一种锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于工艺装备结构设计与制造技术领域，具体地说，涉及一种锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统。
【背景技术】
[0002]电磁铆接是一种新的工艺方法，在航空航天飞行器制造加工领域已得到应用。电磁铆接一般分为手工铆接和自动化铆接两种方式。手工铆接设备简单，操作灵活方便，经济成本低，目前是国内航空航天制造领域应用最广泛的铆接方式，缺点是铆接质量一致性差，劳动强度大;对于曲面结构的铆接，手工铆接难以保证铆模轴线垂直于工件表面，铆接时容易损伤工件。自动化铆接具有铆接质量一致性高，劳动强度低的优点，在国内外航空航天飞行器制造领域已得到应用。但自动化铆接系统结构复杂，技术要求高，设备昂贵，占地面积大，在工程实际中的应用受到较大限制。
[0003]发明专利201210007820.4中公开了一种悬挂手持式电磁铆枪弩式旋转托架，其以电磁铆枪为铆接工具，通过控制放电电压控制铆接力，一定程度上保证了铆接一致性;利用弹簧平衡器克服电磁铆枪重力，降低劳动强度;利用水平泡保证铆模法线和镦头端表面垂直度，一定程度上避免了镦头铆接偏移。但在工程实际中，需要两名操作人员同时手工铆接，一人顶住钉头端，另一人对镦头端实施铆接，人力成本高，劳动强度较大，其铆接后坐力对操作人员有不良影响。由于该发明采用手工铆接方式，在曲面结构铆接过程中铆模与镦头端表面不容易保证垂直，镦头易发生偏移；同时单次铆接顶持力不同，导致镦头成形尺寸不同，铆接一致性较差。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术中存在的手工铆接劳动强度大，锥形壳体类结构件铆接次品率高，以及铆接质量一致性差的问题，本发明提出一种锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括型架联动组件、铆枪组件、顶把组件，所述型架联动组件包括转台、第一支座、第一支撑块、第一挡块、第一导轨、第一钢丝绳、第一移动轴承板、第一立柱、第二支撑块、第一平衡气缸、第一固定轴承板、固定块、第一连杆、卡扣、联动框、连接扣、第二连杆、第二平衡气缸、第二固定轴承板、第三支撑块、第二立柱、第二移动轴承板、第二钢丝绳、第二导轨、第二挡块、第四支撑块、第二支座、快速夹具，所述转台为圆锥台形结构，转台中心有圆通孔，转台上表面依圆心向圆锥台边缘均布多条T型槽，快速夹具安装在T型槽内，沿T型槽滑动;第一立柱和第二立柱分别与第一支座和第二支座固连，第一立柱轴心与转台轴线重合，第一导轨和第二导轨分别固定在第一立柱和第二立柱前侧，且第一导轨和第二导轨对称平行安装，第一移动轴承板和第二移动轴承板通过滑块分别与第一导轨和第二导轨配合连接，第一固定轴承板和第二固定轴承板分别固定在第一立柱和第二立柱顶部，第一固定轴承板与第一移动轴承板的轴承孔同轴，第二固定轴承板与第二移动轴承板的轴承孔同轴，且轴线方向与立柱导轨方向一致;第一连杆上端部与联动框一端通过卡扣固连，第二连杆上端与联动框另一端通过连接扣连接，多个固定块固定连接在联动框上，第一连杆下端穿过第一固定式轴承板与第一移动轴承板的轴承内孔，第二连杆下端穿过第二固定轴承板与第二移动轴承板的轴承内孔，第一连杆下端和第二连杆下端分别与顶把连接块、铆枪连接块连接;第一平衡气缸位于第一立柱外侧与第二支撑块固连，第一平衡气缸活塞杆伸出端与第一移动轴承板连接，第一钢丝绳穿过第一移动轴承板上滑轮与第一支撑块、顶把连接块连接，第一挡块固定在第一立柱外侧，位于第一支撑块上方，第一挡块用来限制顶把组件的下行位置;第二平衡气缸位于第二立柱外侧与第三支撑块固连，第二平衡气缸活塞杆伸出端与第二移动轴承板连接，第二钢丝绳穿过第二移动轴承板上滑轮与第四支撑块、铆枪连接块连接，第二挡块固定在第二立柱外侧，位于第四支撑块上方，第二挡块用来限制铆枪组件的下行位置;型架联动组件实现电磁铆枪与顶把沿立柱导轨方向同步移动；
