[实用新型]一种飞机气动铆接过程验证装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空航天运用气动铆接装配制造领域，是一种气动冲击铆接关键信号参数采集和数据处理装置。

背景技术

在装配制造领域，机械连接是重要的组成部分，是将零散零件集成为多功用装备和系统的必要方法。为了保证零件装配成系统后具有高强度、长寿命，必须对于连接工艺进行研究。铆接作为机械连接的主要方式，具有低风阻系数、性能稳定、长寿命、良好密封性等优点而被广泛采用，尤其是航空航天领域。

目前，为了保证铆接质量的一致性，国外研发了自动钻铆设备，采用压铆的方式，但是由于其只能用于开敞部位和法向检测不准确等问题，使用受到很大限制，多用于开敞性良好的部位连接。因此，开敞性差的连接部位，只能采用气动铆接。气动铆枪机构简单、且结实轻便，目前国内气动铆接自动化水平较低，主要以人工手持铆枪铆接为主，铆接质量一致性不高。导致铆接质量分散性大的原因主要是铆接力大小、铆枪轴线与铆钉轴线的位移偏差和角度偏斜。如何快速、高效、准确的获取铆接位移偏差和角度偏斜对于铆接质量的影响，从而确定铆接合格的位移和角度偏差的合理范围成为核心问题。目前，所有的检测手段都是根据铆接之后的对于铆接变形后的铆钉进行，很难建立器铆接人员对于铆接合格时关键参数范围的感性意识，对于铆接人员的后续改进指导也没有太多实质性指导意义。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种飞机气动铆接过程模拟和验证装置，可以模拟不同位移偏差和角度偏斜对于铆接质量的影响，同时获取不同直径和不同材料铆钉的合格的位移和角度偏差范围。最后根据传感器系统采集数据对于铆接偏差的准确性进行验证。

实用新型内容

针对现有设备在铆接偏差对铆接质量影响、铆接合格时偏差范围获取方面的空白，本实用新型提供了飞机气动铆接过程模拟和验证装置，并以期通过此工装对于气动铆接冲击力大小、频率、角度偏斜三个重要参数进行测量，从而完成对于气动铆接过程的科学反映。

本实用新型公开了一种飞机气动铆接过程验证装置，包括底座、前支架、中间支架、后支架、铆枪进给传动机构、铆枪夹紧装置、位置调整装置、传感器系统、顶铁和铆接板、铆钉、数据处理系统。

进一步地，前支架上安装步进电机与丝杆相连，可以通过电机驱动实现丝杆的正反转动。

进一步地，所述铆枪夹紧装置，装置的三爪卡盘固定在移动平台上，移动平台与丝杆形成螺旋副，与导杆形成移动副；通过丝杆的定轴转动驱动移动平台沿着铆枪轴线方向移动，从而控制铆枪的进给控制。

进一步地，所述传感器系统包括一个三轴力学传感器位于顶铁的几何中心，与顶铁通过螺纹连接，用于直接检测顶铁传递的x、y、z三轴冲击力。

进一步地，所述传感器系统包括四个加速度传感器在以顶铁几何中心为圆心的圆周上均匀布置，分别位于三轴力传感器的坐标轴上，通过粘结方式进行定位，用于直接检测顶铁传递的z轴方向的冲击力，以反应铆接力出现偏斜角度的大小。

进一步地，后支架与三轴力传感器相连接，用于轴向固定，同时与位置调整装置相连接，用于顶铁的预定位置调整。

进一步地，所述位置调节装置用于横向的位移和角度的偏置，位置调整装置中的横向移动平台与横移电机的输出轴通过单线螺纹连接，螺纹升角小于3.5°；通过横移电机的定轴转动实现横移平台的横向移动，模拟位置偏移铆接工况；同时横移平台与外壳相连接。

进一步地，角度调整平台包括蜗轮蜗杆机构和转角电机组成，其中蜗轮与移动平台形成转动副，可以进行定轴回转；蜗轮上表面与后支架通过螺纹紧固件连接，保证不会出现相对位移；蜗杆与外壳形成转动副，可以绕着外壳上孔口定轴转动，同时与蜗轮啮合连接，驱动蜗杆转动；蜗杆采用单头蜗杆，用于蜗轮蜗杆机构的自锁。

进一步地，所述的导向装置采用轴孔配合，轴向定心精度高，传动装置采用螺纹传动，传动精度高同时保证自锁；导向轴与传动丝杆采用等腰直角三角形布置，增强系统刚度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1.通过控制位置调整平台，集成了铆接位置偏移和角度偏斜铆接工况的模拟，偏移的位置和角度具有连续性，模拟工况覆盖范围广。

2.设备角度偏差模拟和位置偏移模拟可以独立进行，可以检测单一角度偏斜或者位移偏差对于铆接质量的影响，以及每个因素影响的系数。

3.设备可以通过设定连续的角度偏斜和位移偏差来确定不同直径和不同材料铆钉连接，铆接合格时允许的偏差范围。