一种电磁铆接设备平板线圈的设计制造方法及平板线圈技术

本发明专利技术涉及电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其实现方法如下：根据铆接力设计骨架厚度；骨架上表面中心位置设置缠绕线圈的线圈绕柱，下表面中心设置线圈定位柱；在骨架上贯穿设置内侧接线柱；在骨架的外缘面设置环槽；铜线头部与内侧接线柱铆接固定，将铜线缠满线圈绕柱后留出余量剪断并将铜线剪断端与外侧接线柱铆接固定；采用外侧夹板和内侧夹板分别贴紧骨架上下表面，外侧夹板、内侧夹板以及骨架外缘面形成上胶空间；对上胶空间内上绝缘胶水形成胶环的同时粘合固定外侧接线柱；本发明专利技术可显著提高电磁铆接设备能量利用率，既解决了高压放电时线圈的绝缘问题，又可以保证线圈使用时具有较高的机械强度，同时防止引线接头松动打火。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁铆接设备平板线圈的设计制造方法及平板线圈
本专利技术涉及电磁铆接设备线圈设计制造
，尤其涉及一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法及平板线圈。
技术介绍
随着科技的发展，工业装配制造领域对工件的装配精度、效率、可靠性提出了更高要求；电磁铆接技术凭借强大的优势，应用越来越广泛，尤其在航空航天大尺寸薄壁工件的连接方面。电磁铆接时冲击距离几乎为零，铆钉可短时间完成塑性变形；钉杆膨胀和墩头成形几乎是同步进行，干涉量相对均匀、配合间隙；夹层厚度结构亦可保证较好的铆接质量，接头疲劳寿命远高于普通铆接接头。电磁铆接多为一次成形，相对锤铆噪音污染低，同时也避免了多次铆接时材料的冷作硬化现象。可用于难成形材料铆钉的成形，避免锤铆时墩头处出现剪切破坏的现象；基于上述优势，电磁铆接技术有着广阔的应用前景。然而，电磁铆接时放电线圈是为冲头提供动力的主要部件。线圈结构设计直接关乎到电磁铆接设备能量利用率，及自身的使用寿命。频繁更换线圈既会导致工艺不稳，亦会增加成本投入、影响生产工业生产进程。目前，大多通过螺栓固定绕制好的线圈与线圈骨架，电磁铆接时线圈会受到一定的冲击力，线圈经常松动损坏。此外，线圈引线常常采用弯折扁铜线方式，或采用螺栓压紧接头方式引出，铜线弯折绝缘易损伤其经常发生折断，螺栓松动常常发生接头“打火”烧毁铜线。具体的，如申请专利CN105761900A线圈引线引出方式采用45度翻折，并且有多次直角弯折，铜线易发生损伤甚至折断；如传统的电磁铆接激励线圈的制造技术线圈引线接头采用螺栓压接，接头易发生“打火”烧毁铜线。因此，电磁铆接线圈必须拥有足够的机械强度以及良好的绝缘性能，还应考虑引线接头连接问题。放电线圈优化是推广应用电磁铆接技术必须解决的问题。因此，针对以上不足，需要提供一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法及平板线圈。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法；还提供了一种平板线圈。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于，实现方法如下：第一步：制作骨架：根据铆接力以及安装尺寸设计骨架厚度；所述骨架上表面中心位置设置缠绕线圈的线圈绕柱，下表面中心设置线圈定位柱；在所述骨架上贯穿设置将线圈内侧接头引出的内侧接线柱；在所述骨架的外缘面设置环槽；第二步：缠绕铜线：铜线头部与所述内侧接线柱铆接固定，将铜线缠满所述线圈绕柱后留出余量剪断并将铜线剪断端与外侧接线柱铆接固定；第三步：上胶固定：采用外侧夹板和内侧夹板分别贴紧所述骨架上下表面，所述外侧夹板、所述内侧夹板以及所述骨架外缘面形成上胶空间；对所述上胶空间内上绝缘胶水形成胶环的同时粘合固定所述外侧接线柱。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第一步中，在所述骨架上设置一个与所述内侧接线柱形状匹配的贯穿孔，将所述内侧接线柱压入所述贯穿孔进行固定；所述线圈绕柱侧表面设置有与所述贯穿孔正对的容纳所述内侧接线柱的开口槽。