[实用新型]一种用于航天复合材料抽芯铆接的自动送钉装置

说明书

本实用新型公开了一种用于航天复合材料抽芯铆接的自动送钉装置，涉及航天航空工程应用技术领域，包括吹钉模块和插钉模块，所述吹钉模块包括一相对于铆枪枪头接钉孔中心轴线平行方向设置的可移动的吹钉管，所述吹钉管一侧开口可容纳抽芯铆钉，另一侧连接至压缩空气，所述插钉模块与所述吹钉模块邻近相对设置，包括一与所述吹钉管相对应的可接收所述抽芯铆钉的钉体和芯杆头部的腔体，所述腔体可相对于所述吹钉管中心轴线垂直方向移动。通过本实用新型的实施，可以自动高精度定位传送航空专用的抽芯铆钉给铆枪。

技术领域

本实用新型涉及航天航空工程应用技术领域，尤其涉及一种用于航天复合材料抽芯铆接的自动送钉装置。

背景技术

复合材料具有高比强度、高比模量、良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点，在现代航空航天结构件的装配已得到广泛应用。与金属结构相比，复合材料结构的连接是其薄弱环节，结构破坏的60％～80％发生在连接处。由于复合材料层间强度低，抗冲击能力差，普通铆接容易造成安装损伤。鉴于此，《HB 7709–2002飞机复合材料结构机械连接设计要求》中规定复合材料应优先选用双金属铆钉、拉铆型环槽铆钉和抽芯铆钉，以避免复合材料板受撞击和孔壁因钉杆的胀粗而受损。

因此，在自动化复合材料铆接装配中，抽芯铆接相比普通冲击铆接和伺服压铆更有优势。此外，抽芯铆钉的安装形式可以分为以下几大类型：

1、普通抽芯铆接。如图1a和1b所示，分别为普通抽芯铆钉未安装时和固定后的状态。该类型的抽芯铆钉是通过专用安装工具向外拉出芯杆1，使芯杆1的头部在进入钉体2时将钉体2盲端一侧胀粗形成铆成头完成铆接。普通抽芯铆接的连接过程更接近于普通铆钉铆接，铆成头一侧钉体2存在胀粗过程，因此钉体2不均匀胀粗同样会对复合材料钉孔造成不均匀径向挤压。

2、环圈压紧式抽芯铆接。该类抽芯铆钉包含环圈，铆接时钉套对孔壁不产生挤压作用。环圈压紧式抽芯铆接根据铆成头形成方式不同又可以分为两类：

(1)芯杆头挤压式。该类抽芯铆钉的安装是通过带螺纹的工具旋转芯杆，使环圈在芯杆头、钉套和夹层的综合作用下变形而形成铆成头。通过驱动芯杆在螺母内旋转带动芯杆头挤压环圈变形而形成铆成头。

(2)螺母挤压式。类似的，通过驱动芯杆旋转带动螺母挤压环圈变形而形成铆成头。

以上两类环圈压紧式抽芯铆接形式均通过环圈变形来增加铆成头与复合材料的受力接触面积，并且连接过程中钉体未产生胀粗变形，不会因为干涉量不均匀而造成复合材料脱层破坏。

综上所述，航天复合材料铆接选择环圈压紧式抽芯铆接效果更好。

国内外都有大量的自动送钉装置，但是针对航天复合材料用的抽芯铆钉鲜少公开，因为能够用于航天复合材料的抽芯铆钉只有美国CHERRY公司可以生产，而且也只能使用CHERRY公司生产的配套的铆枪。这种局限导致了设计此类送钉装置的复杂性。而且，常用的送钉装置几乎没有定位装置，然而由于航空专用的抽芯铆钉的高精度要求，航空专用的抽芯铆钉尾端直径与铆枪枪头接钉孔直径大小相差1mm以内，无精确定位则不能实现送钉。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于航天复合材料抽芯铆接的自动送钉装置，可以自动高精度定位传送航空专用的抽芯铆钉给铆枪。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是针对航天复合材料抽芯铆接如何自动高精度定位传送航空专用的抽芯铆钉给铆枪。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于航天复合材料抽芯铆接的自动送钉装置，包括吹钉模块和插钉模块，所述吹钉模块包括一相对于铆枪枪头接钉孔中心轴线平行方向设置的可移动的吹钉管，所述吹钉管一侧开口可容纳抽芯铆钉，另一侧连接至压缩空气，所述插钉模块与所述吹钉模块邻近相对设置，包括一与所述吹钉管相对应的可接收所述抽芯铆钉的钉体和芯杆头部的腔体，所述腔体可相对于所述吹钉管中心轴线垂直方向移动。