[實(shí)用新型]一種用于航天復(fù)合材料抽芯鉚接的自動(dòng)送釘裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020457849.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212124231U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢慶貞;周清泉;陳遠(yuǎn)志;喻龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C65/60
• 分類號(hào): B29C65/60
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于航天復(fù)合材料抽芯鉚接的自動(dòng)送釘裝置，涉及航天航空工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，包括吹釘模塊和插釘模塊，所述吹釘模塊包括一相對(duì)于鉚槍槍頭接釘孔中心軸線平行方向設(shè)置的可移動(dòng)的吹釘管，所述吹釘管一側(cè)開(kāi)口可容納抽芯鉚釘，另一側(cè)連接至壓縮空氣，所述插釘模塊與所述吹釘模塊鄰近相對(duì)設(shè)置，包括一與所述吹釘管相對(duì)應(yīng)的可接收所述抽芯鉚釘?shù)尼旙w和芯桿頭部的腔體，所述腔體可相對(duì)于所述吹釘管中心軸線垂直方向移動(dòng)。通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施，可以自動(dòng)高精度定位傳送航空專用的抽芯鉚釘給鉚槍。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及航天航空工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于航天復(fù)合材料抽芯鉚接的自動(dòng)送釘裝置。

背景技術(shù)

復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、良好的抗疲勞性、抗腐蝕性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代航空航天結(jié)構(gòu)件的裝配已得到廣泛應(yīng)用。與金屬結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的連接是其薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)破壞的60％～80％發(fā)生在連接處。由于復(fù)合材料層間強(qiáng)度低，抗沖擊能力差，普通鉚接容易造成安裝損傷。鑒于此，《HB 7709–2002飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)機(jī)械連接設(shè)計(jì)要求》中規(guī)定復(fù)合材料應(yīng)優(yōu)先選用雙金屬鉚釘、拉鉚型環(huán)槽鉚釘和抽芯鉚釘，以避免復(fù)合材料板受撞擊和孔壁因釘桿的脹粗而受損。

因此，在自動(dòng)化復(fù)合材料鉚接裝配中，抽芯鉚接相比普通沖擊鉚接和伺服壓鉚更有優(yōu)勢(shì)。此外，抽芯鉚釘?shù)陌惭b形式可以分為以下幾大類型：

1、普通抽芯鉚接。如圖1a和1b所示，分別為普通抽芯鉚釘未安裝時(shí)和固定后的狀態(tài)。該類型的抽芯鉚釘是通過(guò)專用安裝工具向外拉出芯桿1，使芯桿1的頭部在進(jìn)入釘體2時(shí)將釘體2盲端一側(cè)脹粗形成鉚成頭完成鉚接。普通抽芯鉚接的連接過(guò)程更接近于普通鉚釘鉚接，鉚成頭一側(cè)釘體2存在脹粗過(guò)程，因此釘體2不均勻脹粗同樣會(huì)對(duì)復(fù)合材料釘孔造成不均勻徑向擠壓。

2、環(huán)圈壓緊式抽芯鉚接。該類抽芯鉚釘包含環(huán)圈，鉚接時(shí)釘套對(duì)孔壁不產(chǎn)生擠壓作用。環(huán)圈壓緊式抽芯鉚接根據(jù)鉚成頭形成方式不同又可以分為兩類：

(1)芯桿頭擠壓式。該類抽芯鉚釘?shù)陌惭b是通過(guò)帶螺紋的工具旋轉(zhuǎn)芯桿，使環(huán)圈在芯桿頭、釘套和夾層的綜合作用下變形而形成鉚成頭。通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯桿在螺母內(nèi)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)芯桿頭擠壓環(huán)圈變形而形成鉚成頭。

(2)螺母擠壓式。類似的，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺母擠壓環(huán)圈變形而形成鉚成頭。

以上兩類環(huán)圈壓緊式抽芯鉚接形式均通過(guò)環(huán)圈變形來(lái)增加鉚成頭與復(fù)合材料的受力接觸面積，并且連接過(guò)程中釘體未產(chǎn)生脹粗變形，不會(huì)因?yàn)楦缮媪坎痪鶆蚨斐蓮?fù)合材料脫層破壞。

綜上所述，航天復(fù)合材料鉚接選擇環(huán)圈壓緊式抽芯鉚接效果更好。

國(guó)內(nèi)外都有大量的自動(dòng)送釘裝置，但是針對(duì)航天復(fù)合材料用的抽芯鉚釘鮮少公開(kāi)，因?yàn)槟軌蛴糜诤教鞆?fù)合材料的抽芯鉚釘只有美國(guó)CHERRY公司可以生產(chǎn)，而且也只能使用CHERRY公司生產(chǎn)的配套的鉚槍。這種局限導(dǎo)致了設(shè)計(jì)此類送釘裝置的復(fù)雜性。而且，常用的送釘裝置幾乎沒(méi)有定位裝置，然而由于航空專用的抽芯鉚釘?shù)母呔纫螅娇諏Ｓ玫某樾俱T釘尾端直徑與鉚槍槍頭接釘孔直徑大小相差1mm以內(nèi)，無(wú)精確定位則不能實(shí)現(xiàn)送釘。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種用于航天復(fù)合材料抽芯鉚接的自動(dòng)送釘裝置，可以自動(dòng)高精度定位傳送航空專用的抽芯鉚釘給鉚槍。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)航天復(fù)合材料抽芯鉚接如何自動(dòng)高精度定位傳送航空專用的抽芯鉚釘給鉚槍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于航天復(fù)合材料抽芯鉚接的自動(dòng)送釘裝置，包括吹釘模塊和插釘模塊，所述吹釘模塊包括一相對(duì)于鉚槍槍頭接釘孔中心軸線平行方向設(shè)置的可移動(dòng)的吹釘管，所述吹釘管一側(cè)開(kāi)口可容納抽芯鉚釘，另一側(cè)連接至壓縮空氣，所述插釘模塊與所述吹釘模塊鄰近相對(duì)設(shè)置，包括一與所述吹釘管相對(duì)應(yīng)的可接收所述抽芯鉚釘?shù)尼旙w和芯桿頭部的腔體，所述腔體可相對(duì)于所述吹釘管中心軸線垂直方向移動(dòng)。