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第二步中，将所述骨架的所述线圈定位柱利用四爪卡盘夹紧，四爪卡盘则由手动减速机驱动转动，一人缓慢摇动减速机，使所述骨架缓慢转动；一人捋直铜线，使铜线紧贴所述骨架表面慢慢缠绕在所述线圈绕柱上，同时用橡皮锤轻轻敲打已缠绕的铜线，使铜线紧贴所述骨架表面，并且缠绕紧密。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第二步中，铜线缠满后通过胶带使铜线与所述骨架固定，固定完毕后松开铜线，而后再留下设计余量将铜线剪断。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第二步中，铜线与所述外侧接线柱铆钉固定后，胶带将所述外侧接线柱固定在所述骨架的外缘处。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第二步中，所述内侧接线柱与所述外侧接线柱均与所述铜线通过铆钉固定；所述内侧接线柱与所述外侧接线柱均由铜制成，且两端开设有开槽；所述内侧接线柱与所述外侧接线柱，一端均设置有与所述开槽方向垂直的与所述铆钉配合铆接的铆接孔，所述铆接孔与所述开槽连通；连接时，铜线位于所述开槽内。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第三步中，所述绝缘胶水由环氧树脂、聚酰胺树脂和增韧剂；环氧树脂与聚酰胺树脂的配比为3:1，增韧剂为环氧树脂的5％。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第三步中，对所述上胶空间内上绝缘胶水形成胶环时，先刷上一层绝缘胶水，使胶水灌满线圈骨架的环槽，然后使用玻璃丝带在骨架外缘缠绕一圈，再在刚缠绕的玻璃丝带上刷绝缘胶水，而后继续缠绕玻璃丝带，这样往复交替，直至缠绕的玻璃丝带的厚度达到设计的胶环厚度。本专利技术所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其中：所述第一步中，铆接力计算方法如下：铆接力模型建立：根据电磁铆接原理，将铆接过程可简化为放电线圈与驱动线圈模型；驱动片等效为半径不同的双线圈计算，两线圈的位置分别位于平均半径的两侧，故将驱动片可等效为五个单匝线圈进行计算；铆接力求解：忽略线圈的电阻，由等效电路模型可以列出如下驱动线圈的电压平衡方程如下：从S到P的位矢为：R＝r-rs＝(rsinθ-acosφ′)ex-asinφ′ey+rcosθez；根据毕奥-萨伐尔定律，圆环电流I在P点产生的磁感强度为其中E，K分别为第一和第二全椭圆积分；计算两共轴载流圆环线圈之间的作用力，设环心相距为a，它们的半径和电流分别为R1，I1和R2，I2，由感应电流的原理可知，I1和I2的流向相反，为了求力可利用安培力公式：dFz＝-I2R2Bρdφ2ez，利用前面求出的铆接力公式进行求解，最终得到冲击力随时间的变化曲线。本专利技术还提供了一种平板线圈，根据上述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述平板线圈根据所述电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法制成。实施本专利技术的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，具有以下有益效果：本专利技术从电磁铆接原理出发，分析线圈周围感应电流规律，结合毕奥-萨伐尔定律求解电磁铆接冲击力，根据铆接力大小指导线圈参数设计，可显著提高电磁铆接设备能量利用率；采用环氧树脂胶结合玻璃丝带紧固线圈及其骨架，既解决了高压放电时线圈的绝缘问题，又可以保证线圈使用时具有较高的机械强度；采用铆接引线接头，可有效防止引线接头松动打火；此外，采用高导电率铆钉铆接，使接头接触良好不会影响线圈导电。