CN108971359A - 柱塞收口方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柱塞收口方法及模具。柱塞收口方法包括：提供柱塞体、柱塞头和收口模具；将柱塞体、柱塞头和收口模具彼此匹配地设置，其中柱塞体的配合部设于柱塞头的开口部内，开口部设于环形挤压件内；以及使收口模具的环形挤压件从柱塞头的外侧周向地挤压变形部，以使变形部同步地向配合部变形，进而变形部将配合部限定在开口部中。本发明的柱塞收口方法及模具，通过环形挤压件周向地挤压柱塞头，可以实现柱塞头同步向柱塞体变形并包裹住柱塞体，有效避免了收口过程中柱塞头可能产生的变形、裂纹和掉块等情况，极大地改善了柱塞体和柱塞头的收口效果，提高了柱塞的生产合格率。

Description

柱塞收口方法及模具

技术领域

本发明涉及航天发动机中的柱塞泵技术领域，具体涉及一种柱塞 收口方法及模具。

背景技术

柱塞泵是航天发动机的关键部件，而柱塞是柱塞泵的关键部件。 通常情况下，柱塞由柱塞头和柱塞体两部分组成。柱塞的收口技术是 用以将柱塞体和柱塞头连接，且保证柱塞体在柱塞头内可以以一定的 角度灵活转动且不脱离的一种特殊工艺。柱塞的收口技术是柱塞泵生 产工艺的关键技术，柱塞收口质量将影响整个柱塞泵的性能和寿命。

目前，柱塞收口方法的主要方式是：将柱塞体和柱塞头设置在普 通车床上，且采用装于刀架上的单滚轮，以纵向给进，横向移动的方 式，从柱塞头的外侧周向滚压，以使柱塞头与柱塞体的圆头结合。

由于滚轮对柱塞头的滚压属于单向挤压，因此在克服纵向、横向 两种力时，需要配合其它工艺。例如，在克服横向力时，需要通过增 大柱塞头加紧力的方式实现。

现有的柱塞收口方法不仅收口效果不好，而且工艺难度大，严重 影响了柱塞泵的产品性能。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提出了一种柱塞收口方 法和收口模具。本发明的柱塞收口技术，通过环形挤压件同步挤压柱 塞头的开口部，可以使柱塞头更好的包裹柱塞体，且能有效防止柱塞 头收口处产生裂纹、掉块等情况，从而提高了柱塞产品的合格率。

本发明的一个方面提供了一种柱塞收口方法。柱塞收口方法包 括：提供柱塞体、柱塞头和收口模具；其中所述柱塞体包括主体部和 设于所述主体部一端的配合部；所述柱塞头包括用于包裹所述配合部 的包络部，所述包络部包括位于边缘位置的变形部；所述收口模具包 括环形挤压件；将所述柱塞体、所述柱塞头和所述收口模具彼此匹配 地设置，其中所述柱塞体的配合部设于所述包络部内，所述包络部设 于所述环形挤压件内；以及使所述收口模具的所述环形挤压件从所述 柱塞头的外侧周向地挤压所述变形部，以使所述变形部同步地向所述 配合部变形，进而所述变形部将所述配合部限定在所述包络部中。

在一个实施例中，所述环形挤压件包括内径与所述包络部的外径 匹配的限定部分以及用于挤压所述变形部的挤压部分；所述使所述收 口模具的所述环形挤压件从所述柱塞头的外侧周向地挤压所述变形 部，以使所述变形部同步地向所述配合部变形，进而所述变形部将所 述配合部限定在所述包络部中包括：使所述柱塞体带动所述柱塞头沿 第一方向在所述环形挤压件的内侧运动，从而所述柱塞头的所述变形 部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述配合部弯曲 变形，从而所述变形部将所述配合部限定在所述包络部中。

在一个实施例中，所述挤压部分包括从所述限定部分的内壁向外 壁侧的倒角结构，从而所述挤压部分在所述倒角结构处的内径大于所 述限定部分的内径；所述变形部的外侧径向尺寸大于所述限定部分的 内径，且所述变形部在所述柱塞体、所述柱塞头和所述收口模具彼此 匹配地设置时向所述倒角结构突出；所述将所述柱塞体的配合部设于 所述包络部内，所述柱塞头的所述包络部设置于所述环形挤压件内包 括：在所述包络部设置于所述环形挤压件内时，使所述变形部包括在 所述第一方向上位于所述倒角结构之后的部分。所述沿第一方向使所 述柱塞体带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而所述柱塞头 的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述 配合部弯曲变形，从而所述变形部将所述配合部限定在所述包络部中 包括：使所述柱塞体沿所述第一方向带动所述柱塞头沿所述挤压件的 内部运动，从而所述变形部在所述倒角结构之后的部分在通过所述倒 角结构时被挤压，以向所述配合部弯曲变形。

