CN106270346B - 一种卡车车架磁脉冲铆接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卡车车架磁脉冲铆接装置，包括电磁铆接模块、其特征在于：电磁铆接模块包括控制手柄(1)、缓冲系统(2)，枪体前筒(3)，主线圈(4)，驱动板(5)，放大器(6)，铆模(7)，压力传感器(11)，弹出式弹簧(12)，中间轴芯(13)，对正支杆(14)，加长杆(15)，顶铁(17)；本发明具有便携性和易操作性等优势，只需顶铁和铆钉头配合，并推动控制把手直到锁死，触动控制触发器即可完成铆接。该装置只需要一个工人就能完成铆接工作，降低工人的操作难度，提高操作效率。

Description

一种卡车车架磁脉冲铆接装置

技术领域

本发明涉及汽车制造技术，特别涉及一种卡车车架磁脉冲铆接装置。

背景技术

卡车车架几乎承受着卡车所装载的全部重量，包括汽车自身零部件的重量及行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等，传递驱动力和制动力，卡车中的大部分关键部件都需要在其上完成装配。现有的车架均采用液压铆接或螺栓连接，但是螺栓连接相对于铆接有如下缺点：螺栓连接容易在振动、冲击、载荷变动和温差过大的情况下产生松动；卡车中的螺栓结构会因为恶劣的工况、复杂的天气和极端的周围环境而产生腐蚀现象，进而发生连接失效；车架螺接都采用高强度螺栓和带法兰的螺母，价格通常是铆钉的几倍甚至十几倍，单个车架上(特别是加长重型卡车)分布着数以百计的螺栓。因此，铆接与螺栓连接的成本差距明显。钢制螺栓的比强度(强度与重量的比值)较低，不利于实现车辆轻量化。

采用铆接能有效避免上述缺点，然而液压铆接机的液压系统复杂，维修困难，工作环境清洁不易，工作效率低，对工人的技术要求高。并且车架上的铆钉非常多，铆钉直径大、工件重，工人拖动笨重的悬挂铆接钳，移动到铆钉位置，每铆接一个铆钉后，人工移动到下一个铆接位置，非常不便，劳动强度也非常大。

国内外手持式电磁铆枪由两把铆枪配合工作，铆枪包括初级线圈、次级线圈及应力波调节器，在铆接较大板材工件时，铆枪在工件的一侧抵住铆钉，工件的另一侧用另一把铆枪抵住铆钉杆。对于这类大型工件的铆接，需要两个人同时操作，操作繁琐，工人劳动强度大，工作效率低。另外，现有的电磁铆枪还没有出现过对正系统，需要工人目测铆枪是否对正工件表面，容易使铆钉墩头出现铆歪、铆裂缺陷，严重影响铆接质量。如申请专利CN104841840采用便携式双线圈电磁铆接装置实现大直径铆钉成形，但是更大的后坐力以及缺乏对正系统，更容易使铆钉出现铆歪、铆裂等缺陷。

发明内容

本发明提出一种卡车车架磁脉冲铆接装配装置，其目的是提供一种高连接强度、均匀干涉量和大直径铆接的卡车装配装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种卡车车架磁脉冲铆接装置，包括电磁铆接模块，其特征在于：

电磁铆接模块包括控制手柄、缓冲系统，枪体前筒，主线圈，驱动板，放大器，铆模，压力传感器，弹出式弹簧，中间轴芯，对正支杆，加长杆，顶铁；

其中，控制手柄上安装有主触发器，枪体前筒内部左端连接主线圈，右边连接可沿着枪体前筒滑移的驱动板,所述驱动板通过放大器和加长杆与铆模连接,枪体前筒中心有穿过主线圈和驱动板中心的中间轴芯；

中间轴芯左端连接弹出式弹簧和压力传感器，通过中间轴芯和枪体前筒，驱动板可实现相对的往复滑移运动，缓冲系统右端连接压力传感器，压力传感器和弹出式弹簧、中间轴芯实现对驱动板和放大器运动的导向作用以及施加弹簧力；

给放大器施加的弹簧力使铆模能顶住铆钉杆，实现铆模和铆钉的自动配合；三个正支杆14最右端组成的平面和枪体轴线总是保持正交；

驱动板和放大器固连在一起，放大器右端通过螺纹连接加长杆，加长杆右端连接铆模，实施铆接前，可以更换不同形式的铆模，从而实现多种铆接形式的铆接。

本发明的有益效果在于：

1、电磁铆接件的铆接质量远远大于螺栓连接和液压铆接，并且容易实现自动化生产，可节省大量人力。在提高装配效率的同时能降低生产成本，显著提高公司利润。

2、本发明设计了对正系统，能保证铆枪轴线垂直于工件表面，防止由于工人目测不准，造成的铆歪和铆裂等缺陷。压力传感器可以测定铆接前铆钉所受的预紧力，并且通过控制电路控制锁紧装置锁紧铆枪壳体位置，利于控制铆接质量的稳定性。

3、本发明具有便携性和易操作性等优势，只需顶铁和铆钉头配合，并推动控制把手直到锁死，触动控制触发器即可完成铆接。该装置只需要一个工人就能完成铆接工作，降低工人的操作难度，提高操作效率。

