[发明专利]一种电磁成形用双层线圈及其制作方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁成形用双层线圈，还涉及该双层线圈的制作方法。

背景技术

电磁成形技术主要应用在航空航天领域，电磁成形整体设备包括电磁成形储能系统和外部电磁力发生装置两大部分，电磁铆接就是电磁成形技术的一种具体应用。在电磁成形设备中，线圈是最为核心的元器件，是电能转化为磁场能进而转化为机械能的关键，直接影响电磁成形力的输出。

电磁成形力与线圈的电流和匝数密切相关，通过线圈的电流越大，成形力就越大，因此在设计线圈时需使电流和匝数都尽可能的高，这样才能保证足够的电磁成形力。此外，线圈在工作时要承受几万安的冲击电流，结构上也要承受由成形力带来的冲击载荷的反作用力，因此线圈还需要有较好的绝缘性和机械强度。此外，线圈在通过大电流时还要保证其接头接触稳定。

现有技术中可参见中国发明专利公开号为CN101521077A的一种电磁铆枪用放电线圈及其制作方法。该线圈包括支撑板、绝缘板、压紧螺栓、芯管、绝缘层、外壳、铜带、隔板、玻璃纤维布以及沉头螺母。该线圈的主要缺点在于：只使用单层线圈产生的磁场密度有限，在电磁铆枪设备尺寸受限的情况下，成形力比较小，成形实现较大直径铆钉困难。此外，该线圈还存在以下不足：外壳与支撑板分离以绝缘树脂连接，而绝缘树脂的强度并不高，使线圈的整体强度受到影响；沉头螺母固定在外壳侧面与电源线连接，会与铆枪内壁发生干涉，在一定程度上增加铆枪的尺寸；芯管与铜带、铜带与沉头螺母使用焊接连接，在通过大电流时其焊接接点电阻大发热较大，影响线圈的绝缘性和寿命；铜带绝缘采用厚度较厚的玻璃纤维布，这降低了缠绕密度和匝数。

发明内容

为了克服上述现有技术中线圈存在的主要缺点，本发明提供了一种电磁成形用双层线圈及其制作方法，利用双层线圈通电后产生的两个磁场叠加来提高电磁成形力，不仅提高了线圈的绝缘性和机械强度，延长了线圈工作寿命，而且实现了对大直径铆钉和难成形材料铆钉的电磁铆接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁成形用双层线圈，包括一呈圆筒状的壳体，所述壳体正面设有一用于放置线圈的呈圆形状的凹槽，所述凹槽内上至下依次设置有一上层线圈和下层线圈，所述凹槽内靠近壳体边缘两侧开设有一呈矩形状的通孔，所述凹槽的中部设有一用于放置中间接头的阶梯盲孔，所述中间接头与所述阶梯盲孔相配合，所述阶梯盲孔两侧旁对称设有一呈矩形状的第一盲孔；所述壳体背面设置有与所述第一盲孔相对应的第二盲孔，并且所述第二盲孔设有一倾斜侧面，所述第一盲孔和所述第二盲孔经一第一螺纹孔相连通；所述上层线圈和下层线圈分别经两条绝缘处理后的铜线按相反方向缠绕呈饼状设置于所述凹槽内，所述上层线圈和下层线圈的起始端与所述中间接头相连，所述上层线圈和下层线圈的输出端穿过所述通孔后分别设置于所述第二盲孔内与一电源线电连接。

进一步的，所述电源线固定于壳体背面，所述第一盲孔内分别预埋有一螺母，所述第二盲孔内分别设有一用于固定所述上层线圈和下层线圈的输出端的楔块，所述楔块分别经一螺钉穿过所述第一螺纹孔与所述螺母紧固连接。

进一步的，所述中间接头包括一异形接头，所述异形接头的上部形状为沿轴线切开的半圆柱，且所述半圆柱的一侧从上至下设有与所述半圆柱对称的上半圆压块和下半圆压块；所述异形接头的下部形状为呈阶梯状的圆柱，所述圆柱与阶梯盲孔相配合连接；所述上层线圈和下层线圈的起始端分别经一上固定螺钉和一下固定螺钉与所述上半圆压块和下半圆压块固定连接。

进一步的，所述上半圆压块和下半圆压块上分别设置有用于所述上固定螺钉和一下固定螺钉穿过的梯形孔，所述半圆柱上从上至下对应设置有两个第三螺纹孔，所述上层线圈和下层线圈的起始端分别经所述上固定螺钉和一下固定螺钉依次穿过所述梯形孔和第三螺纹孔与所述异形接头相连接。

进一步的，所述上层线圈和下层线圈之间设置有一第一隔离板；所述下层线圈与所述螺母上表面之间分别设置有第二隔离板；所述壳体顶部还设有一第三隔离板；所述线圈和壳体之间空隙处还填充有绝缘材料。

进一步的，所述铜线的截面呈矩形，并且其表面上沿长度方向缠绕聚酰亚胺胶带，所述铜线的起始端处分别设置有与所述上固定螺钉和一下固定螺钉相配合的第四螺纹孔。

进一步的，所述壳体经一体加工成型。

本发明还包括基于上述所述电磁成形用双层线圈的制作方法，包括以下步骤：

步骤S1：在铜线的起始端处预钻设有第四螺纹孔并打磨去除氧化层，在铜线需要绝缘的表面缠绕聚酰亚胺胶带，并最终矫直；