專利名稱：一種輕合金鉚接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種輕合金鉚接裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種鉚接技術(shù)，尤其是一種輕合金鉚接裝置。
背景技術(shù)：
[0002]鉚接是一種古老的連接方法，早在千年前就有應(yīng)用，由于其具有連接可靠、連接過程無冶金變化(與焊接相比)等優(yōu)點，目前在許多行業(yè)仍然具有不可或缺的地位，如飛機、鐵道車輛、汽車等。一般而言，鉚接實質(zhì)上是鉚釘在鉚頭(也稱鉚桿)的作用下產(chǎn)生塑性變形、形成鉚接接頭，從而實現(xiàn)機械連接。從鉚釘產(chǎn)生塑性變形的溫度不同，鉚接可以分為冷鉚和熱鉚。冷鉚在常溫下操作，鉚釘在常溫下產(chǎn)生塑性變形；熱鉚需要加熱，鉚釘在熱態(tài)(高溫下)下產(chǎn)生塑性變形。[0003]輕合金作為重要的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有輕質(zhì)、比性能高、成形加工性能好、易于回收利用等特點，在汽車、3C產(chǎn)品、航空航天以及兵器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。作為一種結(jié)構(gòu)材料，輕合金采用鉚接進行連接是所屬領(lǐng)域技術(shù)人員慣用的手法，而且經(jīng)常需要使用同質(zhì)材料的鉚釘。但是實踐發(fā)現(xiàn)，對于一些常溫塑性較差的輕合金鉚釘(如鎂合金、鑄態(tài)鋁合金等)而言，在常溫下使用常規(guī)的鉚接方法(如錘擊、沖/壓鉚等)難以產(chǎn)生滿意的變形，從而難以獲得力學(xué)性能良好的鉚接接頭，甚至連可以用于許多難鉚材料的碾壓鉚接在常溫下也難以獲得滿意的鉚接接頭。以鎂合金為例，鎂具有密排六方的晶體結(jié)構(gòu)，在室溫下通常只有五個滑移系，包括三個幾何滑移系和兩個獨立滑移系，由于滑移系相對較少，其室溫塑性較低，塑性變形性能差，所以在常溫下實施鉚接變形難以成功，易于出現(xiàn)壓裂等缺陷。眾所周知，當溫度升高至200 400° C時，鎂的外加滑移系得到增加，塑性變形能力大大增力口，可以順利的實施塑性變形加工。因此，對于鎂合金鉚釘?shù)你T接，需要對鉚釘進行加熱后實施，即需要熱鉚。同樣，對于其它室溫下塑性較差的輕合金鉚釘(如鑄態(tài)鋁合金鉚釘)也有類似的情況，需要實施熱鉚才能獲得滿意的鉚接接頭。[0004]傳統(tǒng)的熱鉚工藝，一般是先將鉚釘通過加熱爐或者其它加熱設(shè)備整體加熱，然后將熱態(tài)鉚釘放至所需位置，再進行鉚接變形加工。這種工藝存在以下問題:[0005]1、鉚釘整體加熱是不必要的。一般而言，鉚接時，鉚釘?shù)囊欢嘶騼啥水a(chǎn)生墩粗變形，使墩粗變形部位的直徑大于鉚釘所穿過的鉚孔并具有一定的承載能力，而鉚釘?shù)闹虚g部位并不需要變形，即在熱鉚時不需要被加熱。因此對鉚釘進行整體加熱其實是不必要的，在一定意義上也是一種能源浪費。[0006]2、鉚釘加熱和鉚接變形加工兩個步驟分離，在兩個工步之間存在一個鉚釘轉(zhuǎn)移和放置工步，這就會導(dǎo)致以下問題:第一、鉚釘在轉(zhuǎn)移放置過程中散熱降溫，而且散熱降溫程度易于受到環(huán)境、操作者等因素的影響，導(dǎo)致在批量生產(chǎn)中鉚釘?shù)膶嶋H變形溫度波動較大，鉚接接頭質(zhì)量控制難度增大，尤其是當鉚釘尺寸較小的時候，其工藝控制難度更大；第二、同樣由于鉚釘在轉(zhuǎn)移放置過程中散熱降溫，要求加熱工步的工藝溫度會高于鉚接變形所需的溫度，造成鉚釘在高溫下存在的時間較長，這對于絕大多數(shù)輕合金鉚釘而言非常不利，因為會導(dǎo)致鉚釘在高溫下產(chǎn)生過熱、過燒或氧化而使組織和性能惡化，尤其對于鎂合金這樣化學(xué)性質(zhì)活潑的輕合金鉚釘，還易于產(chǎn)生惡性氧化、甚至燃燒；第三、工步多，鉚接的生產(chǎn)效率不高。