手持式电磁铆枪研制

论文摘要

电磁铆接是基于电磁成形技术并在传统铆接工艺上发展起来的一种新型连接工艺。与传统铆接相比,电磁铆接加载速率高、钉杆变形均匀、工艺质量稳定,可用于难成形材料铆钉和大直径铆钉的铆接,是实现复合材料干涉配合铆接的理想工艺方法之一。本文首先介绍了电磁铆接的特点和国内外电磁铆接技术的发展概况,分析了了现阶段电磁铆接技术存在的问题以及研究电磁铆接的方法。理论部分简略分析了应力波在细圆杆中的传播方式,得到了波在反射和叠加过程中两种边界条件的不同之处。提出了铆枪的隔振模型,模型中包括隔振橡胶垫和弹簧。根据隔振模型,应用Matlab中Simulink软件包建立了仿真平台,该平台可以实现随意更改内部数据,得出系统中参数的最佳优化结果,为铆枪设计起到指导作用;在铆枪的设计与制造中充分考虑各方面因素,既要保证铆枪体积质量不能过大,又要实现后坐力很小。加工铆枪以后,进行了铆枪的组装。试验部分首先进行了铆枪的调试工作。通过修改电参数使铆枪能够对铆钉成形;重新设计了线圈骨架、更换通电导线,解决了线圈发热问题;其次设计了约束模具,进行了铝合金铆钉模拟铆接试验以及钛合金铆钉对复合材料结构铆接试验。模拟试验中,发现铆枪对电压的敏感,同时得出了电磁铆接时铆钉铆头直径随放电电压的增大而增大的规律;钛合金铆钉对复合材料结构铆接试验中,发现不同电压下试样中复合材料均未受损坏,铆接效果良好;最后根据实际操作中铆枪的不足提出了铆枪的改进措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电磁铆接特点及国内外发展概况
• 1.2.1 电磁铆接特点
• 1.2.2 国内电磁铆接发展概况
• 1.2.3 国外电磁铆接发展概况
• 1.3 电磁铆接技术存在的问题
• 1.4 电磁铆接工艺研究的主要方法
• 1.4.1 解析计算法
• 1.4.2 试验分析法
• 1.4.3 数值模拟法
• 1.5 本文的选题意义及研究内容
• 第2章 电磁铆接理论分析及仿真系统的建立
• 2.1 引言
• 2.2 电磁铆接原理
• 2.3 应力波理论
• 2.4 手持式电磁铆枪仿真
• 2.4.1 电磁铆枪隔振设计
• 2.4.2 隔振系统的Matlab 仿真
• 2.5 本章小结
• 第3章 手持式电磁铆枪设计与制造
• 3.1 引言
• 3.2 铆枪的总体设计
• 3.3 铆枪各部件的设计
• 3.3.1 枪体设计
• 3.3.2 放大器设计
• 3.3.3 驱动片设计
• 3.3.4 线圈设计
• 3.3.5 回弹体设计
• 3.3.6 前盖和后盖设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 电磁铆枪的调试与试验
• 4.1 引言
• 4.2 电磁铆枪的调试
• 4.3 试验准备
• 4.3.1 试验设备
• 4.3.2 试验约束模具
• 4.3.3 试验材料
• 4.3.4 铆接质量的界定
• 4.3.5 试验方案
• 4.4 铆接试验
• 4.4.1 铝合金模拟铆接试验
• 4.4.2 钛合金铆钉对复合材料结构铆接试验
• 4.5 铆枪的改进思路
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