CN108580782A - 一种新型轻量化电磁自冲铆枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型轻量化电磁自冲铆枪，所述线圈载体固定安装在固定板的底部，所述橡胶缓冲垫固定安装在固定板上，所述缓冲块固定安装在橡胶缓冲垫上，所述弹簧下压块固定安装在固定板上，所述导向筒固定安装在弹簧下压块上，所述连接座固定安装在导向筒的上部，在线圈载体的下部开设有呈阶梯状排布的环槽，所述线圈呈与环槽相对应的环形，线圈分别固定安装在环槽内，该线圈相互电连接，在所述固定板和线圈载体上开设有导向孔，本发明优点是：结构简化，降低制造成本，提高了电流的频率和大小，成形力增大，减震效果明显，显著降低了后坐力，很好地保证了工件铆接的一致性，适用于工件自动化连接的流水线。

Description

一种新型轻量化电磁自冲铆枪

技术领域

本发明涉及铆接设备的技术领域，更具体地说是涉及电磁铆接设备的技术领域。

背景技术

随着汽车制造业在我国的蓬勃发展，新能源汽车的车身连接技术面临着各种各样的挑战，尤其是异种材料与金属材料的连接。电磁自冲铆接技术是一种无须预先打孔且特别适用于异种材料的板材连接技术。凭借着在铆接难成形材料及复合材料方面，具有传统铆接以及传统自冲铆接无法取代的优势，电磁自冲铆接在汽车制造领域具有广阔的应用前景。目前，我国仅仅研制一些固定式、手提式电磁铆枪，对手提式电磁自冲铆枪鲜有研究。并且这些电磁铆枪所使用的螺线圈存在感抗过大、放电电流小等缺陷。如专利申请CN105903884A，这会导致成形力小，且散热性不好。此外现有设备都存在着铆接质量一致性差,劳动强度大、铆接系统结构复杂、生产成本高、适用对象仅为一些结构简单工件的连接以及后坐力对操作人员的伤害大的缺陷与弊端，在工程实际应用中受到了很大的限制。同时，如专利CN101817056A手持式电磁自冲铆枪，存在不易于控制、铆接后坐力不能抵消使得铆枪难以操作等问题。因此，研发一款结构简单、成形力大的新型轻量化电磁自冲铆枪对于电磁自冲铆接技术的推广应用是迫在眉睫的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述之不足而提供一种结构简单，可有效提高线圈电流的频率和大小，成形力大，后坐力小，铆接工艺操作灵活，可减小材料铆接作业强度，且成本较低，对于电磁铆接技术的发展有着一定的借鉴与指导意义的新型轻量化电磁自冲铆枪。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

一种新型轻量化电磁自冲铆枪，它包括有冲头、放大器、驱动片载体、驱动片、外壳、线圈、线圈载体、橡胶缓冲垫、固定板、导向杆套筒、缓冲块、导向杆、弹簧上压块、连接座、复位弹簧、导向筒、弹簧下压块和电磁设备，所述线圈载体固定安装在固定板的底部，所述橡胶缓冲垫固定安装在固定板上，所述缓冲块固定安装在橡胶缓冲垫上，所述弹簧下压块固定安装在固定板上，所述导向筒固定安装在弹簧下压块上，所述连接座固定安装在导向筒的上部，在线圈载体的下部开设有呈阶梯状排布的环槽，所述线圈呈与环槽相对应的环形，线圈分别固定安装在环槽内，该线圈相互电连接， 在所述固定板和线圈载体上开设有导向孔，所述导向杆套筒固定套置在导向杆外侧，并活动插置在导向孔内，所述导向杆的上部活动插置在导向筒内，所述弹簧上压块固定安装在导向杆的上端部，所述复位弹簧套置在导向杆外侧，复位弹簧的上端部抵靠在弹簧上压块上，复位弹簧的下端部抵靠在弹簧下压块上，所述导向杆的下端部与放大器固定连接，所述驱动片载体固定套置在导向杆套筒外侧，并与放大器固定连接，该驱动片载体呈塔状，所述驱动片分别固定安装在驱动片载体上，该驱动片分别呈与线圈相对应的环形，并与线圈相贴合，所述冲头固定安装在放大器的底部，所述外壳固定罩置在固定板和线圈载体的外侧部，所述电磁设备由升压器、整流器、电容和开关构成，所述开关由工作开关和充电开关构成，所述升压器的次级线圈与整流器、电容和充电开关串联电连接，所述线圈与电容并联电连接，所述工作开关串联在线圈的并联支路中。