在一个实施例中，所述倒角结构包括与环形挤压件的轴向方向所 呈角度不同的第一倒角和第二倒角，其中所述第二倒角连接所述限定 部分的内壁，所述第一倒角连接所述第二倒角，且所述第一倒角大于 所述第二倒角；所述在所述包络部设置于所述环形挤压件内时，使所 述变形部包括在所述第一方向上位于所述倒角结构之后的部分包括： 使所述变形部包括在所述第一方向上位于所述第一倒角之后的部分； 所述使所述柱塞体沿所述第一方向带动所述柱塞头沿所述挤压件的 内部运动，从而所述变形部在所述倒角结构之后的部分在通过所述倒 角结构时被挤压，并向所述配合部的弯曲变形包括：所述变形部在所 述第一方向上位于所述第一倒角之后的部分在通过所述第一倒角时 被向所述配合部挤压，以向所述配合部弯曲变形。

在一个实施例中，所述包络部在所述变形部的位置设有用于与所 述挤压部分配合的配合倒角；在所述开口部设置于所述环形挤压件内 时，所述配合倒角包括在所述第一方向上位于所述限定部分之后的部 分，且所述配合倒角和所述倒角结构所呈的角度在16-75度的范围 内。

在一个实施例中，所述收口模具还包括第一套筒和第二套筒；所 述将所述柱塞体、柱塞头和收口模具彼此匹配地设置，其中所述柱塞 体的配合部设于所述开口部内，所述包络部设于所述环形挤压件内包 括：将所述环形挤压件从所述开口部的外侧包裹所述开口部；将彼此 匹配的所述柱塞头、所述柱塞体和所述环形挤压件套入所述第一套筒 中；以及将所述第一套筒逃入所述第二套筒中，其中在所述第一方向 上，所述柱塞头的前端和所述第二套筒之间具有第一间隙；所述沿第 一方向使所述柱塞体带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而 所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤 压而向所述配合部弯曲变形，以包裹所述配合部包括：使所述柱塞体 带动所述柱塞头沿第一方向在所述挤压件的内部至少运动所述第一 间隙，从而所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述 挤压部分挤压而向所述配合部弯曲变形，以包裹所述配合部。

在一个实施例中，所述环形挤压件为圆柱形，所述环形挤压件由 多个模具组成且沿轴向方向的轴截面为多个扇形，所述第一套筒为圆 柱形套筒；所述将所述挤压件从外部包裹所述柱塞头包括：使所述多 个模具从所述包络部的外部包裹所述开口部，其中所述多个模具在包 裹所述开口部时构成所述圆柱形环形挤压件；所述将彼此匹配的所述 柱塞头、所述柱塞体和所述环形挤压件套入所述第一套筒中包括：将 被所述环形挤压件包裹的所述柱塞头套入所述第一套筒之中，从而所 述环形挤压件的外壁被所述第一套筒的内壁所限定，以确保所述柱塞 体带动所述柱塞头运动时构成所述环形挤压件的所述多个模具之间 不会彼此移位。

本发明的另一个方面提供了一种收口模具，包括：环形挤压件， 其用于周向地挤压柱塞头的开口部，以使所述柱塞头的开口部通过向 柱塞体的配合部变形包裹住所述配合部。

在一个实施例中，所述环形挤压件为圆柱形结构，其包括内径与 所述开口部外圆匹配的限定部分和用于挤压所述开口部的挤压部分； 所述挤压部分的内径大于所述限定部分的内径，且所述挤压部分包括 从所述限定部分的内壁向外壁侧的倒角结构。

在一个实施例中，所述倒角结构包括与所述环形挤压件的轴向方 向所呈角度彼此不同的第一倒角和第二倒角，其中所述第二倒角连接 所述限定部分的内壁，所述第一倒角连接所述第二倒角，且所述第一 倒角大于所述第二倒角。

在一个实施例中，所述第一倒角和所述第二倒角与所述环形挤压 件的轴向方向所呈角度均在23-75度的范围内。

本发明的柱塞收口技术和收口模具，通过收口模具中的环形挤压 件周向地挤压柱塞头，可以实现柱塞头同步向柱塞体变形并包裹住柱 塞体，同时防止收口过程中柱塞头产生变形、裂纹和掉块等情况，极 大的改善了柱塞体和柱塞头的收口效果，提高了柱塞的生产合格率。

