氣液增壓式手動鉚接設備的設計

邢艷

摘要：對于狹小空間的零件以及需要維修的大型零件，自動鉚接設備無法滿足操作要求。針對這種情況，從結構、工作原理、設備特點以及工作流程等方面，介紹一種氣液增壓式手動鉚接設備，滿足直徑50 mm狹小空間零件的鉚接工作，效率高，成本低，鉚接質量一致性好。

關鍵詞：手動;鉚接;設計;氣液增壓;狹小空間

中圖分類號：TH131.1? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2019）04-0022-03

鉚接就是用鉚釘連接，是利用軸向力將零件鉚釘孔內釘桿墩粗并形成釘頭，使多個零件相連接的方法。按照各種鉚釘連接方法、鉚接結構和空間位置裝配要求，選擇正確且高效鉚接方法顯得至關重要。在現代化的裝配制造業中，應用最廣的是自動鉚接技術。然而，對于狹小空間的零件以及需要維修的大型零件，自動鉚接設備無法滿足操作要求。針對這種情況，設計一種氣液增壓式手動鉚接設備，可進行直徑50 mm狹小空間零件的鉚接工作，效率高，成本低，鉚接一致性好。

1 鉚接設備結構設計

鉚接設備（如圖1）由動力及控制系統、增壓機構、執行機構、機架和懸吊操控機構組成。

1.1 氣液增壓鉚接機的增壓缸

增壓機構是該設備的關鍵部件。其作用機理為：先由大面積活塞端的低氣壓產生小面積柱塞端的高液壓，高液壓直接作用在雙支承工作缸活塞桿的大面積柱塞端，將力直接傳遞給與油壓缸活塞桿另一端通過螺紋相連接的施力部分。

油壓缸與增壓器設計為一體式，保證液壓油與壓縮空氣嚴格隔離。其工作原理是：增壓器的大小受不同承壓截面面積的影響而產生不同的壓力，當壓力不變、受壓面積由大變小時，壓強隨之變化，將氣壓壓力提高到數十倍。

1.2 鉗口

錐形尖頭、大喉深鉗口，適合小直徑筒狀零件或夾層等復雜結構工件的徑向鉚接。鉗口結構如圖2所示。1.3 壓鉚執行機構

壓鉚執行機構由一對高剛度鉚鉗和其上可更換的鉚頭組成。通過鉚鉗對壓，鉗口變小，完成鉚釘的墩頭塑性成型。

1.4 懸吊操控機構

由重力平衡器、吊索（支架、導軌）和操控手柄組成，可通過手動實現壓鉚機移動、轉動和定位操作。其可根據鉚接對象和現場條件進行定制，既可作為移動設備鉚接大型工件，也可作為固定設備鉚接小型零件。

1.5 特殊功能

1.5.1 鉚鉗的轉動 鉚鉗可通過支架、橫梁和吊索實現3個坐標方向的運動，借助鉸鏈和吊掛機構繞3個坐標軸轉動（圖3）。

1.5.2 可換鉚頭 更換鉚頭可適應不同的鉚釘材質、尺寸、釘帽、墩頭和板厚等條件（定制設計、選配）。

2 工作原理

氣液增壓鉚接機的增壓缸具有快速小力到位的特點，即“軟接觸”，可最大限度保護模具及工件。每個沖壓循環均由快進行程、力行程、返回行程3個行程段構成。在快進行程，由前部的快進氣缸純氣動驅動上模具快速小力運動，直至某一位置碰到工件。上模具接觸工件后，由工件外阻控制氣液增力缸自動開始氣液增壓的力行程，全力驅動上模具實施沖壓加工。完成沖壓加工后，轉換主控閥，純氣動驅動上模具返回至靜止狀態，完成返回行程，并處于下一個工作循環準備階段。

鉚接設備氣缸通過高壓油管、壓縮空氣管與動力源連接，由腳踏開關控制鉚頭的壓鉚和釋放。其工作流程為：

1） 調整：根據鉚釘帽（墩頭）形式和板厚要求，選擇、更換鉚頭;根據鉚釘直徑和墩頭要求，調整氣壓，設定額定壓鉚力;

2） 定位：移動鉚鉗到鉚釘位（某些釘帽端鉚頭的凹陷可幫助快速準確定位）。

3） 壓鉚：踩下壓鉚開關，鉚鉗進入快進行程，鉗口快速閉合鉚接。踩踏壓鉚開關的力度可改變壓鉚速度。

4） 回位：抬起壓鉚開關，鉚鉗回位（張開）;鉚接一循環結束。

鉚接設備高度尺寸遠大于另2個方向的尺寸，便于狹小空間工件的鉚接。筒狀零件的直徑和夾層約為60 mm，更換特殊鉚頭后，可鉚接50 mm小筒工件的邊緣鉚釘。

4 壓鉚試驗

選取直徑5 mm的Q235碳鋼鉚釘，對有孔工件進行鉚接試驗，鉚接力70 KN，墩頭直徑8.5 mm。鉚接鉚接狀態如圖4所示，鉚接效率高，噪聲低，質量一致性好。

5 結語

氣液增壓式手動鉚接設備的研發和應用，突破了狹小空間無法使用自動鉚接設備的操作限制。同時，設備與傳統的手動鉚接設備相比，在智能化上有一定突破，可更換鉚頭并根據工作位置要求快速變化鉚接設備的姿態，鉚接效率高，噪聲低，鉚接質量一致性好。

參考文獻

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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