专利名称：一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆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，具体涉及一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆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，对于节油，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。铝合金和铝的属性决定了在成形和连接上存在一些不可避免的缺点，一般情况下，铝及铝合金不采用电弧焊的熔化焊形式，通常采用惰性气体保护焊接。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，成本较高。目前，美国、德国、日本等汽车所打造的全铝车身主要采用有铆钉连接和无铆钉连接的冷连接方式。铆接技术实际上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。铆接主要是通过压力使板料产生剧烈的塑性变形而将两个板料连接在一起。铆接应用范围广泛，能够连接难以进行熔化焊的零部件。目前，铆接技术广泛应用在火箭、导弹、卫星、汽车、火车、飞机等大型覆盖件的连接。国外的一些研究机构致力于无铆钉设备的研究，无铆钉设备的开发将加快汽车节能减重的步伐，无铆钉设备需要的能量大于铆接设备的能量，而且在连接的过程中往往不能够一次连接成功，冲击力过大影响焊接质量，既不能节省能源也会使得板料在铆接的过程中发生较强的硬化现象，影响连接的质量。
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汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置及其连接方法，利用炸药爆炸释放的能量提供给系统大的动能，提高板料连接的速度，保证了接头结合质量和生产效率，具有省时省工、节能，接头强度高的优点。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置，包括电机1，电机I固定在机架15的顶部，电机I通过套筒3和丝杠5的一端同轴连接，套筒3、丝杠5通过轴承4支撑，同时通过电机盖2、轴承盖6限制轴承4轴向运动，电机盖2、轴承盖6固定在机架15上，丝杠5的另一端和密封导轨空腔10焊接成为一体，密封导轨空腔10固定在滑块7上，滑块7配置在导轨13上，通过导轨13引导滑块7做直线运动，导轨13固定在机架15上，密封导轨空腔 10中设有推动冲头滑块8，推动冲头滑块8和冲头12的顶部连接，推动冲头滑块8的底面通过弹簧9和密封空腔盖11连接，板料14放置在冲头12正下方的机架15上，机架15设有模腔，当冲头12冲击板料14，将材料通过挤压的形式填满模腔。一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接方法，炸药在密封导轨空腔10中爆炸，推动冲头滑块8移动，并带动冲头12冲压板料14，冲头12在运动的过程中有一段空载，在炸药没有爆炸前，推动冲头滑块8、密封导轨空腔10、滑块7都在丝杠5的带动下一起运动，当冲头12与板料14接触的瞬间，炸药引爆，推动冲头滑块8以高的速度带动冲头12冲压板料14。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，利用炸药爆炸产生的爆炸能量，经过推动冲头滑块将其转化机械能，并转化成塑性功。 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，一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置，包括电机1，电机I固定在机架15的顶部，电机I通过套筒3和丝杠5的一端同轴连接，套筒3、丝杠5通过轴承4 支撑，同时通过电机盖2、轴承盖6限制轴承4轴向运动，电机盖2、轴承盖6通过螺母固定在机架15上，丝杠5的另一端和密封导轨空腔10焊接成为一体，密封导轨空腔10通过螺栓固定在滑块7上，滑块7配置在导轨13上，通过导轨13引导滑块7做直线运动，滑块7带动密封导轨空腔10运动，并限制丝杠5的旋转运动，保证丝杠5在做直线运动，导轨13通过螺母固定在机架15上，保证运行过程中的稳定性和准确性，密封导轨空腔10中设有推动冲头滑块8，推动冲头滑块8和冲头12的顶部连接，推动冲头滑块8的底面通过弹簧9和密封空腔盖11连接，板料14放置在冲头12正下方的机架15上，机架15设有模腔，当冲头12 冲击板料14，将材料通过挤压的形式填满模腔，连接结束，模腔的大小可以根据要求更换。一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接方法，炸药在密封导轨空腔10的中爆炸， 推动冲头滑块8移动，并带动冲头12冲压板料14，冲头12在运动的过程中有一段空载，在炸药没有爆炸前，推动冲头滑块8、密封导轨空腔10、滑块7都在丝杠5的带动下一起运动， 当冲头12与板料14接触的瞬间，炸药引爆，推动冲头滑块8以高的速度带动冲头12冲压板料14。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，保证结合处的材料性能，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工作带动丝杠5做旋转运动，并利用导轨13限制丝杠5的旋转运动，火药爆炸后，推动冲头滑块8以大的速度冲击板料14， 获得质量较好的连接接头。工作开始前，弹簧9未被压缩，滑块7处于导轨13最初位置。开启后，电机I输出轴带动套筒3旋转，套筒3带动丝杠5运动，丝杠5与密封导轨空腔10被固定在滑块7上，并在导轨13上进行直线运动，冲头12与板料14接触瞬间，炸药被点燃，爆炸量传递给推动冲头滑块8，推动冲头滑块8在密封导轨空腔10移动，压缩弹簧9使冲头12冲压板料14， 并使得板料14发生强大的塑性变形充满机架15模腔，当能量转化后，弹簧9复位。
权利要求
1.一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置，包括电机a)，其特征在于电机a) 固定在机架(15)的顶部，电机(I)通过套筒(3)和丝杠(5)的一端同轴连接，套筒(3)、丝杠(5)通过轴承(4)支撑，同时通过电机盖(2)、轴承盖(6)限制轴承(4)轴向运动，电机盖(2)、轴承盖￠)固定在机架(15)上，丝杠(5)的另一端和密封导轨空腔(10)焊接成为一体，密封导轨空腔(10)固定在滑块(7)上，滑块(7)配置在导轨(13)上，通过导轨(13)引导滑块(7)做直线运动，导轨(13)固定在机架(15)上，密封导轨空腔(10)中设有推动冲头滑块(8)，推动冲头滑块(8)和冲头(12)的顶部连接，推动冲头滑块(8)的底面通过弹簧(9)和密封空腔盖(11)连接，板料(14)放置在冲头(12)正下方的机架(15)上，机架(15) 设有模腔，当冲头(12)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所述的一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置进行无铆连接的方法，其特征在于炸药在密封导轨空腔(10)的中爆炸，推动冲头滑块(8)移动，并带动冲头(12)冲压板料(14)，冲头(12)在运动的过程中有一段空载，在炸药没有爆炸前，推动冲头滑块(8)、密封导轨空腔(10)、滑块(7)都在丝杠(5)的带动下一起运动，当冲头(12) 与板料(14)接触的瞬间，炸药引爆，推动冲头滑块(8)以高的速度带动冲头(12)冲压板料(14)。
全文摘要
一种汽车用铝合金可控式爆炸无铆连接装置及其连接方法，装置包括电机，电机和丝杠的连接，丝杠和密封导轨空腔焊接成为一体，密封导轨空腔固定在滑块上，滑块配置在导轨上，导轨固定在机架上，密封导轨空腔中设有推动冲头滑块，推动冲头滑块和冲头的顶部连接，推动冲头滑块的底面通过弹簧和密封空腔盖连接，板料放置在冲头正下方的机架上，机架设有模腔，炸药在密封导轨空腔的中爆炸，推动冲头滑块移动，并带动冲头冲压上下板料，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，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。
文档编号B21D39/02GK102581150SQ20121004257
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, 范淑琴, 赵升吨, 钟斌, 韩晓兰 申请人:西安交通大学