10，所述轴套3的上部设置有法兰，所述线圈框架1上表面设置有与所述法兰相配合的螺纹孔用以固定所述轴套3，所述法兰与螺纹孔内设置有轴套螺钉2，所述轴套3还可以与铆枪的放大器连接。

如图3所示是线圈框架1顶部的结构示意图，图中：上部的矩形槽内还设置有U形缺口1-5，上部固定镶块4与U形缺口1-5过盈配合，下部矩形槽内的结构亦与之相同，图中1-4表示矩形槽，所述上部固定镶块与下部固定镶块的具体结构如图9所示。

请参照图5，所述线圈本体10由铜线绕制而成，如图6所示，铜线外表面包设有绝缘胶带，所述绝缘胶带以一定角度包覆使得铜线表面包覆等效2层的聚酰亚胺胶带；同时端部开设有接头配合孔用于与镶块螺钉配合，所述绝缘胶带采用聚酰亚胺材料制成，有效地增加了缠绕密度，相同线圈匝数下减小了线圈本体的外径，其中线圈本体1由水平缠绕弯折成竖直状态时采用的是45度翻折，如图7A所示，在翻折前在铜线的两侧开设两个预加工孔，该两个预加工孔的连线与铜线横向成45度角，防止翻折处变形硬化，翻折后的情况如图7B所示。

请参照图3，所述线圈框架1的上表面还设置有若干用于与铆枪中其他零件连接的螺纹孔1-3。

请参照图4，所述线圈框架1的下表面还设置有若干散热槽1-8，所述散热槽1-8由圆管形突起处向外延伸并于所述圆管形突起处经环形槽1-9相互连接，与本实施例中，散热槽1-8有4个，呈矩形且均匀分布与所述线圈框架1的下表面，图中1-10表示下部的U形缺口，用于安装下部固定镶块。

为了让一般技术人员更好的理解本发明的技术方案，以下结合制作方法对本发明进行详细介绍，包括以下步骤：

（1）线圈框架的加工：利用圆柱形的电木材料按照需要的形状加工出所述线圈框架；

（2）固定镶块的加工：利用长方体的紫铜材料钻出螺纹孔得到所述固定镶块；

（3）线圈框架与固定镶块的装配：将加工好的所述固定镶块以过盈配合的方式放置到线圈框架的U形缺口内；

（4）铜线预处理：取铜线，打磨所述铜线去除氧化层并在起始端钻出螺纹孔，在所述铜线的表面缠绕聚酰亚胺胶带以备用；

（5）线圈本体的翻折及绕制：将带孔的铜线一端向上进行45度翻折后从底部穿过所述矩形通孔到上部的矩形槽后贴着U形缺口的上表面向外弯折，到达上部的固定镶块的外侧面时向下弯折所述铜线，使铜线上的螺纹孔与上部的固定镶块的螺纹孔对齐，底部的铜线顺着所述圆管形突起的外侧密匝缠绕至外径与线圈框架的外径相同时，将铜线亦向上进行45度翻折后减去多余的铜线，并在其与下部的固定镶块的螺纹孔对应的位置钻出螺纹孔，并用胶带将铜线固定防止松动；

（6）线圈本体预固化：所述线圈框架、线圈本体及固定镶块放入钢模中，加热至400～500℃，保温20min使得聚酰亚胺胶带半固态熔接在一起；

（7）轴套的固定：将所述轴套放置于所述阶梯通孔中并用轴套螺钉进行固定；

（8）线圈的整体灌胶：在线圈本体的上表面铺上玻璃丝布，将聚酰胺树脂和环氧树脂分别加热并按照1：2的比例混合加入线圈空隙和上表面，并将上表面压平固化；

（9）清理：固化完成后去除多余的混合树脂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种电磁铆接用线圈，包括线圈框架、线圈本体，固定镶块及轴套，其特征在于：所述线圈框架为圆柱形结构，所述线圈框架的上表面中央设置有阶梯通孔，所述阶梯通孔的上部安装所述轴套，所述线圈框架下部中央设置圆管形突起并与所述轴套的内孔连通；所述线圈框架的边缘上下对应设置有矩形槽，所述矩形槽内设置有固定镶块，所述矩形槽内侧设置有矩形通孔贯穿上部的矩形槽及下部的矩形槽；所述线圈本体缠绕于所述圆管形突起的外侧，所述线圈本体靠近圆管形突起的一端经弯折穿过所述矩形通孔后紧贴于上部的固定镶块上并通过上部镶块螺钉将外部电源上部接头一并固定，所述线圈本体的另一端经弯折后紧贴于下部的固定镶块上并通过下部镶块螺钉将外部电源下部接头一并固定。

2.根据权利要求1所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述轴套的上部设置有法兰。

3.根据权利要求2所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述线圈框架上表面设置有与所述法兰相配合的螺纹孔用以固定所述轴套。

4.根据权利要求1所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述线圈框架的矩形槽内还设置有U形缺口，所述固定镶块与U形缺口过盈配合。

5.根据权利要求1所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述线圈本体由铜线绕制而成，所述铜线外表面包设有聚酰亚胺胶带。

6.根据权利要求1所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述线圈框架的上表面还设置有若干用于与铆枪连接的螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的电磁铆接用线圈，其特征在于：所述线圈框架的下表面还设置有若干散热槽，所述散热槽由圆管形突起处向外延伸并于所述圆管形突起处经环形槽相互连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电磁铆接用线圈的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）线圈框架的加工：利用圆柱形的电木材料按照需要的形状加工出所述线圈框架；

（2）固定镶块的加工：利用长方体的紫铜材料钻出螺纹孔得到所述固定镶块；

（3）线圈框架与固定镶块的装配：将加工好的所述固定镶块以过盈配合的方式放置到线圈框架的U形缺口内；

（4）铜线预处理：取铜线，打磨所述铜线去除氧化层并在起始端钻出螺纹孔，在所述铜线的表面缠绕聚酰亚胺胶带以备用；

（5）线圈本体的翻折及绕制：将带孔的铜线一端向上进行45度翻折后从底部穿过所述矩形通孔到上部的矩形槽后贴着U形缺口的上表面向外弯折，到达上部的固定镶块的外侧面时向下弯折所述铜线，使铜线上的螺纹孔与上部的固定镶块的螺纹孔对齐，底部的铜线顺着所述圆管形突起的外侧密匝缠绕至外径与线圈框架的外径相同时，将铜线亦向上进行45度翻折后减去多余的铜线，并在其与下部的固定镶块的螺纹孔对应的位置钻出螺纹孔，并用胶带将铜线固定防止松动；

（6）线圈本体预固化：所述线圈框架、线圈本体及固定镶块放入钢模中，加热至400～500℃，保温20min使得聚酰亚胺胶带半固态熔接在一起；

（7）轴套的固定：将所述轴套放置于所述阶梯通孔中并用轴套螺钉进行固定；

（8）线圈的整体灌胶：在线圈本体的上表面铺上玻璃丝布，将聚酰胺树脂和环氧树脂分别加热并按照1：2的比例混合加入线圈空隙和上表面，并将上表面压平固化；

（9）清理：固化完成后去除多余的混合树脂。