一种磁阻式电磁铆枪及其温度-电压补偿方法与流程

本发明属于材料塑性成形制造，具体涉及一种磁阻式电磁铆枪及其温度-电压补偿方法。

背景技术：

1、目前，电磁铆接设备正朝着小型化方向发展。现有的电磁铆接设备为感应式，利用电磁感应产生铆接力。设备一般采用饼形放电线圈与金属电枢电磁感应产生的排斥力作为铆接力的设计原理。然而，其电磁斥力仅在电容放电最初瞬间产生较大铆接力，当感应线圈和饼形线圈离开一定距离时，产生的电磁力就会很小，仅有一小部分电容储能被转化为塑性变形能，能量转换效率非常低，一般很难超过5%。在铆接能力要求较高的场合要求电容存储能量就比较大，使得电源设备体积大，工作时脉冲电压和电流幅值高，从而带来一系列成本、体积和安全性等问题。另外，现有电磁铆枪的线圈一般设计为径向绕制的饼状，为保证充足的铆接能力，饼状线圈匝数往往设计得较多，导致线圈外径较大，铆枪较为笨重，限制了其便携操作和在狭窄空间的应用。

2、现有技术中的铆接设备也有通过弹丸在线圈产生的磁场中运动并撞击铆模实现铆接，但存在没有设计缓冲装置和没有考虑线圈温升问题，高强度的铆接作业使得线圈发热严重，线圈的温度变化必然导致线圈的电阻、电感等发生变化，造成铆接效率变化，导致同样铆接电压产生不同铆接力，严重影响铆接镦头尺寸的一致性，进而影响铆接质量。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种磁阻式电磁铆枪，用以提高电磁铆枪的能量转换效率，减小铆枪尺寸，同时，采用温度-电压补偿，实现铆接力的稳定，提高铆接质量，加快电磁铆接设备朝着高效节能、小型化和高质量的方向发展。

2、具体包括铆枪外壳、与铆枪外壳固定连接的枪管；

3、所述铆枪外壳包括壳体和与所述壳体固定连接的端盖，所述枪管位于所述壳体的中心腔道，所述枪管外侧设置有缓冲器、线圈骨架和螺线管线圈，所述缓冲器其中一端与所述端盖固定连接，所述缓冲器的另一端与线圈骨架固定连接，所述线圈骨架套接在所述枪管外侧，所述螺线管线圈缠绕在所述线圈骨架上，所述枪管内部设置有弹丸和可往复运动的冲击头，所述冲击头一端螺纹连接有铆模；

4、当所述螺线管线圈通电后产生磁场，使弹丸受到电磁吸引力而加速至撞击冲击头时产生冲击力完成铆接，而缓冲器用于吸收所述螺线管线圈受到的弹丸的反作用。

5、进一步地，所述壳体底部凸台上固定连接有手柄，所述手柄的一侧设置有放电开关。

6、进一步地，所述壳体底部凸台的中心设有通孔，所述手柄设有与所述壳体底部凸台中心通孔同轴的通孔。

7、进一步地，所述冲击头的前部设置有冲击头压缩弹簧，所述弹丸的后部设置有弹丸缓冲弹簧。所述线圈骨架和所述端盖之间设置有线圈缓冲弹簧，所述线圈缓冲弹簧套接在所述缓冲器外侧。

8、进一步地，所述螺线管线圈侧面设置有温度传感器，其用于测量线圈温度。

9、进一步地，所述螺线管线圈由铜线绕制于线圈骨架上，所述铜线外层为耐高温绝缘漆。

10、进一步地，所述线圈骨架中端设置有与所述枪管外侧相同直径的孔并套在枪管的外侧。

11、进一步地，所述线圈骨架远离冲击头的一端端面开设有环形安装槽，所述缓冲器其中一端的外壳通过螺纹连接于所述环形安装槽内；所述缓冲器另一端的活塞杆通过转接头与所述端盖连接。

12、进一步地，所述转接头分为两个不同直径的圆柱段，两个圆柱段内均开有内螺纹孔，所述端盖上开设有沉头孔，其中，小直径圆柱段放置在端盖沉头孔内，大直径圆柱段与端盖内端面贴合，所述大直径圆柱段与所述缓冲器的活塞杆螺纹连接，所述沉头孔台阶面放有垫圈，采用螺钉从垫圈旋入所述小直径圆柱段的螺纹孔内，使转接头紧紧固定在端盖上。

13、本发明还提供了一种磁阻式电磁铆枪中所用的温度-电压补偿方法，所述方法包括，

14、确定室温下的铆接初始标准电压：根据铆接工艺规范标准，采用上述的铆枪在室温下进行铆接实验，得到铆钉墩头符合标准的铆接初始标准电压；

15、确定在不同螺线管线圈温度下的铆接校正电压：采用所述铆接初始标准电压进行铆接实验测定初始铆接力；加热螺线管线圈至一系列等间隔温度，分别在各温度下进行多次铆接实验，通过不断调整铆接电压，直至测得的铆接力恢复至初始铆接力大小，表明成形墩头尺寸同样恢复至初始标准，记录该螺线管线圈温度下的铆接校正电压；如此进行连续铆接实验，记录下不同螺线管线圈温度下的铆接校正电压；