附图说明

图1为本发明中顶铁和铆钉头装配示意图；

图2为本发明中铆模和铆钉杆装配示意图；

图3为本发明实施铆接车架纵梁示意图；

图4为某卡车车架纵梁结构示意图和A-A剖视图；

图中1-控制手柄，2-缓冲系统，3-枪体前筒，4-主线圈，5-驱动板，6-放大器，7-铆模，8-卡车工件，9-支撑杆，10-U型钳体，11-压力传感器，12-弹出式弹簧，13-中间轴芯，14-对正支杆，15-加长杆，16-铆钉，17-顶铁，18-主触发器，19-直线导轨，20-基座，21-锁紧装置。

具体实施方式

本发明提供一种通过U型钳体，压电传感器和对正支杆实现单人操作，控制预压力和保持铆接对正等功能的新型卡车车架磁脉冲铆接装置。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护范围。

如图1所示，该实施例提供了一种卡车车架磁脉冲铆接装置，包括电磁铆接模块、U型钳体模块和底座模块；其中：

电磁铆接模块包括控制手柄1、缓冲系统2，枪体前筒3，主线圈4，驱动板5，放大器6，铆模7，压力传感器11，弹出式弹簧12，中间轴芯13，对正支杆14，加长杆15，顶铁17。

其中，控制手柄1上安装有主触发器18，枪体前筒3内部左端连接主线圈4，右边连接可沿着枪体前筒3滑移的驱动板5,所述驱动板5通过放大器6和加长杆15与铆模7连接,枪体前筒3中心有穿过主线圈4和驱动板5中心的中间轴芯13,中间轴芯13的主要作用之一就是能限制驱动板5的径向运动，保证驱动片沿着轴向运动。

中间轴芯13左端连接弹出式弹簧12和压力传感器11，通过中间轴芯13和枪体前筒3，驱动板5可实现相对的往复滑移运动，缓冲系统2右端连接压力传感器11，压力传感器11和弹出式弹簧12、中间轴芯13实现对驱动板5和放大器6运动的导向作用以及施加弹簧力，给放大器6施加的弹簧力使铆模7能顶住铆钉杆，实现铆模7和铆钉16的自动配合。正支杆14最右端组成的平面和枪体轴线总是保持正交

压力传感器11通过电路和锁紧装置21相连，当压力传感器11测定预紧力达到预定值时，锁紧装置21自动锁死枪体外壳和导轨19的滑动。

具体的，驱动板5通过八个螺栓和放大器6固连在一起，放大器6右端通过螺纹连接加长杆15，采用螺栓和螺纹连接主要是方便检修和拆装。所述加长杆15右端连接铆模7，实施铆接前，可以更换不同形式的铆模，实现多种铆接形式的铆接

在本实施例中，所述枪体外侧开设有三个用于装弹出式弹簧12和对正支杆14的槽，对正支杆14可以实现相对枪体前后的往复式运动，且限制其它自由度的运动。3个对正支杆14固连在一起，使该支杆只能同时实现往复运动。所述对正支杆14最右端组成的平面和枪体轴线总是保持正交，铆接时，把对正支杆14贴住工件8平面，就可以使枪体的中心轴线垂直于工件平面，使铆接不产生偏移，避免因为没有对正而出现的铆歪，或铆裂缺陷。

U型钳体模块由U型钳体10和支撑杆9组成，其中支撑杆9的一端与U型钳体10固定，支撑杆9的另一端与顶铁17通过螺纹连接。

底座模块包括直线导轨19，基座20和锁紧装置21。直线轨道19平铺在基座20上，并且通过一排螺栓固定两者的相对位置。锁紧装置21固连在枪体外壳前段，并且它位于直线轨道19上方，以方便锁死枪体和轨道的滑动。

电磁铆接模块的工作过程如下：

1)交流电通过变压器得到所需要的高压，再经过整流电路将其转变成直流形式对电容器组进行充电。

2)电容器组通过线圈放电，在主线圈4和驱动板5之间产生一个涡流斥力，该力通过放大器6，加长杆15作用在铆模7和枪体前筒3上。

3)铆模7冲击铆钉16使其成形。

具体的，控制手柄1与枪体外壳采用焊接方式连接，控制手柄1上安装有主触发器18，便于操作。

枪体前筒3和主线圈4，驱动板5和放大器6分别采用螺栓连接，便于拆装，出现问题容易解决。

主线圈4可以紧靠与驱动板5，电容器组通过电线与主线圈4和主触发器18上开关连接。

在本实施例中，所述的缓冲系统2由橡胶垫、缓冲弹簧和阻尼器构成，能有效减少铆接时的最大后坐力。所述的铆模7和顶铁17采用Cr12钢材料制成，并且经过淬火处理，驱动片5材料为紫铜。