在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将 认识到另外的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图1是传统的柱塞收口工艺示意图。

图2为本发明实施例的柱塞收口工艺流程图。

图3a为本发明实施例的柱塞体轴向剖面结构示意图。

图3b为柱塞头的剖面结构剖视示意图。

图4a为根据本发明实施例的柱塞及模具匹配后的三维结构示意 图。

图4b和图4c分别为图4a沿A-A1方向的收口前后的剖视示意图。

图5为本发明实施例的环形挤压件的三维示意图。

图6a和图6b为环形挤压件的剖视示意图(示意了倒角结构)。

图7a为本发明实施例的具有配合倒角的柱塞头结构示意图。

图7b为本发明实施例的柱塞头和柱塞体配和的示意图。

图8为根据本发明实施例中柱塞与收口模具配合的剖视示意图。

图9为本发明实施例的三开模具结构示意图。

图10为本发明实施例的环形挤压件的结构示意图。

图11为根据本发明实施例的柱塞体设置于柱塞头后的配合结构 示意图

图12为本发明实施例的环形挤压件的三维示意图。

图13为本发明实施例的柱塞头的剖视结构示意图。

图14为本发明实施例的环形挤压件沿其轴向方向的剖视示意 图。

图15为本发明实施例的柱塞设置于收口模具的三维示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术 方案。诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、 “在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个 元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的 取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元 件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两 个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术 语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的 术语在描述通篇中表示类似的元件。

例如，柱塞包括柱塞体1和柱塞头2，收口工艺是使柱塞头2与 柱塞体1彼此结合(也即柱塞头的开口部包裹住柱塞体的圆头)，从 而使柱塞体2的圆头可以在柱塞头2的开口内旋转且不会从柱塞头2 中滑出。参见图1，例如，柱塞的收口工艺可以按如下方式实施：首 先用卡盘5卡住柱塞头2的端部，以将柱塞头2固定，将柱塞体1的 圆头置于柱塞头2的开口内，并且柱塞头2的轴向方向与柱塞体1的 轴向方向大致一致，以确保柱塞收口效果。通过设置于刀杆6上的滚 轮7(通过调节刀杆6，可以调节滚轮7与柱塞头2的相对位置，实 现滚轮7的横向进给和纵向进给)对柱塞头2的外侧施加朝向柱塞体 1圆头的力而使柱塞头2的开口包裹住柱塞体1的圆头。例如，滚轮 7可以沿柱塞头2靠近开口边缘的外侧周向地连续移动，以使柱塞头 2靠近开口边缘的部分同步地向柱塞体1的圆头收口，从而实现柱塞头与柱塞体的结合。图中F为沿柱塞体一端的轴线方向对柱塞体施加 的作用力，以将柱塞体1和柱塞头2轴向固定。例如，在通过滚动7 对柱塞头2进行挤压以使其收口时，可以同时使柱塞体1沿其周向方 向S1转动，以改善柱塞头2对柱塞体的收口一致性。

这种柱塞收口方式为在柱塞头外侧以滚动的方式进行单向挤压， 因此，在柱塞收口方法完成后，可能会产生如下问题：

(1)滚轮7通过在柱塞头2外侧单向挤压实现柱塞头2对柱塞 体1圆头的收口，这种单向挤压会使柱塞头2的外侧受力不均，导致 柱塞头2的形状改变，进而使柱塞体1无法与柱塞头2很好的配合。 例如，这种单向挤压可能会使柱塞头2和柱塞体1的配合间隙增大，可能会导致柱塞头2内侧与柱塞体1配合的不同位置的配合均匀性较 差，从而使收口后柱塞头2的轴向活动量偏大或者柱塞体1头部无法 在柱塞头内可靠转动。

(2)由于滚轮7对柱塞头2外侧施加的是单向挤压力，因此在 挤压柱塞头2的一侧时，可以导致柱塞头2发生变形，例如，可以使 被挤压部分的尺寸变小，其它一些位置的尺寸增加。如果采用锉刀等 工具去除尺寸增大的部分时，其产生的金属屑容易进入柱塞头2的开 口内部，从而在柱塞体1的圆头在柱塞头2内运动时，加剧进一步加 剧二者配合部位的磨损。

(3)为了实现柱塞头2对柱塞体1的收口，上述工艺需要通过 滚轮7对柱塞头2外侧进行连续挤压，因此，需要选择适当的挤压路 径和挤压位置，否则收口后的柱塞质量无法保证。因此，操作人员必 须有较为丰富的操作经验，否则极有可能严重影响柱塞产品的质量， 甚至产生大量不合格的产品。

