气液增压式手动铆接设备的设计

邢艳

摘要：对于狭小空间的零件以及需要维修的大型零件，自动铆接设备无法满足操作要求。针对这种情况，从结构、工作原理、设备特点以及工作流程等方面，介绍一种气液增压式手动铆接设备，满足直径50 mm狭小空间零件的铆接工作，效率高，成本低，铆接质量一致性好。

关键词：手动;铆接;设计;气液增压;狭小空间

中图分类号：TH131.1    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）04-0022-03

铆接就是用铆钉连接，是利用轴向力将零件铆钉孔内钉杆墩粗并形成钉头，使多个零件相连接的方法。按照各种铆钉连接方法、铆接结构和空间位置装配要求，选择正确且高效铆接方法显得至关重要。在现代化的装配制造业中，应用最广的是自动铆接技术。然而，对于狭小空间的零件以及需要维修的大型零件，自动铆接设备无法满足操作要求。针对这种情况，设计一种气液增压式手动铆接设备，可进行直径50 mm狭小空间零件的铆接工作，效率高，成本低，铆接一致性好。

1 铆接设备结构设计

铆接设备（如图1）由动力及控制系统、增压机构、执行机构、机架和悬吊操控机构组成。

1.1 气液增压铆接机的增压缸

增压机构是该设备的关键部件。其作用机理为：先由大面积活塞端的低气压产生小面积柱塞端的高液压，高液压直接作用在双支承工作缸活塞杆的大面积柱塞端，将力直接传递给与油压缸活塞杆另一端通过螺纹相连接的施力部分。

油压缸与增压器设计为一体式，保证液压油与压缩空气严格隔离。其工作原理是：增压器的大小受不同承压截面面积的影响而产生不同的压力，当压力不变、受压面积由大变小时，压强随之变化，将气压压力提高到数十倍。

1.2 钳口

锥形尖头、大喉深钳口，适合小直径筒状零件或夹层等复杂结构工件的径向铆接。钳口结构如图2所示。1.3 压铆执行机构

压铆执行机构由一对高刚度铆钳和其上可更换的铆头组成。通过铆钳对压，钳口变小，完成铆钉的墩头塑性成型。

1.4 悬吊操控机构

由重力平衡器、吊索（支架、导轨）和操控手柄组成，可通过手动实现压铆机移动、转动和定位操作。其可根据铆接对象和现场条件进行定制，既可作为移动设备铆接大型工件，也可作为固定设备铆接小型零件。

1.5 特殊功能

1.5.1 铆钳的转动 铆钳可通过支架、横梁和吊索实现3个坐标方向的运动，借助铰链和吊挂机构绕3个坐标轴转动（图3）。

1.5.2 可换铆头 更换铆头可适应不同的铆钉材质、尺寸、钉帽、墩头和板厚等条件（定制设计、选配）。

2 工作原理

气液增压铆接机的增压缸具有快速小力到位的特点，即“软接触”，可最大限度保护模具及工件。每个冲压循环均由快进行程、力行程、返回行程3个行程段构成。在快进行程，由前部的快进气缸纯气动驱动上模具快速小力运动，直至某一位置碰到工件。上模具接触工件后，由工件外阻控制气液增力缸自动开始气液增压的力行程，全力驱动上模具实施冲压加工。完成冲压加工后，转换主控阀，纯气动驱动上模具返回至静止状态，完成返回行程，并处于下一个工作循环准备阶段。

铆接设备气缸通过高压油管、压缩空气管与动力源连接，由脚踏开关控制铆头的压铆和释放。其工作流程为：

1） 调整：根据铆钉帽（墩头）形式和板厚要求，选择、更换铆头;根据铆钉直径和墩头要求，调整气压，设定额定压铆力;

2） 定位：移动铆钳到铆钉位（某些钉帽端铆头的凹陷可帮助快速准确定位）。

3） 压铆：踩下压铆开关，铆钳进入快进行程，钳口快速闭合铆接。踩踏压铆开关的力度可改变压铆速度。

4） 回位：抬起压铆开关，铆钳回位（张开）;铆接一循环结束。

铆接设备高度尺寸远大于另2个方向的尺寸，便于狭小空间工件的铆接。筒状零件的直径和夹层约为60 mm，更换特殊铆头后，可铆接50 mm小筒工件的边缘铆钉。

4 压铆试验

选取直径5 mm的Q235碳钢铆钉，对有孔工件进行铆接试验，铆接力70 KN，墩头直径8.5 mm。铆接铆接状态如图4所示，铆接效率高，噪聲低，质量一致性好。

5 结语

气液增压式手动铆接设备的研发和应用，突破了狭小空间无法使用自动铆接设备的操作限制。同时，设备与传统的手动铆接设备相比，在智能化上有一定突破，可更换铆头并根据工作位置要求快速变化铆接设备的姿态，铆接效率高，噪声低，铆接质量一致性好。

参考文献

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Abstract： For small space parts and large parts need maintenance， automatic riveting equipment can not meet the operation requirements. In view of this situation， from the aspects of structure， working principle， equipment characteristics and working process， this paper introduces a kind of gas-liquid pressurized manual riveting equipment， which can meet the requirements of riveting parts in a narrow space with a diameter of 50 mm， with high efficiency， low cost and good consistency of riveting quality.

Key words： manual; riveting; design; gas-liquid pressurization， narrow space