CN102672344A - 一种铝制管件与钢制轴端件的接合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种铝制管件与钢制轴端件的接合方法包括以下步骤：加工成型钢制轴端件，所述钢制轴端件沿轴向被台阶分为至少两段圆柱体，第一段圆柱体的外径略小于中空铝制管件的内径，第二段圆柱体的外径略大于中空铝制管件的外径；第二段圆柱体连接第一段圆柱体的端面圆周部位凸出设有变径薄壁，所述变径薄壁的内径朝第一段圆柱体方向逐渐变大；采用本发明方法成型的铝制管件与钢制轴端件的接合件，不仅在铝制管件端面与钢制轴端件端面形成平面浅接合，而且铝制管件与钢制轴端件在接合部位还存在紧配合，从而增加接合强度，具有接合牢固的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属接合件的生产方法，具体地说是一种铝制管件与钢制轴端件的接合方法。
背景技术
参看图1，一种辊芯结构，为减轻辊芯重量，其中部采用中空的钢制管件，为保证辊芯轴端部的耐磨性及刚性，其两端部采用钢制轴端件，将中空钢制管件与钢制轴端件通过摩擦焊接的方法成型为固接于一体的接合件。
为进一步减轻辊芯重量，其中部采用中空的铝制管件，再通过摩擦焊接的方法与两钢制轴端件固接。然而，由于铝的熔点远低于钢的熔点，使得在摩擦焊接的过程中铝制管件的端面与钢制轴端件的端面无法同时处在熔融状态，从而导致接合后的辊芯仅在铝制管件端面与钢制轴端件端面以平面形式形成浅接合，该辊芯接合部位的接合强度较弱，易分裂，抗弯度较差，无法满足辊芯的正常使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种接合牢固的铝制管件与钢制轴端件的接合方法。
为达到上述目的，本发明一种铝制管件与钢制轴端件的接合方法包括以下步骤：
一、加工成型钢制轴端件，所述钢制轴端件沿轴向被台阶分为至少两段圆柱体，第一段圆柱体的外径略小于中空铝制管件的内径，第二段圆柱体的外径略大于中空铝制管件的外径；第二段圆柱体连接第一段圆柱体的端面圆周部位凸出设有变径薄壁，所述变径薄壁的内径朝第一段圆柱体方向逐渐变大；
二、摩擦焊接铝制管件与钢制轴端件，将中空铝制管件的端面与钢制轴端件第二段圆柱体连接第一段圆柱体的端面通过摩擦焊接的方式相接合；
三、焊后加工，针对铝制管件与钢制轴端件接合部位进行表面加工，以达到辊芯的尺寸及外观要求。
进一步，为确保上述步骤二中第一段圆柱体迅速均匀导热，于上述步骤一和步骤二之间增加在第一段圆柱体的端面上沿轴向加工向内盲孔的步骤。
采用本发明方法将铝制管件与钢制轴端件进行接合时，钢制轴端件第二段圆柱体上设有的变径薄壁，将引导摩擦焊接时熔融态的铝极易流向钢制轴端件第一段圆柱体，使得熔融态的铝能够紧紧包覆钢制轴端件第一段圆柱体的侧面，最终形成紧配合；钢制轴端件第一段圆柱体上加工成型的盲孔，将有助于摩擦焊接时钢制轴端件第一段圆柱体迅速均匀导热，更有利于熔融态铝的流动。
采用本发明方法成型的铝制管件与钢制轴端件的接合件，不仅在铝制管件端面与钢制轴端件端面形成平面浅接合，而且铝制管件与钢制轴端件在接合部位还存在紧配合，从而增加接合强度，具有接合牢固的效果。
附图说明
图1是现有的一种辊芯的结构示意图；
图2是本发明第一实施例成型铝制管件与钢制轴端件的接合件的结构示意图；
图3是本发明第一实施例步骤一后钢制轴端件的结构示意图；
图4是本发明第二实施例成型铝制管件与钢制轴端件的接合件的结构示意图；
图5是本发明第二实施例步骤二后钢制轴端件的结构示意图。
