CN105666036B - 一种孔与衬套二次挤压强化的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是挤压领域，涉及一种孔、衬套二次挤压强化装配方法，首先用具有一定挤压量的挤压棒(3)通过挤压拉拔枪(1)对孔(4)进行一次强化，再将按要求配制的衬套(5)放入孔(4)中，用具有一定挤压量的挤压棒(3)通过挤压拉拔枪(1)对孔(4)进行再一次强化同时完成衬套(5)装配。

Description

一种孔与衬套二次挤压强化的装配方法

技术领域

本发明属于金属零件装配技术领域，涉及一种直升机关键高周疲劳寿命件关键孔的挤压强化及衬套挤压强化装配方法。

背景技术

直升机属于非稳态飞行器，其升力系统、主减平台等主要寿命件受力特点为高载荷、高频率，而这些零件的高应力区(疲劳断裂区)主要在孔部位。目前我们该部位主要的处理方式为孔加工采用镗、磨的方式、孔的衬套装配采用温差法。随着直升机重量、寿命及可靠性要求的提高，该种处理方式弊端逐渐凸显，重量和寿命无法兼顾；温差装配容易产生孔内表面的初始损伤且带有不确定性，降低关键寿命件的可靠性，降低关键寿命件的寿命评估结论；温差装配后孔与衬套结合力较小，在孔受力后孔与衬套容易产生微动磨损。特别是在TB6钛合金、铝基复合材料在直升机升力系统主要寿命件上的大量使用后，由于TB6钛合金对于缺陷敏感性较大、铝基复合材料由于本体硬度较低温差装配中产生初始损伤的概率较大，目前的处理方式已初步无法适应新一代直升机对于重量、寿命及可靠性的要求，成为影响飞行安全的不确定因素。

发明内容

本发明的目的是：提出一种提高关键孔寿命、衬套装配质量稳定可控的孔与衬套二次挤压强化装配方法。

本发明的技术方案是：一种孔、衬套二次挤压强化装配方法，首先用具有一定挤压量的挤压棒3通过挤压拉拔枪1对孔4进行一次强化，再将按要求配制的衬套5放入孔4中，用具有一定挤压量的挤压棒3通过挤压拉拔枪1对孔4进行再一次强化同时完成衬套5装配。

一种孔、衬套二次挤压强化装配方法，具有如下步骤：

步骤一：挤压前的准备

1)挤压前对零件进行检查，零件应满足下列要求：

a)按照图样规定完成待挤压孔4和待挤压衬套5的机械加工，达到规定的表面粗糙度要求；

b)清理待挤压孔4的孔壁表面；

2)检查挤压拉拔枪1的油路和气路系统。

3)参数的设置：第一次挤压强化前，挤压棒3与孔4的过盈量按照设计要求进行选取；衬套5装配后进行的第二次挤压强化，在第二挤压强化前衬套5与孔4的间隙、挤压棒3与衬套5内孔的过盈量均按照设计要求进行选取；

步骤二：第一次挤压强化

将干膜润滑剂(GH-51)均匀涂覆在孔4的内表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后再进行挤压强化；

第一次挤压强化时先将挤压棒3的引导端插入待挤压的孔4内，保证被挤压的孔4轴线与挤压拉拔枪1的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪1，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒3压入孔4内，直到通过被挤压的孔4为止，取出挤压棒3；

完成挤压后，用金相砂纸将孔口的多余金属打磨掉，之后清洗掉干膜润滑剂，其中，孔4的挤压强化必须在第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；步骤三：第二次挤压强化

将干膜润滑剂(GH-51)均匀涂覆在衬套5的内孔表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后，将衬套5插入孔内；

第二次挤压强化时先将挤压棒3的引导端插入待挤压衬套5内孔内，保证被挤压的衬套5内孔轴线与挤压拉拔枪1的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪1，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒3压入衬套5内孔内，直到通过被挤压的衬套5内孔为止，取出挤压棒3；

完成挤压后，清洗掉干膜润滑剂，其中，衬套5内孔的挤压强化必须在衬套5内孔第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；衬套5内孔挤压后，按设计要求对衬套5内孔进行加工；

整个挤压过程完成后，对孔4和衬套5不进行去应力的热加温。

主要设备为挤压拉拔枪、7t～15t万能液压机或其他压力相当的液压工装。

主要工具是芯棒与挤压棒，挤压棒可采用M42高钴钢、Y8、Y10、501高铝钢、W18Cr4V钢、CrWM钢、Co5Si钢等材料，硬度为HRC63～HRC67，工作面粗糙度Ra值为0.2μm～0.4μm。芯棒根据零件孔深度、孔直径、孔的位置、孔边距等因素设计。对工装夹具的整体要求为：应有足够的刚度和强度，保证挤压过程中不变形；应保证零件紧固，零件不应摆动或转动；应保证被挤压的孔轴线与液压机活塞平行并对准；应保证在挤压机，操作台上空间范围内，挤压棒能够从孔内自由放进和取出。