本发明还公开了一种利用该装置来实现铆接的方法，其具体过程如下：

步骤1、更换成和铆钉相配合的铆模7和顶铁17，首先手持本发明使顶铁17和铆钉头配合(图2)，然后推动控制手柄1使电磁铆接模块沿着直线导轨19运动。

步骤2、推动电磁铆接模块直到锁紧装置21自动锁紧后，扣动控制触发器18，铆钉在电磁力的作用下瞬间成形完成铆接。

步骤3、手握控制手柄1拉动电磁铆接模块回到原来位置，为工人进行下一次铆接做准备。

步骤4、检查铆钉墩头的高度和直径是否合格，以及铆接力是否充足，可通过调节电压来改变电磁力。

在以上任何步骤的铆接环节出现不合格，应该除去该铆钉，对零件进行补铆。

本装置的结构设计，通过U型钳体，压电传感器和对正支杆的设计，可以实现铆接过程中单人操作，控制预压力和保持铆接对正等功能，使铆接效率，易操作性和铆接质量大大提升。使用本方法，能更方便对车架施加铆接，而且能提高铆接时的安全可靠性，改善加工环境，能给企业带来更大的经济效益。

为说明本方法性能和经济方面的优势，用试验比较铆接结构和螺栓结构各方面，结果显示：磁脉冲铆接结构较螺接结构，抗剪切性能提高了38.5％，而疲劳寿命高于螺接3.65倍以上。单纯从紧固件价格方面对比，可节省42％，而从紧固件重量和制孔去料重量方面对比，净减重量高达67％。

表1紧固件成本及重量对比结果(数量百计)

尽管已经结合实施例对本发明进行了详细地描述，但是本领域技术人员应当理解地是，本发明并非仅限于特定实施例，相反，在没有超出本申请精神和实质的各种修正，变形和替换都落入到本申请的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种卡车车架磁脉冲铆接装置，包括电磁铆接模块，其特征在于：

电磁铆接模块包括控制手柄(1)、缓冲系统(2)，枪体前筒(3)，主线圈(4)，驱动板(5)，放大器(6)，铆模(7)，压力传感器(11)，弹出式弹簧(12)，中间轴芯(13)，对正支杆(14)，加长杆(15)，顶铁(17)；

其中，控制手柄(1)上安装有主触发器(18)，枪体前筒(3)内部左端连接主线圈(4)，右边连接可沿着枪体前筒(3)滑移的驱动板(5),所述驱动板(5)通过放大器(6)和加长杆(15)与铆模(7)连接,枪体前筒(3)中心有穿过主线圈(4)和驱动板(5)中心的中间轴芯(13)；

中间轴芯(13)左端连接弹出式弹簧(12)和压力传感器(11)，通过中间轴芯(13)和枪体前筒(3)，驱动板(5)可实现相对的往复滑移运动，缓冲系统(2)右端连接压力传感器(11)，压力传感器(11)和弹出式弹簧(12)、中间轴芯(13)实现对驱动板(5)和放大器(6)运动的导向作用以及施加弹簧力；

压力传感器(11)通过电路和锁紧装置(21)相连，当压力传感器(11)测定预紧力达到预定值时，锁紧装置(21)自动锁死枪体外壳和导轨(19)的滑动；

给放大器(6)施加的弹簧力使铆模(7)能顶住铆钉杆，实现铆模(7)和铆钉(16)的自动配合；三个对正支杆(14)最右端组成的平面和枪体轴线总是保持正交；

驱动板(5)和放大器(6)固连在一起，放大器(6)右端通过螺纹连接加长杆(15)，加长杆(15)右端连接铆模(7)，实施铆接前，可以更换不同形式的铆模(7)，从而实现多种铆接形式的铆接；

U型钳体模块由U型钳体(10)和支撑杆(9)组成，其中支撑杆(9)的一端与U型钳体(10)固定，支撑杆(9)的另一端与顶铁(17)通过螺纹连接；底座模块包括直线导轨(19)，基座(20)和锁紧装置(21)，直线轨道(19)平铺在基座(20)上，并且通过一排螺栓固定两者的相对位置，锁紧装置(21)固连在枪体外壳前段，并且它位于直线轨道(19)上方，以方便锁死枪体和轨道的滑动。

2.根据权利要求1所述的卡车车架磁脉冲铆接装置，其特征在于：

缓冲系统(2)由橡胶垫、缓冲弹簧和阻尼器构成。

3.根据权利要求1所述的卡车车架磁脉冲铆接装置，其特征在于：

所述的铆模(7)和顶铁(17)采用Cr12钢材料制成，驱动板(5)材料为紫铜。

4.利用权利要求1所述的卡车车架磁脉冲铆接装置进行铆接的方式，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、更换成和铆钉相配合的铆模(7)和顶铁(17)，首先手持卡车车架磁脉冲铆接装置使顶铁(17)和铆钉头配合，然后推动控制手柄(1)使电磁铆接模块沿着直线导轨(19)运动；

步骤2、推动电磁铆接模块直到锁紧装置(21)自动锁紧后，扣动控制主触发器(18)，铆钉在电磁力的作用下瞬间成形完成铆接；

步骤3、手握控制手柄(1)拉动电磁铆接模块回到原来位置，为工人进行下一次铆接做准备；

步骤4、检查铆钉墩头的高度和直径是否合格，以及铆接力是否充足，可通过调节电压来改变电磁力。