附图说明图1是本专利技术实施例一方法流程图；图2是本专利技术实施例一平板线圈结构示意图；图3是本专利技术实施例一骨架剖视图；图4是本专利技术实施例一骨架俯视图；图5是本专利技术实施例一内、外侧接线柱侧视图；图6是本专利技术实施例一内、外侧接线柱俯视图；图7是本专利技术实施例一铜线与接线柱连接示意图；图8是本专利技术实施例一内侧夹板俯视图；图9是本专利技术实施例一外侧夹板俯视图；图10是本专利技术实施例一电磁铆接理论模型；图11是本专利技术实施例一放电线圈的笛卡尔坐标；图12是本专利技术实施例一两共轴截流圆环线圈；图13是本专利技术实施例一不同电压下冲击力随时间变化曲线。图中：1.外侧接线柱、2.内侧接线柱、3.胶环、4.骨架、5.线圈、6.接线柱(内侧接线柱和外侧接线柱)、7.铜线、8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于，实现方法如下：第一步：制作骨架：根据铆接力以及安装尺寸设计骨架厚度；所述骨架上表面中心位置设置缠绕线圈的线圈绕柱，下表面中心设置线圈定位柱；在所述骨架上贯穿设置将线圈内侧接头引出的内侧接线柱；在所述骨架的外缘面设置环槽；第二步：缠绕铜线：铜线头部与所述内侧接线柱铆接固定，将铜线缠满所述线圈绕柱后留出余量剪断并将铜线剪断端与外侧接线柱铆接固定；第三步：上胶固定：采用外侧夹板和内侧夹板分别贴紧所述骨架上下表面，所述外侧夹板、所述内侧夹板以及所述骨架外缘面形成上胶空间；对所述上胶空间内上绝缘胶水形成胶环的同时粘合固定所述外侧接线柱。

【技术特征摘要】
1.一种电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于，实现方法如下：第一步：制作骨架：根据铆接力以及安装尺寸设计骨架厚度；所述骨架上表面中心位置设置缠绕线圈的线圈绕柱，下表面中心设置线圈定位柱；在所述骨架上贯穿设置将线圈内侧接头引出的内侧接线柱；在所述骨架的外缘面设置环槽；第二步：缠绕铜线：铜线头部与所述内侧接线柱铆接固定，将铜线缠满所述线圈绕柱后留出余量剪断并将铜线剪断端与外侧接线柱铆接固定；第三步：上胶固定：采用外侧夹板和内侧夹板分别贴紧所述骨架上下表面，所述外侧夹板、所述内侧夹板以及所述骨架外缘面形成上胶空间；对所述上胶空间内上绝缘胶水形成胶环的同时粘合固定所述外侧接线柱。2.根据权利要求1所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述第一步中，在所述骨架上设置一个与所述内侧接线柱形状匹配的贯穿孔，将所述内侧接线柱压入所述贯穿孔进行固定；所述线圈绕柱侧表面设置有与所述贯穿孔正对的容纳所述内侧接线柱的开口槽。3.根据权利要求1所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述第二步中，将所述骨架的所述线圈定位柱利用四爪卡盘夹紧，四爪卡盘则由手动减速机驱动转动，一人缓慢摇动减速机，使所述骨架缓慢转动；一人捋直铜线，使铜线紧贴所述骨架表面慢慢缠绕在所述线圈绕柱上，同时用橡皮锤轻轻敲打已缠绕的铜线，使铜线紧贴所述骨架表面，并且缠绕紧密。4.根据权利要求1所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述第二步中，铜线缠满后通过胶带使铜线与所述骨架固定，固定完毕后松开铜线，而后再留下设计余量将铜线剪断。5.根据权利要求1所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述第二步中，铜线与所述外侧接线柱铆钉固定后，胶带将所述外侧接线柱固定在所述骨架的外缘处。6.根据权利要求1所述的电磁铆接设备的平板线圈设计制造方法，其特征在于：所述第二步中，所述内侧接线柱与所述外侧接线柱均与所述铜线通过铆钉固定；所述内侧接线柱与所述外侧接线...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊佳，张旭，柳泉潇潇，
申请(专利权)人：哈工大机器人岳阳军民融合研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43