一种无铆钉微铆接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无铆钉微铆接装置，包括用于发射激光的激光发射系统、用于将激光传导至工件铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件的安装台，安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡。将空化泡生长初期产生的等离子体冲击波和空泡溃灭时产生的冲击波及射流导引至工件上，使工件发生塑性变形形成铆接镶嵌点，完成铆接。本发明专利技术所提供的无铆钉微铆接装置，以去离子水作为媒介，利用激光诱导去离子水产生的空化泡在膨胀、溃灭过程中的冲击波加载代替传统实体冲头施加作用力，在微尺度下将两块箔板铆接在一起，实现同种或异种材料微型箔板零件的连接。

A rivetless micro-riveting device

The invention discloses a rivetless micro riveting device, which includes a laser transmitting system for transmitting laser, a laser transmitting device for transmitting laser to the riveting point of a workpiece, and an installation platform for placing workpiece. The installation platform is provided with a water tank for placing deionized water to fill the riveting point of a workpiece so as to induce deionization when the laser irradiates the riveting point. Water produces cavitation bubbles. The plasma shock wave produced in the initial stage of cavitation bubble growth and the shock wave and jet generated in the collapse of cavitation bubble are directed to the workpiece to form riveting insert point and complete riveting. The rivetless micro-riveting device of the invention uses deionized water as the medium, uses the shock wave loading generated by laser-induced deionized water to replace the traditional solid punch to exert force in the process of expansion and collapse, and rivets two foil plates together in micro-scale to realize the connection of micro-foil parts of the same or different materials.