图中各标号分别是：（11）钢制管件，（12）（22）（42）钢制轴端件，（21）（41）铝制管件，（31）（51）第一段圆柱体，（32）（52）第二段圆柱体，（33）（53）变径薄壁，（54）盲孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
牌号为A6063的铝制管件21与牌号为SUS416的钢制轴端件22的接合方法包括以下步骤：
一、通过常规的车加工成型钢制轴端件，参看图3，钢制轴端件沿轴向被台阶分为三段圆柱体，第一段圆柱体31的外径为8.3毫米，略小于中空铝制管件21的内径10毫米，第二段圆柱体32的外径为16毫米，略大于中空铝制管件21的外径13.1毫米；第二段圆柱体32连接第一段圆柱体31的端面圆周部位凸出设有变径薄壁33，所述变径薄壁33的内径朝第一段圆柱体31方向逐渐变大，变径薄壁33构成的锥角为64度；
二、摩擦焊接铝制管件21与钢制轴端件，将中空铝制管件21的端面与钢制轴端件第二段圆柱体32连接第一段圆柱体31的端面通过摩擦焊接的方式相接合，摩擦焊时间为5秒，顶端压力为110兆帕，保压时间为4秒，摩擦焊转速为1500转/分；
三、通过常规的外圆磨进行焊后二次加工，针对铝制管件21与钢制轴端件22接合部位进行表面加工，以达到辊芯的尺寸及外观要求。
实施例2：
牌号为A6063的铝制管件41与牌号为SUS416的钢制轴端件42的接合方法包括以下步骤：
一、通过常规的车加工成型钢制轴端件，参看图5，钢制轴端件沿轴向被台阶分为三段圆柱体，第一段圆柱体51的外径为8.3毫米，略小于中空铝制管件41的内径10毫米，第二段圆柱体52的外径为16毫米，略大于中空铝制管件41的外径13.1毫米；第二段圆柱体52连接第一段圆柱体51的端面圆周部位凸出设有变径薄壁53，所述变径薄壁53的内径朝第一段圆柱体51方向逐渐变大，变径薄壁53构成的锥角为64度；
二、在钢制轴端件第一段圆柱体51的端面上沿轴向加工向内盲孔54，盲孔54的直径为6毫米，深度为4毫米；
三、摩擦焊接铝制管件41与钢制轴端件，将中空铝制管件41的端面与钢制轴端件第二段圆柱体52连接第一段圆柱体51的端面通过摩擦焊接的方式相接合，摩擦焊时间为5秒，顶端压力为110兆帕，保压时间为4秒，摩擦焊转速为1500转/分；
四、通过常规的外圆磨进行焊后二次加工，针对铝制管件41与钢制轴端件42接合部位进行表面加工，以达到辊芯的尺寸及外观要求。
采用上述方法接合成型的辊芯，具有以下优势效果：
一、抗弯度高。辊芯接合部位的强度大于铝制管件自身强度；
二、轻量化。与同规格的实心钢轴辊芯相比，重量约减轻55%；
三、耐热性好。可承受300度1小时连续加热，而两端钢制轴端件完全不脱落；
四、抗扭强度高。辊芯接合部位的抗扭强度可达250公斤力。
Claims (2)
1.一种铝制管件与钢制轴端件的接合方法，其特征是：包括以下步骤：
一、加工成型钢制轴端件，所述钢制轴端件沿轴向被台阶分为至少两段圆柱体，第一段圆柱体的外径略小于中空铝制管件的内径，第二段圆柱体的外径略大于中空铝制管件的外径；第二段圆柱体连接第一段圆柱体的端面圆周部位凸出设有变径薄壁，所述变径薄壁的内径朝第一段圆柱体方向逐渐变大；
二、摩擦焊接铝制管件与钢制轴端件，将中空铝制管件的端面与钢制轴端件第二段圆柱体连接第一段圆柱体的端面通过摩擦焊接的方式相接合；
三、焊后加工，针对铝制管件与钢制轴端件接合部位进行表面加工，以达到辊芯的尺寸及外观要求。
2.根据权利要求1所述的铝制管件与钢制轴端件的接合方法，其特征是：于上述步骤一和步骤二之间增加在第一段圆柱体的端面上沿轴向加工向内盲孔的步骤。
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