电磁铆接因其铆接性能优异而被广泛应用于航天航空领域。小型化是目前手持式电磁铆枪的发展方向,将磁阻型电磁发射技术用于铆接,有望实现铆枪的小型化。本文采用理论分析、模拟仿真与工艺试验相结合的方法,对其铆接过程进行了较为系统的研究,在铆接参数优化的基础上对铆枪结构进行设计。基于磁阻型电磁铆接原理分析,对铁磁性弹丸的受力情况进行数学分析。结果表明:磁阻型电磁铆接与感应式电磁铆接在铆接力的产生方式上不同,弹丸受到螺线管线圈的电磁吸引力作用加速撞击铆钉,铆钉变形取决于弹丸的出膛动能,作用于弹丸上的电磁力受线圈激发磁场影响,由系统的RLC参数以及线圈结构参数决定。利用COMSOL软件建立了磁阻型电磁铆接有限元模型,通过MATLAB脚本将电磁场和结构场耦合,实现电磁发射和铆钉变形全过程的数值模拟。结果表明:在理想条件下,66～110J的弹丸出膛动能可以实现φ6×15mm的2A10铆钉铆接;放电参数、线圈结构参数和弹丸结构参数会对弹丸受力及其出膛动能产生较大影响;线圈骨架的导电性会对弹丸速度起阻碍作用;线圈长度与弹丸长度相接近时,弹丸出膛动能较大;每个电容量都存在一个能量利用率最高的线圈长度。通过工艺试验验证了有限元模型的有效性。试验结果表明:过大电容量使铆接能量利用率降低;大直径弹丸更易获得更大铆接力;对比不同材料的线圈骨架,不锈钢骨架铆接效果最好;采用2×3和3×4矩形导线缠绕的线圈,在线圈外径小于70mm,放电电压300V以内能实现φ8×24mm的2A10铆钉成形。与感应式电磁铆接相比,磁阻型所需放电电压更低,线圈外径更小,能更好地实现铆枪小型化;磁阻型电磁铆接铆钉镦头以绝热剪切方式产生变形,其剪切带较感应式更为集中。将优化软件ISIGHT与COMSOL相结合,对磁阻型电磁发射模型进行多参数优化。结果表明:在线圈外直径不大于70mm,采用4×3导线缠绕的线圈长99mm,弹丸长95mm,140V能实现φ6×15mm的2A10铆钉成形,在220V时,φ8×24mm的2A10铆钉成形镦头高度为3.5mm。在此基础上设计磁阻型电磁铆枪结构,其复位系统可以提高铆接效率并确保弹丸处于初始位置,缓冲系统能避免过大后坐力和线圈滑移。