專利名稱：超聲波鉚鐓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉚鐓裝置，尤其是涉及一種超聲波鉚鐓裝置。
背景技術(shù)：
通常鉚鐓機(jī)的鉚鐓頭都具有較大的質(zhì)量，這樣它便具有較大的慣性。在外力的作用下，鉚鐓頭以一個(gè)較大的速度向被鉚的工件沖擊，在瞬間將自身所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為沖擊能量，促使工件在被沖擊的局部吸收大量能量，產(chǎn)生形變，而其它部位則基本不受影響，從而達(dá)到鉚鐓的目的。普通機(jī)械式鉚鐓裝置由于機(jī)械式施力方式的限制，施力頻率較低，沖擊速率和沖擊力也較小，限制了鉚鐓的沖擊力和沖擊頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的針對(duì)普通機(jī)械式鉚鐓裝置以上不足，提供一種沖擊力大、沖擊頻率高的鉚鐓裝置。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種超聲波鉚鐓機(jī)，超聲波驅(qū)動(dòng)電源與設(shè)置在外殼內(nèi)的超聲波換能器通過(guò)電源線連接，超聲波換能器的振幅輸出端部與變幅桿連接，變幅桿的外圍處設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)固定在鉚鐓機(jī)的外殼上；變幅桿的一端固定超聲波換能器，變幅桿的另一端與工具頭連接；鉚鐓機(jī)的鉚鐓端在外殼上開(kāi)孔設(shè)置有鉚鐓頭，鉚鐓頭置于工具頭的端面，但不相連。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的還可以通過(guò)下述技術(shù)方案進(jìn)一步得以完善所述的外殼分為前外殼和后外殼兩部分，前外殼與后外殼分別與中間法蘭盤用連接體連接；變幅桿的凸臺(tái)為環(huán)狀或或由若干突耳組成，嵌于固定法蘭盤的凹槽中間，固定法蘭盤嵌于前外殼與中間法蘭盤形成的凹槽中間；鉚鐓頭包括帽體及前端的柱體，鉚鐓頭柱體的前端可設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)沖擊體，沖擊體與柱體之間為曲面過(guò)渡；所述的沖擊體的端面為平面，也可根據(jù)需要做成弧面。
超聲波鉚鐓機(jī)的激發(fā)鉚鐓頭運(yùn)動(dòng)的推力來(lái)源于由壓電陶瓷構(gòu)成的超聲波換能器，其工作原理是超聲波驅(qū)動(dòng)電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高電壓交流電流，輸給超聲波換能器。然后超聲波換能器利用壓電陶瓷的負(fù)壓電效應(yīng)將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，即超聲波，其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作往復(fù)伸縮運(yùn)動(dòng)；伸縮運(yùn)動(dòng)的頻率等同于驅(qū)動(dòng)電源的交流電流頻率，伸縮的位移量在十幾微米左右。變幅桿的作用一是固定整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)，使振動(dòng)系統(tǒng)以凸臺(tái)位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；二是將換能器的輸出振幅放大。工具頭(施力裝置)一方面將振幅放大至達(dá)到100微米以上，另一方面對(duì)鉚鐓頭施加沖擊力，推動(dòng)沖擊頭作高速運(yùn)動(dòng)。鉚鐓頭沖擊工件后，在很短的時(shí)間內(nèi)速度由不小于1.5米/秒減小至0米/秒，大部分能量來(lái)不及向工件內(nèi)部傳遞，使得工件受沖擊部位局部變形。鉚鐓頭受工件的反作用后回彈，碰到高頻振動(dòng)的工具頭后，再次受到激發(fā)，又一次高速度撞向工件，如此反復(fù)多次，完成鉚鐓作業(yè)。