16、绘制螺线管线圈温度与铆接电压系数曲线：根据得到的所述不同螺线管线圈温度下的铆接校正电压，样条拟合绘制出螺线管线圈温度—铆接电压系数曲线，其中，所述铆接电压系数=铆接校正电压/铆接初始标准电压；

17、铆接温度-电压补偿：在铆枪实际使用过程中，根据温度传感器实时测得的螺线管温度、螺线管线圈温度—铆接电压系数曲线及铆接初始标准电压，计算得到该温度下的铆接校正电压，从而实时调节铆接电压进行温度-电压补偿。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

19、第一、本发明结构简单，在原理上实现了创新，拓展了电磁铆接工艺的多样性；

20、第二、本发明提高了电磁铆枪的能量转换效率，其能量转换效率由现有铆接设备的5%提高到13%，减小了电容储能的需求，在工作时，降低了铆接电压和电流，减小了设备体积和成本，并提高了安全性；

21、第三、本发明中布置了缓冲器和缓冲弹簧，可有效降低铆枪工作时对操作员产生的冲击后坐力，降低工人劳动强度；

22、第四、本发明中螺线管线圈外径较现有饼状线圈外径可减小30%，同时减小了铆枪的外径，使得工人操作更加方便；

23、第五、本发明中安装了温度传感器，可以实时检测线圈温度，利用铆接电压和线圈温度的实验曲线进行铆接温度-电压补偿，消除了由于线圈温度升高带来的铆接力下降而导致的铆接质量不稳定的问题，实现了铆钉镦头尺寸一致。

技术特征：

1.一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，包括铆枪外壳、与铆枪外壳固定连接的枪管；

2.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述壳体底部凸台上固定连接有手柄，所述手柄的一侧设置有放电开关。

3.根据权利要求2所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述壳体底部凸台的中心设有通孔，所述手柄设有与所述壳体底部凸台中心通孔同轴的通孔。

4.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述冲击头的前部设置有冲击头压缩弹簧，所述弹丸的后部设置有弹丸缓冲弹簧；所述线圈骨架和所述端盖之间设置有线圈缓冲弹簧，所述线圈缓冲弹簧套接在所述缓冲器外侧。

5.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述螺线管线圈侧面设置有温度传感器，其用于测量线圈温度。

6.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述螺线管线圈由铜线绕制于线圈骨架上，所述铜线外层为耐高温绝缘漆。

7.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述线圈骨架中端设置有与所述枪管外侧相同直径的孔并套在枪管外侧。

8.根据权利要求1所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述线圈骨架远离冲击头的一端端面开设有环形安装槽，所述缓冲器其中一端的外壳通过螺纹连接于所述环形安装槽内；所述缓冲器另一端的活塞杆通过转接头与所述端盖连接。

9.根据权利要求8所述的一种磁阻式电磁铆枪，其特征在于，所述转接头分为两个不同直径的圆柱段，两个圆柱段内均开有内螺纹孔，所述端盖上开设有沉头孔，其中，小直径圆柱段放置在端盖沉头孔内，大直径圆柱段与端盖内端面贴合，所述大直径圆柱段与所述缓冲器的活塞杆螺纹连接，所述沉头孔台阶面放有垫圈，采用螺钉从垫圈旋入所述小直径圆柱段的螺纹孔内，使转接头紧紧固定在端盖上。

10.权利要求1-9中任意一项所述的一种磁阻式电磁铆枪中所用的温度-电压补偿方法，其特征在于，所述方法包括，

技术总结本发明公开了一种磁阻式电磁铆枪及其温度‑电压补偿方法，包括铆枪外壳、与铆枪外壳固定连接的枪管；铆枪外壳包括壳体和与壳体固定连接的端盖，枪管位于所述壳体的中心腔道，枪管外侧设置有缓冲器、线圈骨架和螺线管线圈，缓冲器其中一端与所述端盖固定连接，其另一端与线圈骨架固定连接，线圈骨架套接在枪管外侧，螺线管线圈缠绕在线圈骨架上，枪管内部设置有弹丸和可往复运动的冲击头，冲击头一端螺纹连接有铆模，本发明提高了传统感应式电磁铆枪的能量利用率，铆枪结构简单，外径小，易于实现电磁铆枪的高效节能、小型化和高质量铆接。本发明采用温度‑电压补偿的方法保证了铆接力的稳定，确保了铆接力的一致性，提高了电磁铆接的实用性。技术研发人员：胡琪,曹增强,霍鲁斌,张铭豪,李亮,杜振飞,龚兴隆受保护的技术使用者：陕西大工旭航电磁科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18