自沖鉚接技術與設備
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新工藝 | 課題來源: | 地方計劃 |
起止時間: | 2009.01 至2015.02 | 研究形式: | 獨立研究 | 所處階段: | 中期階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
1、任務來源:
江西省科技支撐計劃項目(編號2009BGA01700)“新型鉚釘鉚接技術研究”;江西省“贛鄱英才555工程” 領軍人才培養計劃(贛人字[2012]1號)。
2、應用領域和技術原理:
本項目自主研究和開發了氣液增壓自沖鉚接機,包括氣液增壓控制系統、自沖鉚接機構、電路控制系統和支撐座。該鉚接機可以實現半空心鉚釘、管狀鉚釘、帶法蘭管狀鉚釘、橢圓管狀鉚釘、無鉚釘等多種鉚釘自沖鉚接,能夠連接不同種類材料,具有低成本、高效率、鉚接力大且在規定范圍內無級可調、鉚接速度快、可靠性高、無污染、環保且安裝方便。該成果可用于汽車、飛機、火車、輪船、橋梁、房屋建筑、交通標志、家用電器等領域。
3、性能指標:
1) 研制氣液增壓自沖鉚接機1臺,能夠連接多層鋁板、鍍層鋼板、鋁板與鋼板兩種不同材料等;不需要預鉆孔,耐疲勞,具有低成本、高效率、鉚接力大且在規定范圍內無級可調、鉚接速度快、低能耗、可靠性高、無熱輻射、無火花、無廢料、環保且安裝方便等優點。
2) 利用氣液增壓自沖鉚接機能實現半空心鉚釘、管狀鉚釘、帶法蘭管狀鉚釘、橢圓管狀鉚釘、無鉚釘等的自沖鉚接。
3) 項目授權發明專利1件、實用新型專利2件;申請發明專利1件。
4) 發表相關學術論文20多篇。
5) 培養了江西省青年科學家、江西省主要學科學術和技術帶頭人、江西省贛鄱英才555工程領軍人才,培養了研究生8名,形成一支從事板料連接方向的研究團隊。
6) 項目負責人作為重點實驗室主任的江西省載運工具與裝備重點實驗室2013年通過江西省科技廳的評估。
4、與國內外同類技術比較
根據我們的調研和上海交通大學教育部科技查新工作站(Z14)的查新結果,綜合分析國內外相關文獻,得出以下結論:
檢索到的文獻中有利用氣液增壓技術的自動鎖鉚機或鉚接機的專利文獻報道,以上研究與本課題組設計研究的無需預打孔自沖式氣液增壓鉚接機的不同。本課題組針對自沖鉚接機C型框架結構進行了優化方法的研究。
檢索到的文獻中有專用于自沖鉚接技術的管狀自沖鉚釘的研究成果,也有利用氣液增壓自沖鉚接機進行半空心鉚釘、管狀鉚釘和無鉚鉚釘的自沖鉚接工藝過程、工藝參數、力學性能、數值模擬和試驗研究。以上文獻都是本課題組成員發表的研究成果。
檢索到的文獻報道了針對碳纖維增強復合材料和鋁合金材料半空心鉚釘自沖鉚接建立的數值模擬模型;有基于有限元技術的自沖鉚接多物理場的數值模型,采用LS-DYNA軟件建立鋁合金材料自沖鉚接的有限元模型;也有研究板材的自沖鉚接和無鉚釘鉚接的靜態、疲勞性能和力學性能等。以上自沖鉚接技術的研究其基于的試驗機器與該項目組氣液增壓自沖鉚接機不同。
綜上所述,在國內外公開發表的文獻中,除 本課題組的相關研究文獻外,未見與本課題類似的研制了一種以氣液增壓缸為動力系統的自沖鉚接機,并利用該機器進行半空心鉚釘、管狀鉚釘、帶法蘭管狀鉚釘、橢圓管狀鉚釘、無鉚釘等自沖鉚接技術研究相關報道。
5、成果的創造性、先進性
1) 對半空心鉚釘、管狀鉚釘、帶法蘭管狀鉚釘、橢圓管狀鉚釘、無鉚釘等自沖鉚接過程和連接強度進行了數值模擬與實驗分析,得出了影響鉚接強度的主要因素,實現了鉚接參數優化。
2) 開發了氣液增壓自沖鉚接機,包括氣液增壓控制系統、自沖鉚接機構、電路控制系統和支撐座。
3) 研制與鉚接機相匹配的凸凹模裝置,能在鉚接機上實現半空心鉚釘、管狀鉚釘、帶法蘭管狀鉚釘、橢圓管狀鉚釘、無鉚釘等的自沖鉚接。
6、作用意義(直接經濟效益和社會意義)
1) 隨著汽車工業突飛猛進的發展,對汽車經濟性要求越來越高,重要措施之一便是追求車身輕量化,以節約能源。為降低車輛重量,一些輕型材料,如鋁合金、鎂合金等被用作車身的主要材料,這些都可以采用自沖鉚接方式來進行連接。
2) 實現自沖鉚接技術,最重要的是自沖鉚接機的研究。對自沖鉚接機理進行研究,并開發具有自主知識產權的鉚接設備,對新型輕量化材料在國內汽車生產企業中的廣泛應用具有重要意義。該成果可用于汽車、飛機、火車、輪船、橋梁、房屋建筑、交通標志、家用電器等領域。
3) 推動華東交通大學學科建設的發展。《材料科學與工程》一級學科碩士點獲批準;《交通運輸工程》獲批準博士點。
應用前景
主要應用行業: | 制造業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 小批量或小范圍應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 華東交通大學 | ||
單位地址: | 江西省南昌市昌北開放開發區 | ||
單位電話: | 0791-87046910 |
聯系方式
聯系人: | 黃志超 | 聯系人電話: | 0791-87046553 | 聯系人Email: | hzcosu@163.com |
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