主要辅助材料采用干膜润滑剂(GH-51)。

参数的选取：第一次挤压强化参数参考表1，第二次挤压强化参数参考表2。

表1 孔壁挤压强化工艺参数

表2 衬套挤压强化工艺参数

本发明的优点是：本发明孔、衬套二次挤压强化装配方法可以提高关键孔的疲劳极限从而提高疲劳寿命，具体提高程度根据孔技术状态(孔边距、厚度、载荷等)、材料及挤压量有关，如根据某型机中央件阻尼器孔技术状态所设计的TB6钛合金Φ22孔典型样件两次挤压均用0.3mm的挤压量可提高疲劳极限1.7倍，提高寿命2.5倍；可以替代温差装配，防止装配过程中不可预见性的初始损伤，提高孔衬套装配的可靠性，提高关键孔寿命；孔与衬套挤压装配完其结合力高于温差装配，可有效的降低微动磨损，提高关键孔寿命。

附图说明

图1是第一次挤压强化示意图；

图2是第二次挤压强化示意图；

其中，1-挤压拉拔枪示意图、2-芯棒、3-挤压棒、4-待挤压孔、5-衬套。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

具体步骤如下：

步骤一：挤压前的准备

1)挤压前对零件进行检查，零件应满足下列要求：

a)按照图样规定完成待挤压孔4和待挤压衬套5的机械加工，达到规定的表面粗糙度要求；

b)清理待挤压孔4的孔壁表面；

2)检查挤压拉拔枪1的油路和气路系统。

3)参数的设置：第一次挤压强化前，挤压棒3与孔4的过盈量按照设计要求进行选取；衬套5装配后进行的第二次挤压强化，在第二挤压强化前衬套5与孔4的间隙、挤压棒3与衬套5内孔的过盈量均按照设计要求进行选取；

步骤二：第一次挤压强化

将干膜润滑剂(GH-51)均匀涂覆在孔4的内表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后再进行挤压强化；

第一次挤压强化时先将挤压棒3的引导端插入待挤压的孔4内，保证被挤压的孔4轴线与挤压拉拔枪1的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪1，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒3压入孔4内，直到通过被挤压的孔4为止，取出挤压棒3；

完成挤压后，用金相砂纸将孔口的多余金属打磨掉，之后清洗掉干膜润滑剂，其中，孔4的挤压强化必须在第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；步骤三：第二次挤压强化

将干膜润滑剂(GH-51)均匀涂覆在衬套5的内孔表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后，将衬套5插入孔内；

第二次挤压强化时先将挤压棒3的引导端插入待挤压衬套5内孔内，保证被挤压的衬套5内孔轴线与挤压拉拔枪1的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪1，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒3压入衬套5内孔内，直到通过被挤压的衬套5内孔为止，取出挤压棒3；

完成挤压后，清洗掉干膜润滑剂，其中，衬套5内孔的挤压强化必须在衬套5内孔第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；衬套5内孔挤压后，按设计要求对衬套5内孔进行加工；

整个挤压过程完成后，对孔4和衬套5不进行去应力的热加温。

本发明孔、衬套二次挤压强化装配方法可以提高关键孔的疲劳极限从而提高疲劳寿命，可以替代温差装配，提高孔衬套装配的可靠性；可有效的降低微动磨损，提高关键孔寿命。

Claims (1)

1.一种孔与衬套二次挤压强化的装配方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：挤压前的准备

1)挤压前对零件进行检查，零件应满足下列要求：

a)按照图样规定完成待挤压孔和待挤压衬套的机械加工，达到规定的表面粗糙度要求；

b)清理待挤压孔的孔壁表面；

2)检查挤压拉拔枪的油路和气路系统；

3)参数的设置：第一次挤压强化前，挤压棒与孔的过盈量按照设计要求进行选取；衬套装配后进行的第二次挤压强化，在第二挤压强化前衬套与孔的间隙、挤压棒与衬套(5)内孔的过盈量均按照设计要求进行选取；

步骤二：第一次挤压强化

将干膜润滑剂均匀涂覆在孔的内表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后再进行挤压强化；

第一次挤压强化时先将挤压棒的引导端插入待挤压的孔内，保证被挤压的孔轴线与挤压拉拔枪的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒压入孔内，直到通过被挤压的孔为止，取出挤压棒；

完成挤压后，用金相砂纸将孔口的多余金属打磨掉，之后清洗掉干膜润滑剂，其中，孔的挤压强化必须在第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；

步骤三：第二次挤压强化

将干膜润滑剂均匀涂覆在衬套的内孔表面上，待凝固后再涂覆一层，反复涂覆三层后，将衬套插入孔内；

第二次挤压强化时先将挤压棒的引导端插入待挤压衬套内孔内，保证被挤压的衬套内孔轴线与挤压拉拔枪的活塞平行并对准，启动挤压拉拔枪，使活塞杆连续、缓慢以及均匀地将挤压棒压入衬套内孔内，直到通过被挤压的衬套内孔为止，取出挤压棒；

完成挤压后，清洗掉干膜润滑剂，其中，衬套内孔的挤压强化必须在衬套内孔第三次涂覆干膜润滑剂凝固后一小时内完成；衬套内孔挤压后，按设计要求对衬套内孔进行加工；

整个挤压过程完成后，对孔和衬套不进行去应力的热加温。