专利名称：一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置及其连接方法
技术领域：
本发明属于汽车用铝板连接技术领域，具体涉及一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置及其连接方法。
背景技术：
随着汽车产业的不断发展，人们对节能环保提出了新的要求，汽车轻量化是现代汽车发展的重要方向，对于节能，降低排放具有重要意义；汽车自重每降低10%，油耗可降低8 10%,而排放亦随之下降4%。汽车轻量化与轻量化材料的应用密切相关，汽车轻量化材料有高强度钢、铝合金、 工程塑料和镁合金，这四大类材料在汽车中应用。由于铝及铝合金的属性决定了在成形和连接上存在一些不可避免的缺点，铝及铝合金不宜进行熔化焊，通常采用惰性气体焊接。惰性气体保护焊MIG焊接速度快，质量一般，飞溅较大。空气中的惰性气体的含量较少，提取成本高。铆接技术是一种金属材料的连接技术，应用了弹性变形和塑性变形等理论，并结合了挤压，冲压，滚压等工艺特点的较小能量的损失的一种加工方法，是一种利用冲头完成难焊金属的连接。利用冲头冲压板料，使板料产生强大的塑性变形而将板料连接在一起。铆接应用范围很广泛，能够连接难以进行熔化焊的零部件，目前欧美一些汽车企业打造的全铝车身采用压铆技术。随着连接理论与实践的成熟，将广泛的被应用到航空航天领域。目前国外的一些研究机构正在致力于无铆钉设备的研究，无铆钉设备加快汽车节能减重的步伐，所需要的能量高于铆接设备的能量，而且在连接的过程中往往不能够一次压焊成功，冲击力过大影响焊接质量，既不能节省能源同时也会使得板料在铆接的过程中发生较强的硬化现象，影响接头的质量。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置及其连接方法，保证了接头结合质量和生产效率，具有省时省工、节能的优为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置，包括电机1，电机I的输出轴与轴4连接，电机盖2固定在机架15上，轴4由轴承3固定，轴承盖5固定在机架15上，飞轮6固定在轴4上，离合器7与飞轮6连接在一起，离合器7固定在丝杠8的光轴端，丝杠螺母9和螺母套10固定，螺母套10固定在滑块12上，滑块12配置在导轨13上，导轨13固定在机架15上，冲头11与螺母套10连接，板料14放置在冲头11正下方的机架15上，机架15设有模腔，当冲头11冲击板料14，将材料通过挤压的形式填满模腔。一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接方法，电机I带动飞轮6、离合器7、丝杠8做旋转运动，飞轮6储存能量，增加转动惯量，当冲击发生的时候，减少了冲击带给系统的振动作用，通过丝杠螺母9将丝杠8的旋转运动转化成为直线运动；当冲头11与板料14接触瞬间飞轮6与离合器7分离，丝杠8传递扭矩，利用导轨13限制丝杠螺母9的旋转运动，通过滑块12导向作用引导丝杠螺母9做直线运动，带动冲头11做直线冲击运动，利用螺母套 10将丝杠螺母9固定在滑块12上保证丝杠螺母9和滑块12同时运动；冲头11做直线运动冲压板料14，当变形量达到预期的要求，且板料14充满机架15的模腔内，连接完成。本发明能够将同种金属或者异种难焊接的薄板金属连接在一起，不产生热影响区，利用飞轮效应储备能量减少冲击的振动作用，增加转动惯量，减少冲击作用。在整个过程中，这个组合的设备极大的提高了两个板料连接的质量和生产效率，具有省时省工、节能等优点。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。参照附图，一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置，包括电机1，电机I的输出轴通过键与轴4连接，电机盖2固定在机架15上，轴4由轴承3固定，轴承盖5在机架15 上，飞轮6利用键固定在轴4上，离合器7与飞轮6通过螺母连接在一起，离合器7固定在丝杠8的光轴端，丝杠螺母9和螺母套10固定，螺母套10固定在滑块12上，滑块12配置在导轨13上，导轨13固定在机架15上，冲头11与螺母套10连接，板料14放置在冲头11 正下方的机架15上，机架15设有模腔，当冲头11冲击板料14，将材料通过挤压的形式填满模腔。