CN108176795B - 一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法 - Google Patents

一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其包括如下步骤：步骤一：划线；步骤二：钻导孔；步骤三：钻铰孔；步骤四：制双角度窝；步骤五：送钉；步骤六：采用电磁脉冲铆接；步骤七：铆接后的检验。本发明提供一种高可靠性的针对铸铝材料(例如ZL114)壳体的磁脉冲密封铆接方法，铆接后壳体可承受0.35MPa轴外压，保压0.5小时后，压降±0.05MPa，满足密封要求。相比传统的气动锤铆方式，使用该方法成型后铆成头的一致性更好，铆接效率提高50％以上。

Description

一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法
技术领域
本发明属于一种磁脉冲铆接方法，具体涉及一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法。
背景技术
某新型飞行器的水下发射环境对其全弹的密封性能提出了较高的要求。其设计结构上大量采用了密封铆接等连接形式，要求密封铆接后的壳体能够承受0.35MPa的内、外压保持其密封性能。其铆接质量可靠性要求高，其铆接质量直接关系到发射的成败。
密封铆接与普通铆接的不同，对制孔、制窝精度要求较高，不易控制；钉孔的划伤仅允许存在于非密封表面一侧，划伤深度不大于0.04mm，对操作工人的操作技术和经验要求较高；镦头必须填满铆钉窝；铆接时镦头易歪斜则不易达到所需干涉量产品气密性能要求；高自封铆钉的锤击成型不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高可靠性的针对铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法。
实现本发明目的的技术方案：一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其包括如下步骤：
步骤一：划线
按图纸在零件上画出铆钉导孔位置线；
步骤二：钻导孔
在划线位置钻出底孔，Φ3mm铆钉底孔孔径Φ2.8mm，Φ4mm铆钉底孔孔径Φ3.8mm，Φ5mm铆钉底孔孔径Φ4，保证孔与试片表面垂直；
步骤三：钻铰孔
控制转速600r/min以内铰孔，钻头应始终与零件表面保持垂直，孔径加工精度为Ф3H10、Ф4H10、Ф5H10，孔径允差偏差
Figure BDA0001487524090000021
孔粗糙度
Figure BDA0001487524090000022
孔内表面无划伤，孔周围无棱边、缺口或裂纹；
步骤四：制双角度窝
在密封表面，制双角度窝82°/30°，保证制窝精度，粗糙度为
Figure BDA0001487524090000023
步骤五：送钉
在钉孔内***铆钉，钉帽在非密封面一侧，钉杆在制窝一侧；
步骤六：采用电磁脉冲铆接
采用正铆铆接方式进行铆接，电磁脉冲设备的主枪和钉头接触，副枪和钉杆侧接触；钉头侧铆模安装在主枪上，钉尾侧铆模安装在铆枪上；铆模的工作面形状应具有60°锥面；铆模与铆钉接触面应贴白胶布进行防护；设置主枪、副枪的电压后进行铆接；
步骤七：铆接后的检验。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，步骤六中，钉杆侧铆模的工作面形状和尺寸如下表。
表1
Figure BDA0001487524090000024
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其步骤七：铆接后的检验包括如下：
1)间隙检查：铆钉钉头应与被铆接零件的表面紧密贴合，无间隙，镦头填满铆钉窝；
2)成型检查：Φ3mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.2mm～1.35mm之间，直径在5mm～5.5mm之间；Φ4mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.6mm～1.8mm之间，直径在5mm～6.5mm之间；Φ5mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在2.0mm～2.25mm之间，直径在7.5mm～8.5mm之间。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其步骤六中，电压值的选择参考表2如下。
表2
铆钉直径mm 铆钉材料 电压值V
Φ3 2A10 380～550
Φ4 2A10 460～650
Φ5 2A10 600～760
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其所述的铸铝材料为ZL114A铸铝材料。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其所述步骤四制双角度窝，制窝后用塞规检验。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其对铸铝材料壳体进行磁脉冲密封铆接前，应进行试片试验，试验步骤与上述步骤相同；所述的试片材料与铸铝材料壳体相同、厚度相同。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其试片铆接后进行干涉量检验。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其所述的干涉量检验为沿平行铆钉轴线方向，从两边锯至接近铆钉部位，将板拉开，取出铆钉，用千分尺测量所示部位的直径与原孔径之差即为绝对干涉量，满足铆钉直径