[0007]3、在某些場合無法使用，例如:有許多工件把鉚釘和零件做一體化設(shè)計，即把鉚釘設(shè)計成零件上的凸臺或凸柱形式，與零件一同成形或加工，對于該類構(gòu)件，傳統(tǒng)熱鉚工藝就難以勝任了，因為需要變形的只是鉚釘部分，即只需對作為鉚釘?shù)耐古_或凸柱進行加熱，而無需或無法為了加熱鉚釘部分而對整個工件加熱。[0008]為了解決上述問題，一種輕合金熱鉚工藝專利(CN101486065A)采用了如下技術(shù)方案:在鉚接機的鉚頭周圍加裝一個感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈能與鉚頭同步上下移動；所述感應(yīng)線圈在高頻感應(yīng)電源、紅外測溫儀和溫控器的共同作用下實現(xiàn)鉚頭加熱和保溫；將待鉚接的零件準確定位和固定在鉚接機上，再將輕合金鉚釘放置于零件的待鉚部位，并使鉚釘?shù)闹休S線與鉚接機主軸的中軸線保持一致；啟動感應(yīng)線圈對鉚頭加熱保溫，使鉚頭的溫度保持在高于鉚釘塑性變形溫度以上；將被加熱并保溫的鉚頭與鉚釘需要變形的部位接觸，使鉚釘局部受熱至所需要的塑性變形溫度；鉚接機運轉(zhuǎn)并對鉚釘施加外力，使鉚釘受熱的局部產(chǎn)生變形，形成鉚接接頭。[0009]該專利實現(xiàn)了難鉚輕合金鉚釘?shù)臒徙T；并只需對鉚釘局部加熱，無需對鉚釘整體加熱。但該專利的技術(shù)方案還存在如下問題:[0010]I)固定投入較大:感應(yīng)電源及其控制系統(tǒng)的一次性投入大約在5 10萬元，相對目前的專用數(shù)控旋鉚機15萬左右的購置價格而言，升級改造的成本偏高。[0011]2)安全隱患:感應(yīng)加熱設(shè)備的工作電流為高頻大電流，與鉚機聯(lián)機使用中存在一定的用電安全隱患。[0012]3)技術(shù)方案及設(shè)備復(fù)雜:感應(yīng)加熱設(shè)備包括電源、操作和控制系統(tǒng)等，技術(shù)方案及裝置較為復(fù)雜，維護難度及成本較高。實用新型內(nèi)容[0013]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種成本更低廉，結(jié)構(gòu)更簡單，能夠用于常溫塑性差的難鉚輕合金，方便快捷實現(xiàn)鉚釘局部加熱鉚接的輕合金鉚接裝置結(jié)構(gòu)。[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型中采用了如下的技術(shù)方案:[0015]一種輕合金鉚接裝置結(jié)構(gòu)，包括鉚接機，其特征在于，還包括一火焰燃燒器和一紅外測溫儀，所述火焰燃燒器和紅外測溫儀均通過支撐連接件固定在鉚接機上，所述火焰燃燒器的噴火端正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于對鉚頭加熱，所述紅外測溫儀正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于檢測鉚頭溫度。[0016]本實用新型使用時，先將待鉚接的零件準確定位和固定在鉚接機上，再將輕合金鉚釘放置于零件的待鉚部位，并使鉚釘?shù)闹休S線與鉚接機的主軸軸心保持一致；再啟動火焰燃燒器對鉚頭加熱到高于鉚釘塑性變形溫度以上；然后控制鉚接機將被加熱的鉚頭與鉚釘需要變形的部位接觸，使鉚釘局部受熱至所需的塑性變形溫度；最后鉚接機運轉(zhuǎn)并對鉚釘施加壓力，使鉚釘受熱的局部產(chǎn)生變形，形成鉚接接頭。即可完成鉚接。[0017]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用火焰燃燒器代替了電發(fā)熱機構(gòu)，具有成本更加低廉，結(jié)構(gòu)更加簡單，操作更加方便，安全性更高且鉚接效果不變的優(yōu)點，適用于大批量生產(chǎn)。