它还包括有连接件和接线头，所述相邻的线圈通过连接件电连接，所述接线头分别固定安装在最上层和最下层的线圈上，并分别与最上层和最下层的线圈电连接，该接线头与电磁设备的电容电连接，在所述线圈载体、固定板、橡胶缓冲垫和缓冲块上分别开设有与接线头相对应的接线头孔，在线圈载体上开设有与连接件相对应的凹槽。

所述驱动片载体由环形载板构成，所述环形载板固定叠置在一起，环形载板由下至上直径依次减小，该环形载板固定套置在导向杆套筒外侧，所述驱动片固定安装在环形载板上，该驱动片为驱动线圈。

它还包括有压紧螺钉，在导向杆的上端部开设有螺纹孔，在弹簧上压块上开设有通孔，所述压紧螺钉穿置在弹簧上压块的通孔内，并旋置在导向杆的螺纹孔内。

所述放大器的下部呈锥状。

所述连接座的上部设置呈法兰盘，下部设置呈筒体，连接座通过其筒体固定套置在导向筒上。

所述缓冲块采用45号钢材料，所述连接件采用锆铜材料。

它还包括有凹模，所述凹模位于冲头下方，并与冲头相对应。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本新型轻量化电磁自冲铆枪实现了在保证铆钉铆接能力的前提下,减小了铆枪的体积和重量，使其结构得到了简化，有效降低了制造成本。

2、本新型轻量化电磁自冲铆枪的线圈为环形，并采用塔状形式布置，相对于传统螺线圈，大大减小了感抗，有效提高了电流的频率和大小，成形力增大，散热性好。

3、不同于传统铆枪采用弹簧的缓冲结构，本新型轻量化电磁自冲铆枪采用缓冲块和橡胶缓冲垫作为缓冲结构，空间长度大大减小，且减震效果明显，显著降低了工作过程中铆枪产生的后坐力。

4、本新型轻量化电磁自冲铆枪在工程实际应用时，可通过连接座将本铆枪与机械臂进行连接，实现半自动化控制，从而减小了人工作业的强度，很好地保证了工件铆接的一致性，且较全自动化控制成本低，适用于工件自动化连接的流水线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明线圈、接线头、连接件的结构示意图；