[0006]所述顶把组件包括顶把顶持气缸、第一连接板、顶把缓冲器、顶把夹紧板、顶把长板、顶把夹紧气缸、顶把导轨、顶把连接块、第一滑块、顶把固定板、顶把旋转装置、顶把夹具、顶把，顶把通过顶把夹具与顶把导轨配合连接，顶把导轨固定在顶把长板上，顶把夹紧气缸与顶把长板固连，顶把夹紧气缸的外伸钩板通过顶把长板上的圆孔固定在顶把夹紧板上，顶把夹紧板与顶把夹具连接，顶把缓冲器与顶把夹紧板连接，顶把缓冲器冲击头与顶把夹具面接触，顶把顶持气缸通过第一连接板固定在顶把长板上，顶把顶持气缸活塞杆与顶把夹具连接，顶把顶持气缸控制顶把沿顶把导轨方向移动定位，顶把旋转装置端面法兰盘与顶把固定板固连，顶把连接块固定在顶把固定板上，顶把固定板通过第一滑块与第一导轨配合连接，实现顶把组件沿第一导轨移动；
[0007]所述铆枪组件包括铆枪夹具、电磁铆枪、铆枪长板、铆枪导轨、铆枪旋转装置、铆枪固定板、第二滑块、铆枪连接块、铆枪夹紧气缸、铆枪夹紧板、铆枪缓冲器、第二连接板、铆枪顶持气缸，电磁铆枪通过铆枪夹具与固定在铆枪长板上的铆枪导轨配合连接，铆枪夹紧气缸与铆枪长板固连，铆枪夹紧气缸的外伸钩板通过铆枪长板上的圆孔固定在铆枪夹紧板上，铆枪夹紧板与铆枪夹具连接，铆枪缓冲器与铆枪夹紧板连接，铆枪缓冲器冲击头与铆枪夹具面接触，铆枪顶持气缸通过第二连接板固定在铆枪长板上，铆枪顶持气缸活塞杆与铆枪夹具连接，铆枪顶持气缸控制电磁铆枪沿铆枪导轨方向移动定位，铆枪旋转装置端面法兰盘与铆枪固定板固连，铆枪连接块固定在铆枪固定板上，铆枪固定板通过第二滑块与第二导轨配合连接，实现铆枪组件沿第二导轨移动;顶把旋转装置和铆枪旋转装置分别固定在顶把长板上和铆枪长板上，通过顶把旋转装置与铆枪旋转装置，实现电磁铆枪与顶把在铆接平面内旋转定位，且铆模法线与锥形工件表面垂直，实现锥形壳体类结构件曲面法向定位。
[0008]联动框与第一立柱、第二立柱采用高强度铝合金型材。
[0009]所述铆枪顶持气缸顶持力设定值大于所述顶把顶持气缸顶持力设定值。
[0010]有益效果
[0011]本发明提出的一种锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统，通过立柱导轨、铆枪导轨与顶把导轨导向作用，保证电磁铆枪与顶把的导向运动;通过型架联动组件保证电磁铆枪与顶把沿立柱导轨方向运动同步性，降低了结构复杂程度，实现铆接系统单人化操作；较手工铆接操作节约人力50%，较自动化铆接系统节约成本90%。电磁铆接系统通过顶把旋转装置与铆枪旋转装置，实现电磁铆枪与顶把在铆接平面内旋转定位，且铆模法线与锥形工件表面垂直，实现锥形壳体类结构件曲面法向定位，定位绝对误差小于1mm。同时顶持气缸提供稳定的单次铆接顶持力，提高了铆接一致性，铆接合格率较同类手工铆接提高约90%。铆枪组件与顶把组件利用缓冲器与顶持气缸组成双重减震结构，同时进行铆接减震，消除后坐力对操作人员的不良影响，有效地降低劳动强度和工作量，改善了工作环境。利用平衡气缸平衡铆枪组件、顶把组件和型架联动组件重力；利用顶持气缸为电磁铆枪与顶把提供铆接顶持力，通过保持顶持气缸气压值恒定保证单次铆接顶持力相同，提高铆接质量一致性。在铆接过程中，电磁铆枪与顶把通过各自的旋转装置实现俯仰角度的调整，定位精度高，实现锥形工件铆接过程中锥面法向定位，提高了锥形壳体类工件的铆接质量。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施方式对本发明一种锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统作进一步详细说明。
[0013]图1为本发明锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统轴侧图。
[0014]图2为本发明锥形壳体类结构件半自动电磁铆接系统示意图。
[0015]图3为本发明的型架联动组件示意图。
[0016]图4为本发明的顶把组件示意图。
[0017]图5为本发明的铆枪组件示意图。
[0018]图6为锥形工件示意图。
[0019]图中:
[0020]1.转台2.第一支座3.第一支撑块4.第一挡块5.第一导轨6.第一钢丝绳7.第一移动轴承板8.第一立柱9.第二支撑块10.第一平衡气缸11.第一固定轴承板12.固定块13.第一连杆14.卡扣15.联动框16.连接扣17.第二连杆18.第二平衡气缸19.第二固定轴承板20.第三支撑块21.第二立柱22.第二移动轴承板23.第二钢丝绳24.第二导轨25.第二挡块26.第四支撑块27.第二支座28.快速夹具29.顶把顶持