[发明专利]一种无头铆钉手持式电磁铆接装置及方法

说明书

本发明公开了一种无头铆钉手持式电磁铆接装置及方法。装置包括：正、反电磁铆枪，转接头，铆模，顶持弹簧，定位套和缓冲垫片。缓冲垫片为环状结构，尾部端面有四个凸起，间隔90°均匀分布。定位套一侧端面有四个凹槽，间隔90°均匀分布，与缓冲垫片凸起过盈配合。铆模为变阶柱状体，定位套内部凸环卡住铆模大端，铆模小端与转接头大端螺纹连接。顶持弹簧绕铆模安装在定位套与转接头之间，转接头与电磁铆枪螺纹连接。本发明将正电磁铆枪和反电磁铆枪并联或者串联接入同一系统中，实现了无头铆钉手工铆接两端同步施铆，提高了铆钉沿杆长变形及配合的均匀性，并提高了连接可靠性及疲劳性能。

技术领域

本发明属于航空航天制造领域，特别涉及一种无头铆钉手持式电磁铆接装置及方法。

背景技术

机械连接以其工艺简单、可靠性好、便于拆卸、传载大等优点在航空航天领域被广泛应用，其仍是现代飞机制造的主要连接形式，约占飞机结构连接的70％以上，且主要采用铆接和螺接形式。其中螺栓连接件的成本及孔的加工费用较高，而铆接具有工艺过程简单、连接强度稳定可靠、故障易于检查和排除、适用于各种结构复杂的金属与非金属材料连接等优点,因此在当前阶段，铆接仍然是飞机装配最主要的、无法取代的连接方法。

铆接的稳定性与可靠性对飞机运行的安全性至关重要。在大量的循环加载作用下，载荷在铆钉与壁板连接处产生应力集中现象是铆钉与壁板连接处形成裂纹的主要原因。而普通铆接也存在铆接变形不均匀、结构疲劳强度低、密封性能差等缺点，难以满足新型飞机的连接可靠性要求。无头铆钉干涉连接能够实现沿钉杆全长的均匀变形,在板件厚度方向形成较为均匀的配合,满足当代飞机对长服役寿命、高可靠性和高密封性的要求,已成为提高铆接质量及飞机装配连接结构抗疲劳性能、增强飞机机体结构疲劳寿命的关键技术。随着我国大飞机设计与制造技术的发展,无头铆钉连接技术也得到了推广应用，国外生产的军用飞机和民用飞机也已大量采用无头铆钉干涉连接技术。

飞机铆接技术主要包括自动钻铆技术、电磁铆接技术、机器人钻铆技术等，无头铆钉因结构的特殊性和铆接过程的复杂性,铆接过程中要求铆钉两端同时施铆，为达到设计技术要求，一般使用自动钻铆设备或电磁铆接设备进行安装,以实现飞机壁板稳定、高质量的装配连接。国内关于无头铆钉干涉连接的研究起步较晚，我国无头铆钉连接技术相对薄弱，且由于我国自动钻铆技术没有型号需求的牵引，缺乏动力，研制工作缓慢，导致目前国内民用飞机无头铆钉连接主要采用国外的技术成果,在实际生产环节对国外铆钉材料、装配连接技术、铆接设备和技术规范的依赖性较强，铆接少数无头铆钉成本较高。为了避免依赖国外自动钻铆技术，降低无头铆钉铆接成本，专利号为201610527190.1的发明公开了一种无头铆钉双侧磁脉冲铆接装置，该发明无头铆钉电磁铆接装置利用一个线圈放电，将通过两对楔块机构将驱动片的竖直方向运动转化为铆模的水平方向运动，在横楔块上设置弹簧复位机构,能够通过旋转手轮调节两个铆模的间距，以适应不同长度的铆钉，其结构简单，成本较低。然而，该装置因为结构的限制，仅可实现对小型结构的铆接，在大尺寸结构的铆接及飞机复杂结构铆接中应用困难。为了解决现有手持式电磁铆接设备无法控制无头铆接两端外伸量的问题，专利号为201210007818.7的发明则公开了一种无头铆钉定位装置和利用这种无头铆钉定位装置控制无头铆钉两端外伸量的方法。该发明的无头铆钉定位装置包括铆枪、铆模和爪，三个爪以120度角均匀分部并固定在铆枪外壳上，通过上、下铆模与三个爪的配合，控制无头铆钉两端的外伸量。然而，由于三爪式的结构具有一定宽度和体积，需占用一定空间，对于空间较小的待铆接结构，该装置无法抵达铆接部位，其应用范围具有一定局限性。此外，由于该装置两把电磁铆枪分别放电，存在放电时间误差，难以实现对无头铆钉两端的同步铆接，影响铆接质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了解决现有无头铆钉自动化铆接成本高，手持式电磁铆接同步性差等问题，以及中、大型设备无法顺利实现小空间结构处铆钉安装的难题，本发明涉及一种无头铆钉手持式电磁铆接装置及方法。

本发明的技术方案是：一种无头铆钉手持式电磁铆接装置，包括正电磁铆枪、两个转接头、两个铆模、两个定位套、两个缓冲垫片、两个顶持弹簧和反电磁铆枪；