【技术实现步骤摘要】
一种无铆钉微铆接装置
本专利技术涉及微型化连接
，更具体地说，涉及一种无铆钉微铆接装置。
技术介绍
如今，产品的精密化和微型化已成为工业制造发展的一个重要热点，精密、微型化的产品在医疗、航空航天、精密电子等领域有着重要的应用，同时受到学术界和工业界的广泛关注，而微型产品制造中对于零件的衔接是不可忽视的一部分，微制造行业中迫切需要可以连接同种或异种箔板材料的高效微连接技术，实现高效、可靠的微型零件连接是对微制造技术提出的全新挑战。现有技术中微型箔板材料的连接方法有：传统熔焊、电阻焊、传统机械紧固技术、胶粘、以及激光加热微铆焊等。其中，传统的熔焊和电阻焊对于熔点较低，热传导性较好的材料不适用，这两种技术基于热效应，无法连接异种金属箔板，尤其是在微尺度下的时候，材料无法形成有效的熔池。胶粘技术其过程较复杂，容易出现缺胶，涂胶过量的问题，工艺过程需解决清洁问题，并且需要后处理，比如烘干，去除多于的胶水。激光加热无铆钉铆接利用材料吸收激光后熔融成形，但对于高反光，高熔点，热传导强的材料有很大的局限。因此，如何解决微型零件连接的方法中效果差、适用范围小的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种无铆钉微铆接装置，该装置可以实现同种或异种箔板材料的高效、可靠的微连接。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无铆钉微铆接装置，包括用于发射激光的激光发射系统、用于将激光传导至工件铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件的安装台，所述安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡。优选的，还包括用于检测激光照射位置的检测装置，所述检测装置信号连接于控制系统，所述控制系统用于根据所述检测装置的检测信息移动所述安装台的位置，以使激光照射在工件的铆接点处。优选的，所述安装台设置于用于调整所述安装台位置的三维移动平台上，所述三维移动平台信号连接于所述控制系统。优选的，所述检测装置为CCD在线视频检测系统。优选的，所述控制系统、所述激光发射系统、以及所述三维移动平台均设于机床工作台上。优选的，所述安装台上还设有用于将激光聚焦于铆接点的聚焦镜片。优选的，所述激光传导装置为反光镜。优选的，所述反光镜设于所述安装台上，所述反光镜与所述安装台保持相对固定。优选的，所述安装台包括用于夹持工件的上模与下模，以及用于夹持所述上模与所述下模的夹具，所述水槽为设于所述上模上端的凹孔，所述上模的下端设有与所述凹孔连通的、用于使空化泡在膨胀、溃灭过程中的冲击波穿过的小孔，所述下模的上端在所述铆接点处设有便于所述工件发生塑性变形的凹槽。优选的，所述上模的上端开口处还设有防止去离子水飞溅的透明玻璃盖板。本专利技术所提供的无铆钉微铆接装置，包括用于发射激光的激光发射系统、用于将激光传导至工件的铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件的安装台，安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡，将空化泡生长初期产生的等离子体冲击波和空泡溃灭时产生的冲击波及射流导引至工件上，使工件发生塑性变形形成铆接镶嵌点，完成铆接。本专利技术所提供的无铆钉微铆接装置，以去离子水作为媒介，利用激光诱导去离子水产生的空化泡在膨胀、溃灭过程中的冲击波加载代替传统实体冲头施加作用力，在微尺度下将两块箔板铆接在一起，实现同种或异种材料微型箔板零件的连接。针对高反光、高熔点、热传导性较强的箔板连接难题，无铆钉铆接技术基于材料塑性变形，结合激光诱导技术，依据板件本身的材料冷挤压变形，形成变形点，无需外部热源，即可完成将同种或异种金属箔板材料微连接，具有结构简单，响应速度快，可靠性高，工艺过程清洁，适用范围广且成本低的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供无铆钉微铆接装置具体实施例的内部结构示意图。其中，1-机床工作台、2-控制系统、3-激光发射系统、4-反光镜、5-凹孔、6-小孔、7-凹槽、8-聚焦镜片、9-检测装置、10-透明玻璃盖板、11-上模、12-工件、13-下模、14-三维移动平台、15-夹具。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种无铆钉微铆接装置，该装置可以实现同种或异种箔板材料的高效、可靠的微连接。请参考图1，图1为本专利技术所提供无铆钉微铆接装置具体实施例的内部结构示意图。本专利技术所提供的一种无铆钉微铆接装置，包括用于发射激光的激光发射系统3、用于将激光传导至工件12铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件12的安装台，安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件12铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡。其中，激光发射系统3主要的作用在于发射能够诱导去离子水产生空化泡的激光，激光发射系统3一般包括激光发射器、冷却系统以及光学元器件。激光传导装置用于将激光发射系统3发射的激光传导至工件12的铆接点处，安装台用于安装工件12，以及在工件12的铆接点处填充去离子水，因此安装台上需要设置用于存放去离子水的水槽，水槽的上端应当能够使激光射入，以使激光能够照射在工件12的铆接处，使激光在工件12的铆接处诱导去离子水产生空化泡，去离子水为去掉多余杂质离子的水，以便激光在穿过去离子水时不会受到干扰。激光发射系统3产生的激光光束照射于填满去离子水的工件12铆接点时，诱导去离子水产生空化泡，将空化泡生长初期产生的等离子体冲击波和空泡溃灭时产生的冲击波及射流导引至工件上，使工件发生塑性变形形成铆接镶嵌点，完成铆接。本专利技术所提供的无铆钉微铆接装置，以去离子水作为媒介，利用激光诱导去离子水产生的空化泡在膨胀、溃灭过程中的冲击波加载代替传统实体冲头施加作用力，在微尺度下将两块箔板铆接在一起，实现同种或异种材料微型箔板零件的连接。针对高反光、高熔点、热传导性较强的箔板连接难题，无铆钉铆接技术基于材料塑性变形，结合激光诱导技术，依据板件本身的材料冷挤压变形，形成变形点，无需外部热源，即可完成将同种或异种金属箔板材料连接，具有结构简单，响应速度快，可靠性高，工艺过程清洁，适用范围广且成本低的优点。在上述实施例的基础之上，还包括用于检测激光照射位置的检测装置9，检测装置9信号连接于控制系统2，控制系统2用于根据检测装置9的检测信息移动安装台的位置，以使激光照射在工件12的铆接点处。考虑到激光发射系统3产生的激光光束在照射的时候可能会由于工件12位置的改变而未能准确的照射在工件12的铆接点处，此时便需要通过移动激光发射系统3或者安装台的位置，来调整激光的照射位置。为提高本专利技术所提供的无铆钉微铆接装置操作的智能化，还可设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铆钉微铆接装置，其特征在于，包括用于发射激光的激光发射系统(3)、用于将激光传导至工件(12)铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件(12)的安装台，所述安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件(12)铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡。

【技术特征摘要】
1.一种无铆钉微铆接装置，其特征在于，包括用于发射激光的激光发射系统(3)、用于将激光传导至工件(12)铆接点的激光传导装置、以及用于放置工件(12)的安装台，所述安装台上设有用于放置去离子水、以使去离子水填充于工件(12)铆接点的水槽，以使激光照射至铆接点时诱导去离子水产生空化泡。2.根据权利要求1所述的无铆钉微铆接装置，其特征在于，还包括用于检测激光照射位置的检测装置(9)，所述检测装置(9)信号连接于控制系统(2)，所述控制系统(2)用于根据所述检测装置(9)的检测信息移动所述安装台的位置，以使激光照射在工件(12)的铆接点处。3.根据权利要求2所述的无铆钉微铆接装置，其特征在于，所述安装台设置于用于调整所述安装台位置的三维移动平台(14)上，所述三维移动平台(14)信号连接于所述控制系统(2)。4.根据权利要求3所述的无铆钉微铆接装置，其特征在于，所述检测装置(9)为CCD在线视频检测系统。5.根据权利要求4所述的无铆钉微铆接装置，其特征在于，所述控制系统(2)、所述激光发射系统(3)、以及所述三维移...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钟宁，黄兴，陈铁牛，王亮亮，邓宇，
申请(专利权)人：广东工业大学，佛山市铬维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44