作為優(yōu)選，鉚鐓頭沖擊體的端面選用硬質(zhì)材料，可選自高速鋼、合金鋼、工具鋼或硬質(zhì)合金中的一種，可以是鉚鐓頭整體采用上述的硬質(zhì)材料，也可以是鉚鐓頭沖擊體的端面采用鑲嵌結(jié)構(gòu)或燒結(jié)工藝部分采用上述的硬質(zhì)材料。為了減少鉚鐓頭帽體或工具頭的磨損，工具頭與鉚鐓頭帽體可選用同一種材料，或采用同一種上述的硬質(zhì)材料。鉚鐓頭的重量在1克到300克之間，優(yōu)選重量為10克到300克之間。鉚鐓頭的重量越大，慣性也越大，沖擊頻率越低。鉚鐓頭與工具頭之間的間隙為0.20～3.0毫米。間隙小則沖擊力減小，沖擊頻率加快；間隙大，則沖擊力大，沖擊頻率降低。鉚鐓頭的重量小，則慣性小沖擊頻率高。
作為優(yōu)選，鉚鐓頭帽體端面或工具頭鉚鐓端面中的至少有一個(gè)端面設(shè)有若干凹槽或凸起，或兩條以上交叉的凹槽所形成的網(wǎng)格狀凹槽或點(diǎn)狀凸起。鉚鐓頭帽體端面和工具頭鉚鐓端面的面積接近時(shí)，在工具頭或鉚鐓頭的接觸面設(shè)置凹槽或凸起，可以減小兩者的有效接觸面積，使工具頭和鉚鐓頭作為兩個(gè)獨(dú)立體，具有不同的運(yùn)動(dòng)頻率，以完成鉚鐓動(dòng)作。
作為優(yōu)選，變幅桿與工具頭為柱狀結(jié)構(gòu)，且至少有一個(gè)采用直徑收縮式結(jié)構(gòu)，以便合理放大振幅，使沖擊能量集中于沖擊點(diǎn)。
作為優(yōu)選，鉚鐓機(jī)固定在座體上，鉚鐓機(jī)座體置于支架上。
此外，外殼輸入端設(shè)置有冷卻風(fēng)扇，在后外殼外壁上設(shè)有通風(fēng)口，從而對(duì)外殼內(nèi)的超聲波鉚鐓系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)冷卻處理。
大功率超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的頻率一般在10kHz以上，沖擊頭的激振力的施力頻率也達(dá)到10kHz以上，一般最常用的是15～20kHz。同時(shí)超聲波施力部分的運(yùn)動(dòng)加速度可達(dá)到3×104米/秒2以上，根據(jù)力學(xué)公式F＝ma可知，施力部分對(duì)沖擊頭施加很大的推動(dòng)力。因此超聲波鉚鐓機(jī)在小型工件的鉚頭作業(yè)中有很大的優(yōu)勢(shì)，可快速輕松地完成鉚頭作業(yè)。


附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2、圖3、圖4是鉚鐓頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例一
如圖1和圖2，超聲波鉚鐓機(jī)的超聲波驅(qū)動(dòng)電源與外殼內(nèi)的超聲波換能器3用電源線連接，變幅桿4一端與超聲波換能器3連接，一端與工具頭連接，變幅桿4與換能器3為螺紋連接。變幅桿的中間部位為環(huán)形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)嵌在固定法蘭盤5中間，然后固定法蘭盤5被夾在后外殼11與中間法蘭盤6中間，前外殼11和后外殼12與分別與中間法蘭盤6用螺栓連接。工具頭7選用階梯式直徑收縮結(jié)構(gòu)，直徑縮小處加工成半徑為10mm的過(guò)渡圓角；大徑端與變幅桿4螺紋連接，小徑端即輸出端。鉚鐓機(jī)鉚鐓端開(kāi)孔設(shè)有鉚鐓頭8，鉚鐓頭8包括帽體81及前端的柱體82，柱體82的端面為平面，且鉚鐓頭8整體采用高速鋼材料，鉚鐓頭8的重量為50克，鉚鐓頭8與工具頭7之間的間隙為1.0mm。鉚鐓機(jī)整體固定在座體上，鉚鐓機(jī)座體置于支架上，后外殼11的輸入端設(shè)置有冷卻風(fēng)扇2，在后外殼外壁上11設(shè)有通風(fēng)口。
實(shí)施例二如圖1和圖4，超聲波鉚鐓機(jī)的超聲波驅(qū)動(dòng)電源與外殼內(nèi)的超聲波換能器3用電源線連接，變幅桿4一端與超聲波換能器3連接，一端與工具頭7連接，變幅桿4與換能器3為螺紋連接。變幅桿的中間部位為環(huán)形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)嵌在固定法蘭盤5中間，然后固定法蘭盤5被夾在后外殼11與中間法蘭盤6中間，前外殼12和后外殼11與分別與中間法蘭盤6用螺栓連接。工具頭7為柱狀結(jié)構(gòu)，且選用階梯式直徑收縮結(jié)構(gòu)，直徑縮小處加工成半徑為20mm的過(guò)渡圓角；大徑端與變幅桿4螺紋連接，小徑端即輸出端。鉚鐓機(jī)鉚鐓端開(kāi)孔設(shè)有鉚鐓頭8，鉚鐓頭8包括帽體81及前端的柱體82，柱體82的前端設(shè)置有四個(gè)沖擊體83，沖擊體83的端面為弧面，且端面鑲嵌硬質(zhì)合金材料，鉚鐓頭8的重量為150克。鉚鐓頭8與工具頭7選用相同牌號(hào)的高速鋼，鉚鐓頭帽體81與工具頭7之間的間隙為1.5mm。鉚鐓頭帽體81端面和工具頭7鉚鐓端面均設(shè)有上設(shè)有交錯(cuò)的網(wǎng)格狀凹槽。鉚鐓機(jī)座體置于支架上，后外殼11的輸入端設(shè)置有冷卻風(fēng)扇2，在后外殼外壁上11設(shè)有通風(fēng)口。