一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接方法，电机I带动飞轮6、离合器7、丝杠8做旋转运动，飞轮6储存能量，增加转动惯量，当冲击发生的时候，减少了冲击带给系统的振动作用，通过丝杠螺母9将丝杠8的旋转运动转化成为直线运动；当冲头11与板料14接触瞬间飞轮6与离合器7分离，丝杠8传递扭矩，利用导轨13限制丝杠螺母9的旋转运动，通过滑块12导向作用引导丝杠螺母9做直线运动，带动冲头11做直线冲击运动，利用螺母套 10将丝杠螺母9固定在滑块12上保证丝杠螺母9和滑块12同时运动；冲头11做直线运动冲压板料14，当变形量达到预期的要求，且板料14充满机架15的模腔内，连接完成。本发明的工作原理为系统工作时，将旋转运动转化成直线运动完成无铆钉连接过程，在这个过程不会产生热影响区，保证结合处材料的性能，并在一定程度上强化了材料。电机I和导轨13固定在机架15上保证了系统在运行的过程中的稳定性。电机I工作带动轴4，飞轮6，离合器 7，丝杠8做旋转运动，飞轮6储备能量，增加转动惯量，减少冲头11冲压板料14时的冲击振动，保持系统的稳定性，当冲头11和板料14接触瞬间，飞轮6和离合器7分开，冲头11 将飞轮6传递的能量释放给板料14，使得板料14发生剧烈的塑性变形，形成接头。启动电机1，电机I带动飞轮6、离合器7和丝杠8做旋转运动，丝杠螺母9将丝杠 8的旋转运动转化为直线运动，利用导轨13将丝杠螺母9限定在直线方向上运动，并利用滑块12引导丝杠螺母9做直线运动，冲头11与螺母套10紧配合保证冲头11和丝杠螺母9 一起做直线运动。冲头11将丝杠螺母9传递的能量传递给待连接板料14，将机械能转化为塑性变形功，当两个板料14都发生塑性变形，达到屈服点时，两个板料14连接完成。后丝杠8反转带动冲头11复位。
权利要求
1.一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置，包括电机(I)，其特征在于电机(I)的输出轴与轴⑷连接，电机盖⑵固定在机架(15)上，轴(4)由轴承(3)固定，轴承盖(5) 在机架(15)上，飞轮(6)固定在轴(4)上，离合器(7)与飞轮(6)连接在一起，离合器(7) 固定在丝杠(8)的光轴端，丝杠螺母(9)和螺母套(10)固定，螺母套(10)固定在滑块(12) 上，滑块(12)配置在导轨(13)上，导轨(13)固定在机架(15)上，冲头(11)与螺母套(10) 连接，板料(14)放置在冲头(11)正下方的机架(15)上，机架(15)设有模腔，当冲头(11) 冲击板料(14)，将材料通过挤压的形式填满模腔。
2.采用权利要求I所述的一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置进行连接的方法， 其特征在于电机⑴带动飞轮(6)、离合器(7)、丝杠⑶做旋转运动，飞轮(6)储存能量， 增加转动惯量，当冲击发生的时候，减少了冲击带给系统的振动作用，通过丝杠螺母(9)将丝杠⑶的旋转运动转化成为直线运动；当冲头(11)与板料(14)接触瞬间飞轮(6)与离合器(7)分离，丝杠⑶传递扭矩，利用导轨(13)限制丝杠螺母(9)的旋转运动，通过滑块(12)导向作用引导丝杠螺母(9)做直线运动，带动冲头(11)做直线冲击运动，利用螺母套(10)将丝杠螺母(9)固定在滑块(12)上保证丝杠螺母(9)和滑块(12)同时运动；冲头(11)做直线运动冲压板料(14)，当变形量达到预期的要求，且板料(14)充满机架(15)的模腔内，连接完成。
全文摘要
一种伺服电机飞轮储能式无铆钉连接装置及其连接方法，装置包括电机，电机的输出轴与轴连接，飞轮固定在轴上，离合器与飞轮连接在一起，离合器固定在丝杠的光轴端，丝杠螺母和螺母套固定，螺母套固定在滑块上，滑块配置在导轨上，导轨固定在机架上，冲头与螺母套连接，板料放置在冲头正下方的机架上，机架设有模腔，电机带动飞轮、离合器、丝杠做旋转运动，飞轮储存能量，增加转动惯量，通过丝杠螺母转化成为直线运动，当冲头与板料接触瞬间飞轮与离合器分离，丝杠传递扭矩，带动冲头做直线冲击运动冲压板料，当变形量达到预期的要求，且板料充满机架的模腔内，连接完成，本发明保证了接头结合质量和生产效率，具有省时省工、节能的优点。
文档编号B21D39/02GK102581149SQ20121004191
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者张琦, 徐凡, 赵升吨, 钟斌, 韩晓兰, 马海宽 申请人:西安交通大学