图3为本发明线圈载体的结构示意图；

图4为本发明单砸驱动片的结构示意图；

图5为本发明驱动片载体的结构示意图；

图6为本发明导向杆的结构示意图；

图7为本发明橡胶缓冲垫的结构示意图；

图8为本发明缓冲块的结构示意图；

图9为本发明放大器的结构示意图；

图10为本发明连接座的结构示意图；

图11为本发明固定板的结构示意图；

图12为本发明弹簧下压块的结构示意图；

图13为本发明导向筒的结构示意图。

具体实施方式

由图1所示，一种新型轻量化电磁自冲铆枪，它包括有冲头1、放大器5、驱动片载体37、驱动片7、外壳8、线圈9、线圈载体10、橡胶缓冲垫11、固定板12、导向杆套筒13、缓冲块14、导向杆15、弹簧上压块16、连接座18、复位弹簧19、导向筒20、弹簧下压块21、电磁设备28、连接件29、接线头22、压紧螺钉17和凹模3，所述线圈载体10固定安装在固定板12的底部，所述橡胶缓冲垫11固定安装在固定板12上，所述缓冲块14固定安装在橡胶缓冲垫11上，该缓冲块14可采用45号钢材料。由图12所示，所述弹簧下压块21固定安装在固定板12上，由图13所示，所述导向筒20固定安装在弹簧下压块21上，所述连接座18固定安装在导向筒20的上部，并可按如下方式进行安装：由图10所示，所述连接座18的上部设置呈法兰盘，下部设置呈筒体，连接座18通过其筒体固定套置在导向筒20上。在线圈载体10的下部开设有呈阶梯状排布的环槽31，所述线圈9呈与环槽31相对应的环形，线圈9分别固定安装在环槽31内，该线圈9相互电连接，线圈9采用上述塔状的布置形式相对于传统螺线圈，感抗减小，可有效提高电流的大小和频率，散热性能更加完善。在所述固定板12和线圈载体10上开设有导向孔32，所述导向杆套筒13固定套置在导向杆15的外侧，并活动插置在导向孔32内。由图1和图6所示，所述导向杆15的上部活动插置在导向筒20内，所述弹簧上压块16固定安装在导向杆15的上端部，并可按如下方式进行安装：在导向杆15的上端部开设有螺纹孔，在弹簧上压块16上开设有通孔，所述压紧螺钉17穿置在弹簧上压块16的通孔内，并旋置在导向杆15的螺纹孔内。所述复位弹簧19套置在导向杆15外侧，复位弹簧19的上端部抵靠在弹簧上压块16上，复位弹簧19的下端部抵靠在弹簧下压块21上，所述导向杆15的下端部与放大器5固定连接，所述驱动片载体37固定套置在导向杆套筒13外侧，并与放大器5固定连接，由图5所示，该驱动片载体37呈塔状，所述驱动片7分别固定安装在驱动片载体37上，由图4所示，该驱动片7分别呈与线圈9相对应的环形，并与线圈9相贴合，所述驱动片载体37由环形载板6构成，所述环形载板6可通过螺栓38连接或焊接等方式固定叠置在一起，环形载板6由下至上直径依次减小，该环形载板6固定套置在导向杆套筒13外侧，所述驱动片7固定安装在环形载板6上，该驱动片7为驱动线圈。所述冲头1固定安装在放大器5的底部，由图9所示，放大器5的下部呈锥状。所述凹模3位于冲头1下方，并与冲头1相对应。所述外壳8固定罩置在固定板12和线圈载体10的外侧部。所述电磁设备28由升压器24、整流器25、电容26和开关27构成，所述开关27由工作开关33和充电开关34构成，所述升压器24的次级线圈与整流器25、电容26和充电开关34串联电连接，所述线圈9与电容26并联电连接，所述工作开关33串联在线圈9的并联支路中。相邻的线圈9之间、线圈9与电容26的具体连接方式如下：由图2所示，所述相邻的线圈9通过连接件29电连接，该连接件29采用锆铜材料。所述接线头22分别固定安装在最上层和最下层的线圈9上，并分别与最上层和最下层的线圈9电连接，该接线头22与电磁设备28的电容26电连接，由图3、图7、图8和图11所示，在所述线圈载体10、固定板12、橡胶缓冲垫11和缓冲块14上分别开设有与接线头22相对应的接线头孔30，在线圈载体10上开设有与连接件29相对应的凹槽36。

本新型轻量化电磁自冲铆枪的铆接工作过程如下:

（1）通过连接座18将本新型轻量化电磁自冲铆枪固定安装在机械臂上，控制机械臂调节本新型轻量化电磁自冲铆枪的位置，将需要铆接的工件4置于凹模3与铆钉2之间，并对心压紧，保证冲头1、铆钉2、铆接工件4以及凹模3在同一轴线上。

（2）将电磁设备28升压器24的初级线圈与电源23电连接，断开工作开关33，接通充电开关34，电源23通过升压器24升压并通过整流器25整流后为电容27充电，充电完成后，接通工作开关33，断开充电开关34，完成电磁设备28的放电过程。放电过程中，脉冲电流通过接线头22传入线圈9中，线圈9周围产生脉冲强磁场，而该磁场又在与线圈9耦合的驱动片7中激发出感应电流，进而使得驱动片7产生感生涡流磁场，两磁场产生强大的斥力推动驱动片7、驱动片载体37、导向杆15、放大器5和冲头1等固接的整体向下运动并压缩复位弹簧19，通过冲头1作用在铆钉2上，在短时间内完成对工件4的铆接。

