基于電磁發(fā)射技術(shù)的新型電磁鉚接設(shè)備與工藝研究

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1、ADVANCEDCONNECTIONANDASSEMBL．YTECHNOLOGY先進連接與裝配技術(shù)基于電磁發(fā)射技術(shù)的新型電磁鉚接設(shè)備與工藝研究ResearchonNewElectromagneticRivetingEquipmentsandTechnologyBasedonElectromagneticLaunch：苧乏蘭惡毫苧!曼簍三}!耋竺高明輝秦玉波薛俊數(shù)字化制造航空科技重點實驗室一一。1‘一中國科學(xué)院電工研究所孫鷂鴻【摘要】針對手工和自動化電磁鉚接應(yīng)用，將電磁發(fā)射的機理引入電磁鉚接領(lǐng)域，通過該技術(shù)在電磁鉚接設(shè)備的具體

2、實現(xiàn)，研制了電磁鉚接設(shè)備。所研制鉚接設(shè)備可使鉚槍的金屬沖頭在磁場中持續(xù)加速，獲得最大的動能后撞擊到鉚模上，實現(xiàn)鉚接。鉚接同樣規(guī)格的鉚釘和安裝螺栓需要的電容儲能大幅度減少，因此放電時通過線圈的電流也大幅減小。可以大幅提高能量利用率，電源和鉚槍體積小、重量輕、發(fā)熱小、易于操作、更安全。便于實現(xiàn)自動化鉚接。關(guān)鍵詞：電磁發(fā)射電磁鉚接鉚接試驗【ABSTRACTlFormanualandautomaticelectro—magneticrivetingapplications，weintroducesthemecha-nismofele

3、ctromagneticlaunchtechnology,anddevelopsnewelectromagneticrivetingequipmentsthroughthepracticalimplementation．OurequipmentCallcontinuallyacceleratethemetallicpunctureheadoftherivetguninelectromagneticfield，andletthepunctureheadstrikethetargettofinishtherivetingwhen

4、ithasgainedmaximalkineticenergy．Thecapacitorstoresenergyrequiredforrivetsandboltsinstallofthesamespecificationisdrasti—callyreduced，hencetheelectriccurrentgoingthroughthecoilduringdischargeissignificantlyreduced淞well．Thisincreaseenergyefficiency,andlaidthefoundatio

5、nforimprovementsinotherareastomakeequipmentssmaller,lighter,easiertooperate，andsafer,eventuallycontributingtotherealizationofautomaticriveting．Keywords：ElectromagneticlaunchElectromag-neticriVetRivettestDOI：10．16080／j．issnl671—833x．2015．21．087鉚接是飛機制造中最重要的一種連接方式。電磁鉚

6、接由于其適用范圍、鉚接質(zhì)量和效率上的優(yōu)勢，已成為未來飛機結(jié)構(gòu)連接的發(fā)展趨勢。在國外軍民飛機(如B777、C一17、A340、A380、伊爾一86／96等)的生產(chǎn)上都得到了應(yīng)用。在空客飛機制造中，電磁鉚接技術(shù)除用于機翼壁板的自動鉚接外，還用于鐓鉚型環(huán)槽鉚釘環(huán)圈的自動安裝；El公司通過技術(shù)攻關(guān)還將電磁鉚接技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上鉚鐓型鈦環(huán)槽釘?shù)陌惭b，用于在日本生產(chǎn)的B787復(fù)合材料機身的自動化裝配；2010年，EI公司研制的用于ARJ21機翼壁板裝配的E6000自動電磁鉚接裝配系統(tǒng)交付中航工業(yè)西飛使用。國內(nèi)相關(guān)單位研制了數(shù)臺不同

7、規(guī)格的電磁鉚接設(shè)備，并開始了工程應(yīng)用研究，但目前還未獲得廣泛的工程應(yīng)用。為使電磁鉚接更好地在國內(nèi)飛機裝配連接中進行應(yīng)用，本文就新型電磁鉚接設(shè)備及工藝應(yīng)用做了相關(guān)研究。1電磁鉚接與電磁發(fā)射技術(shù)1．1電磁鉚接技術(shù)現(xiàn)有電磁鉚接技術(shù)是20世紀70年代初開始發(fā)展起來的一種鉚接技術(shù)，它利用電能—磁場能一機械能的轉(zhuǎn)換，應(yīng)用沖擊大電流技術(shù)獲得瞬時沖擊載荷作用于鉚釘，鉚釘在應(yīng)力波作用下遵照金屬材料的動力學(xué)特性成形。在放電線圈和工件之間有一線圈和應(yīng)力波放大器，在放電開關(guān)閉合的瞬間，充電電容向初級線圈放電，初級線圈中流過快速變化的沖擊電流，產(chǎn)生強

8、流磁場，在次級線圈中產(chǎn)生感生電流，進而產(chǎn)生渦流磁場，兩磁場相互作用產(chǎn)生渦流斥力，通過放大器傳送至鉚釘，使鉚釘成形?，F(xiàn)有的設(shè)備充電電容有兩種參數(shù)，一組是耐壓高的脈沖電容，充電電壓≤1200V，電容為15000pF；另一種是耐壓低電解電容，用16—24個36001aF電容，充電電壓≤400V。