[发明专利]多能场复合的无冲头式无铆连接装置及方法

说明书

本发明提供了一种多能场复合的无冲头式无铆连接装置及方法，包括：凹模，所述凹模内设置有一环形型腔，所述环形型腔下部的外环和内环设置有凹槽，所述凹模的中间设置有一锥形凸起，所述凹模的顶部设置有第一金属板材和第二金属板材；压边圈，所述压边圈呈环状设置在所述第二金属板材上方，所述压边圈内嵌设有呈环形的压边圈线圈。本发明所述的多能场复合的无冲头式无铆连接装置及方法，不需要使用冲头，通过将磁场、电场、塑性力学场有机统一，多场的共同作用，制造出具有四个焊点的两个环状机械锁结构，改善了微观组织，提高了无铆连接过程的材料流动，减小了无铆接头颈部的应力集中，显著提高接头的力学性能，可靠性高，效率较高，操作简单。

技术领域

本发明涉及板材连接技术领域，特别涉及一种多能场复合的无冲头式无铆连接装置及方法。

背景技术

近些年来，随着航空航天、交通运输、以及电子等领域的发展，轻量化的材料和轻量化的结构得到了广泛的重视，无铆连接作为一种不需要添加辅助连接件，可以有效连接轻量化的材料的连接工艺受到了越来越多的欢迎。

传统无铆连接工艺利用特制的冲头与下模，对相同或者不相同的材料进行冲压，使材料之间相互钩合，连接在一起，虽然无铆连接成本低，耗能低，不产生有害气体，但是在进行冲压的过程中，随着冲压次数的增多，冲头逐渐出现磨损现象，当冲头的磨损达到一定程度时，会严重影响加工接头的强度以及尺寸精度，而且当冲压力较大时，反复冲压，冲头容易出现断裂，这将会对无铆连接的制造产生十分不利的影响，除此之外，无铆连接结构强度不高，接头受力状态也不合理，接头颈部存在应力集中，可能存在拉裂缺陷。

发明内容

本发明提供了一种多能场复合的无冲头式无铆连接装置及方法，其目的是为了解决无铆连接需要使用冲头，冲头多次使用后会出现磨损，冲头磨损到一定的程度时，会对加工接头的强度和尺寸精度造成影响，无铆连接结构强度不高，接头受力状态不合理，接头颈部存在应力集中，存在拉裂缺陷的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种多能场复合的无冲头式无铆连接装置，包括：

凹模，所述凹模内设置有一环形型腔，所述环形型腔下部的外环和内环设置有凹槽，所述凹模的中间设置有一锥形凸起，所述凹模的顶部设置有第一金属板材和第二金属板材；

压边圈，所述压边圈呈环状设置在所述第二金属板材上方，所述压边圈内嵌设有呈环形的压边圈线圈；

上模，所述上模设置在所述凹模的上方，所述上模竖直方向移动，所述上模的下部设置为圆柱状，所述上模的下部的中心设置有一圆柱孔；

控制器，所述控制器设置在所述上模的顶部；

上模电磁模块，所述上模电磁模块集成在所述控制器的电路板上，所述上模电磁模块与所述控制器的第一端电连接，所述上模电磁模块包括多个上模电磁回路；

压边圈电磁回路，所述压边圈电磁回路集成在所述控制器的电路板上，所述压边圈电磁回路与所述控制器的第二端电连接。

其中，所述凹模包括：

第一下电极，所述第一下电极安装在所述凹模的第一侧的所述环形型腔的边缘处；

第二下电极，所述第二下电极安装在所述锥形凸起内的第一侧靠近所述环形型腔的边缘处；

第三下电极，所述第三下电极安装在所述锥形凸起内的第二侧靠近所述环形型腔的边缘处；

第四下电极，所述第四下电极安装在所述凹模的第二侧的所述环形型腔的边缘处；

第一变压器，所述第一变压器安装在所述凹模的第一侧，所述第一变压器的第一端与所述控制器的第三端电连接，所述第一变压器的第二端与所述第一下电极电连接，所述第一变压器的第三端与所述第二下电极电连接；