（3） 在驱动片7向下运动的同时，线圈9由于涡流斥力的作用向上运动，运动过程中大部分后坐力被缓冲块14和橡胶缓冲垫11所吸收。

（4） 放电结束后，在被压缩的复位弹簧19的作用下，驱动片7做恢复运动，直至恢复到初始位置，取下已经被铆钉2铆接完成的工件4，完成工件4的铆接。

Claims (8)

1.一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：它包括有冲头、放大器、驱动片载体、驱动片、外壳、线圈、线圈载体、橡胶缓冲垫、固定板、导向杆套筒、缓冲块、导向杆、弹簧上压块、连接座、复位弹簧、导向筒、弹簧下压块和电磁设备，所述线圈载体固定安装在固定板的底部，所述橡胶缓冲垫固定安装在固定板上，所述缓冲块固定安装在橡胶缓冲垫上，所述弹簧下压块固定安装在固定板上，所述导向筒固定安装在弹簧下压块上，所述连接座固定安装在导向筒的上部，在线圈载体的下部开设有呈阶梯状排布的环槽，所述线圈呈与环槽相对应的环形，线圈分别固定安装在环槽内，该线圈相互电连接， 在所述固定板和线圈载体上开设有导向孔，所述导向杆套筒固定套置在导向杆外侧，并活动插置在导向孔内，所述导向杆的上部活动插置在导向筒内，所述弹簧上压块固定安装在导向杆的上端部，所述复位弹簧套置在导向杆外侧，复位弹簧的上端部抵靠在弹簧上压块上，复位弹簧的下端部抵靠在弹簧下压块上，所述导向杆的下端部与放大器固定连接，所述驱动片载体固定套置在导向杆套筒外侧，并与放大器固定连接，该驱动片载体呈塔状，所述驱动片分别固定安装在驱动片载体上，该驱动片分别呈与线圈相对应的环形，并与线圈相贴合，所述冲头固定安装在放大器的底部，所述外壳固定罩置在固定板和线圈载体的外侧部，所述电磁设备由升压器、整流器、电容和开关构成，所述开关由工作开关和充电开关构成，所述升压器的次级线圈与整流器、电容和充电开关串联电连接，所述线圈与电容并联电连接，所述工作开关串联在线圈的并联支路中。

2.根据权利要求1所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：它还包括有连接件和接线头，所述相邻的线圈通过连接件电连接，所述接线头分别固定安装在最上层和最下层的线圈上，并分别与最上层和最下层的线圈电连接，该接线头与电磁设备的电容电连接，在所述线圈载体、固定板、橡胶缓冲垫和缓冲块上分别开设有与接线头相对应的接线头孔，在线圈载体上开设有与连接件相对应的凹槽。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：所述驱动片载体由环形载板构成，所述环形载板固定叠置在一起，环形载板由下至上直径依次减小，该环形载板固定套置在导向杆套筒外侧，所述驱动片固定安装在环形载板上，该驱动片为驱动线圈。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：它还包括有压紧螺钉，在导向杆的上端部开设有螺纹孔，在弹簧上压块上开设有通孔，所述压紧螺钉穿置在弹簧上压块的通孔内，并旋置在导向杆的螺纹孔内。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：所述放大器的下部呈锥状。

6.根据权利要求1或2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：所述连接座的上部设置呈法兰盘，下部设置呈筒体，连接座通过其筒体固定套置在导向筒上。

7.根据权利要求2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：所述缓冲块采用45号钢材料，所述连接件采用锆铜材料。

8.根据权利要求1或2所述的一种新型轻量化电磁自冲铆枪，其特征在于：它还包括有凹模，所述凹模位于冲头下方，并与冲头相对应。