權(quán)利要求1.一種超聲波鉚鐓機(jī)，超聲波驅(qū)動(dòng)電源與設(shè)置在外殼內(nèi)的超聲波換能器通過(guò)電源線連接，超聲波換能器的振幅輸出端部與變幅桿連接，其特征在于所述的變幅桿(4)的外圍處設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)固定在鉚鐓機(jī)的外殼上；所述的變幅桿(4)的一端固定超聲波換能器(3)，變幅桿(4)的另一端與工具頭(7)連接；所述的鉚鐓機(jī)的鉚鐓端在外殼上開(kāi)孔設(shè)置有鉚鐓頭(8)，鉚鐓頭(8)置于工具頭(7)的端面，但不相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的外殼分為前外殼(12)和后外殼(11)兩部分，前外殼(12)與后外殼(11)分別與中間法蘭盤(6)用連接件(10)連接；所述的變幅桿(4)的凸臺(tái)為環(huán)狀或或由若干凸耳組成，嵌于固定法蘭盤(5)的凹槽中間；所述的固定法蘭盤(5)嵌于前外殼(12)與中間法蘭盤(6)形成的凹槽中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓頭(8)包括帽體(81)及前端的柱體(82)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓頭柱體(82)的前端設(shè)置有至少一個(gè)沖擊體(83)，沖擊體(83)與柱體(82)之間為曲面過(guò)渡；所述的沖擊體(83)的端面為平面或弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓頭沖擊體(83)的端面選用硬質(zhì)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓頭(8)的重量為1克～300克；所述的鉚鐓頭帽體(81)與工具頭(7)之間的間隙為0.20～3.0毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓頭帽體(81)端面或工具頭(7)鉚鐓端面中至少有一個(gè)端面設(shè)有若干凹槽或凸起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的變幅桿(4)、工具頭(7)至少有一個(gè)為直徑收縮式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的后外殼(11)的輸入端設(shè)置有冷卻風(fēng)扇(2)，在后外殼(11)外壁上設(shè)有通風(fēng)口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的超聲波鉚鐓機(jī)，其特征在于所述的鉚鐓機(jī)固定座體上，鉚鐓機(jī)座體置于支架上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超聲波鉚鐓裝置。一種超聲波鉚鐓機(jī)，超聲波驅(qū)動(dòng)電源與設(shè)置在外殼內(nèi)的超聲波換能器通過(guò)電源線連接，超聲波換能器的振幅輸出端部與變幅桿連接，變幅桿的縱向上設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)固定在鉚鐓機(jī)的外殼上，變幅桿的一端固定超聲波換能器，變幅桿的另一端與工具頭連接；鉚鐓機(jī)的輸出端在外殼上開(kāi)孔設(shè)置有鉚鐓頭，鉚鐓頭與工具頭之間留有間隙。該超聲波鉚鐓機(jī)針對(duì)普通機(jī)械式鉚鐓裝置沖擊頻率低、沖擊速度小的不足，提供一種沖擊力大、沖擊頻率高的鉚鐓裝置。
文檔編號(hào)B06B1/06GK2912864SQ20062010426
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者陳元平 申請(qǐng)人:杭州成功超聲設(shè)備有限公司