[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的結(jié)構(gòu)作進一步的詳細說明。[0020]具體實施時，如圖1所示，一種輕合金鉚接裝置結(jié)構(gòu)，包括鉚接機I，還包括一火焰燃燒器2和一紅外測溫儀3，所述火焰燃燒器2和紅外測溫儀3均通過支撐連接件4固定在鉚接機I上，所述火焰燃燒器2的噴火端正對鉚接機鉚頭5設(shè)置并用于對鉚頭5加熱，所述紅外測溫儀3正對鉚接機鉚頭5設(shè)置并用于檢測鉚頭5溫度。具體實施時，如圖所示，還可以設(shè)置一溫控器6，溫控器6與火焰燃燒器和紅外測溫儀相連，用于根據(jù)紅外測溫儀檢測溫度對火焰燃燒器進行控制，提高控制自動化程度。另外，具體實施時，所述鉚接機I可以為擺碾鉚接機、徑向鉚接機或壓鉚機。[0021]本實用新型使用時，先將待鉚接的零件準確定位和固定在鉚接機上，再將輕合金鉚釘放置于零件的待鉚部位，并使鉚釘?shù)闹休S線與鉚接機的主軸軸心保持一致；再啟動火焰燃燒器對鉚頭加熱到高于鉚釘塑性變形溫度以上；然后控制鉚接機將被加熱的鉚頭與鉚釘需要變形的部位接觸，使鉚釘局部受熱至所需的塑性變形溫度；最后鉚接機運轉(zhuǎn)并對鉚釘施加壓力，使鉚釘受熱的局部產(chǎn)生變形，形成鉚接接頭。即可完成鉚接。其中，加熱溫度控制在500 900° C ;鉚頭與鉚釘需要變形部位接觸持續(xù)時間為2 10s。[0022]相對現(xiàn)有的感應(yīng)加熱法，本實用新型具有如下優(yōu)勢:1)采用火焰燃燒器代替感應(yīng)線圈頭對鉚進行加熱，加熱裝置的一次性投入成本降低，性價比提高；2)在對鉚頭進行加熱的過程中，無需通過電流，消除了感應(yīng)加熱法帶來的用電安全隱患；3)用火焰燃燒器代替感應(yīng)線圈對鉚頭進行加熱，加熱裝置簡化，維護難度及成本降低。操作也更簡單、更方便，適用于大批量的加工生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種輕合金鉚接裝置，包括鉚接機，其特征在于，還包括一火焰燃燒器和一紅外測溫儀，所述火焰燃燒器和紅外測溫儀均通過支撐連接件固定在鉚接機上，所述火焰燃燒器的噴火端正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于對鉚頭加熱，所述紅外測溫儀正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于檢測鉚頭溫度。
專利摘要本實用新型公開了一種輕合金鉚接裝置，包括鉚接機，其特征在于，還包括一火焰燃燒器和一紅外測溫儀，所述火焰燃燒器和紅外測溫儀均通過支撐連接件固定在鉚接機上，所述火焰燃燒器的噴火端正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于對鉚頭加熱，所述紅外測溫儀正對鉚接機鉚頭設(shè)置并用于檢測鉚頭溫度。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用火焰燃燒器代替了電發(fā)熱機構(gòu)，具有成本更加低廉，結(jié)構(gòu)更加簡單，操作更加方便，安全性更高且鉚接效果不變的優(yōu)點，適用于大批量生產(chǎn)。
文檔編號B21J15/38GK202984569SQ20122069777
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者游國強, 譚霞, 左旭東, 龍思遠 申請人:重慶大學(xué)