Figure BDA0001487524090000031
绝对干涉量为：0.024～0.15mm；铆钉直径
Figure BDA0001487524090000033
绝对干涉量为：0.032～0.2mm；铆钉直径
Figure BDA0001487524090000032
绝对干涉量为：0.04～0.25mm。
如上所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其采用带60°浅杯结构的钉杆侧铆模。
本发明的效果在于：本发明提供一种高可靠性的针对铸铝材料(例如ZL114)壳体的磁脉冲密封铆接方法，铆接后壳体可承受0.35MPa轴外压，保压0.5小时后，压降±0.05MPa，满足密封要求。相比传统的气动锤铆方式，使用该方法成型后铆成头的一致性更好，铆接效率提高50％以上。根据上述磁脉冲密封铆接方法进行了某型号壳段的密封铆接，其铆接性能符合密封要求，铆成头一致性较手工铆接更好，铆接效率角气动锤铆提高50％。采用本发明可在铸铝材料壳体上连接铝合金或钢等材料的支架、支座等。
附图说明
图1本发明所述的采用正铆铆接方式进行铆接；
图2整钉测量法测量位置；
图3铆模的工作面形状示意图。
图中：1主枪；2副枪；3钉头侧铆模；4钉尾侧铆模；5铸铝材料壳体；6铸铝材料壳体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法作进一步描述。
实施例1
本发明所述的一种ZL114A铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其包括如下步骤：
步骤一：划线
按图纸在零件上画出铆钉导孔位置线。
步骤二：钻导孔
在划线位置钻出底孔，Φ3mm铆钉底孔孔径Φ2.8mm，Φ4mm铆钉底孔孔径Φ3.8mm，Φ5mm铆钉底孔孔径Φ4，保证孔与试片表面垂直。
步骤三：钻铰孔
控制转速600r/min以内铰孔，钻头应始终与零件表面保持垂直，孔径加工精度为Ф3H10、Ф4H10、Ф5H10，孔径允差偏差
Figure BDA0001487524090000051
孔粗糙度
Figure BDA0001487524090000052
孔内表面无划伤，孔周围无棱边、缺口或裂纹。
步骤四：制双角度窝
在密封表面，制双角度窝82°/30°，保证制窝精度，粗糙度为
Figure BDA0001487524090000053
制窝后用塞规检验。
步骤五：送钉
在钉孔内***铆钉，钉帽在非密封面一侧，钉杆在制窝一侧。
步骤六：电磁脉冲铆接
如图1所示，采用正铆铆接方式进行铆接，电磁脉冲设置的主枪1和钉头接触，副枪2和钉杆侧接触。钉头侧铆模3安装在主枪1上，钉尾侧铆模4安装在铆枪2上。铆模4的工作面形状应具有图3所示的60°锥面。铆模3与铆钉接触面应贴白胶布进行防护；
表1钉杆侧铆模的工作面形状和尺寸
钉径d 3 4 5
槽深H 0.8 1 1
槽径A 3 4 5
设置主枪1、副枪2的电压后进行铆接。电压值的选择参考表2，但以试片试验后电压为准；
表2常用电压
铆钉直径mm 铆钉材料 电压值V
Φ3 2A10 380～550
Φ4 2A10 460～650
Φ5 2A10 600～760
步骤七：铆接后的检验
1)间隙检查：铆钉钉头应与被铆接零件的表面紧密贴合，无间隙，镦头填满铆钉窝。
2)成型检查：Φ3mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.2mm～1.35mm之间，直径在5mm～5.5mm之间；Φ4mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.6mm～1.8mm之间，直径在5mm～6.5mm之间；Φ5mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在2.0mm～2.25mm之间，直径在7.5mm～8.5mm之间。
实施例2
在进行实施例1所述的铸铝材料壳体磁脉冲密封铆接前，应进行试片试验，试验步骤与实施例1所述步骤相同；所述的试片材料与ZL114A铸铝材料壳体相同、厚度相同。
试片铆接后进行干涉量检验。干涉量检验只在铆接试片上进行，试片按图2中规定的尺寸和孔位排布方法制备，其材料和厚度应与正式铆接相同；
试片铆接后，沿平行铆钉轴线方向，从两边锯至接近铆钉部位，将板拉开，取出铆钉，用千分尺测量D1～D4所示部位的直径与原孔径之差即为绝对干涉量，见图3。在两零件结合面上、下各有1点满足铆钉直径φ3绝对干涉量为：0.024～0.15mm；铆钉直径φ4绝对干涉量为：0.032～0.2mm；铆钉直径φ5绝对干涉量为：0.04～0.25mm。
为保证磁脉冲铆接后铆成头不产生裂纹且铆钉干涉量沿钉杆方向均匀，采用带60°浅杯结构的钉杆侧铆模。铆接的电压以试片试验结果为准。
铆接后，铆钉钉头应与被铆接零件的表面紧密贴合，无间隙，镦头填满铆钉窝。Φ3mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.2mm～1.35mm之间，直径在5mm～5.5mm之间；Φ4mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.6mm～1.8mm之间，直径在5mm～6.5mm之间；Φ5mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在2.0mm～2.25mm之间，直径在7.5mm～8.5mm之间。

Claims (5)

1.一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：所述的铸铝材料为ZL114A铸铝材料；
步骤一：划线
按图纸在零件上画出铆钉导孔位置线；
步骤二：钻导孔
在划线位置钻出底孔，Φ3mm铆钉底孔孔径Φ2.8mm，Φ4mm铆钉底孔孔径Φ3.8mm，Φ5mm铆钉底孔孔径Φ4，保证孔与试片表面垂直；
步骤三：钻铰孔
控制转速600r/min以内铰孔，钻头应始终与零件表面保持垂直，孔径加工精度为Ф3H10、Ф4H10、Ф5H10，孔径允差偏差
Figure FDA0002402111980000011
孔粗糙度
Figure FDA0002402111980000012
孔内表面无划伤，孔周围无棱边、缺口或裂纹；
步骤四：制双角度窝
在密封表面，制双角度窝82°/30°，保证制窝精度，粗糙度为
Figure FDA0002402111980000013
步骤五：送钉
在钉孔内***铆钉，钉帽在非密封面一侧，钉杆在制窝一侧；
步骤六：采用电磁脉冲铆接
采用正铆铆接方式进行铆接，电磁脉冲设备的主枪(1)和钉头接触，副枪(2)和钉杆侧接触；钉头侧铆模(3)安装在主枪(1)上，钉尾侧铆模(4)安装在铆枪(2)上；铆模(4)的工作面形状应具有60°锥面；铆模(3)与铆钉接触面应贴白胶布进行防护；设置主枪(1)、副枪(2)的电压后进行铆接；采用带60°浅杯结构的钉杆侧铆模；
步骤七：铆接后的检验，检验包括如下：
1)间隙检查：铆钉钉头应与被铆接零件的表面紧密贴合，无间隙，镦头填满铆钉窝；
2)成型检查：Φ3mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.2mm～1.35mm之间，直径在5mm～5.5mm之间；Φ4mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在1.6mm～1.8mm之间，直径在5mm～6.5mm之间；Φ5mm直径铆钉铆接后，铆成头高度应在2.0mm～2.25mm之间，直径在7.5mm～8.5mm之间。
2.根据权利要求1所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其特征在于，所述步骤四制双角度窝，制窝后用塞规检验。
3.根据权利要求1所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其特征在于，对铸铝材料壳体进行磁脉冲密封铆接前，应进行试片试验，试验步骤与上述步骤相同；所述的试片材料与铸铝材料壳体相同、厚度相同。
4.根据权利要求3所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其特征在于，试片铆接后进行干涉量检验。
5.根据权利要求4所述的一种铸铝材料壳体的磁脉冲密封铆接方法，其特征在于，所述的干涉量检验为沿平行铆钉轴线方向，从两边锯至接近铆钉部位，将板拉开，取出铆钉，用千分尺测量所示部位的直径与原孔径之差即为绝对干涉量，满足铆钉直径Φ3绝对干涉量为：0.024～0.15mm；铆钉直径Φ4绝对干涉量为：0.032～0.2mm；铆钉直径Φ5绝对干涉量为：0.04～0.25mm。
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