本发明的一个方面提供了一种柱塞收口方法。参见图2-4c，柱 塞收口方法包括：

S100提供柱塞体1、柱塞头2和收口模具3。

其中所述柱塞体1包括主体部11和设于所述主体部11一端的配 合部12。所述柱塞头2包括用于包裹所述配合部12的开口部21，开 口部21的外侧边缘位置包括变形部22。所述收口模具3包括环形挤 压件31。

S200将柱塞体1、柱塞头2和收口模具3彼此匹配地设置，其中 柱塞体1的配合部12设于开口部21内，柱塞头2设于环形挤压件 31内。以及

S300使收口模具3的环形挤压件31从柱塞头2的外侧周向地挤 压变形部22，以使变形部22同步地向配合部12变形，进而变形部 22将配合部12限定在开口部21内。

本发明的柱塞收口方法，通过使环形挤压件周向地向柱塞头的外 侧同步施加作用力，可以使周柱塞头的变形部的外侧同步向柱塞体的 配和部变形，从而改善收口效果。

例如，请再参见图3a及3b，柱塞体1可以为杆状结构，且配合 部12可以为设于柱塞体1一端的圆头(这种圆头结构适宜在柱塞头 的内部转动)。例如，圆头在靠近柱塞体1的相反一端可以包括窄径 部13(直径小于圆头的直径)。例如，柱塞头2可以包括用于包裹圆 头且与圆头形状匹配的开口部21。例如，开口部21可以大致为圆柱 形开口，例如，大致为圆柱形的开口部的内径可以略大于圆头的最大 直径。这种开口部内径略大于圆头最大直径的结构，一方面方便圆头 在开口部内的设置；另一方面，可以确保在柱塞头收口后，圆头能够在开口中可靠转动。该开口部21的内侧结构以包裹圆头后方便圆头 在开口部21内转动为原则。例如，柱塞体1的圆头在开口部21中设 置到位后，在沿柱塞体1的轴向方向上，开口部21的边缘位置例如 可以大致对应圆头的窄径部13(以使柱塞头对柱塞体圆头收口后， 开口部的边缘位置限制窄径部)。在收口后，开口部21的变形部22 可以向圆头侧变形，进而包裹住圆头的窄径部13。也就是说，开口 部21的边缘部分向窄径部13弯曲，并与窄径部13的外表面贴合， 从而将直径较大的圆头部分封闭在柱塞头2的开口部21内。

本领域技术人员可知，本发明的柱塞体1的配合部12和柱塞头 2的开口部21也可以为其它彼此匹配的结构。其基本原则是，在进 行收口工艺前，柱塞体1的配合部12可以放置到柱塞头2的开口部 21内，且在收口工艺后，柱塞头2的开口部21可以包裹住配合部12，从而当柱塞体1的配合部12在柱塞头2的开口内转动时，柱塞体2 的配合部12不会从柱塞头2的开口部21中脱出。

参见图5，在一个实施例中，环形挤压件31包括内径与开口部 21的外径匹配的限定部分32(该限定部分用于从开口部21的外侧抵 住开口部21)以及用于挤压变形部22的挤压部分33(挤压部用于周 向地向开口部21施加作用力，以使开口部21的边缘部分(变形部22)向柱塞体1的配合部12变形。使收口模具3的环形挤压件31从 柱塞头2的外侧周向地挤压变形部22，以使变形部22同步地向配合 部12变形，进而变形部22将配合部12限定在开口部21中包括：使 柱塞体1带动柱塞头2沿第一方向(例如，第一方向可以是柱塞杆的 轴向方向)在环形挤压件31的内侧运动，从而柱塞头2的变形部22 在通过及接触挤压部分33时，被挤压部分33挤压而向配合部12弯 曲变形，从而变形部22将配合部12限定在开口部21中。

需要说明的是，在彼此配合的柱塞体1和柱塞头2设置在环形挤 压件31内侧时，在第一方向S2(柱塞体带动柱塞头的运动方向)上， 柱塞头2的变形部22可以位于环形挤压件31的挤压部分33之后， 从而在柱塞头2沿第一方向S2运动时，柱塞头2的变形部22可以接触环形挤压件31的挤压部分33并受到挤压部分33向柱塞体1侧方 向的挤压，以使柱塞头2的变形部22向柱塞体1的配合部12变形。 本发明的实施例的柱塞收口方法，通过使柱塞头沿第一方向S2运动， 并且变形部在通过挤压部分时被挤压而向柱塞体变形，可以改善柱塞的收口效果，提高收口质量。

在该实施例中，例如，柱塞体可以包括柱塞杆和设于柱塞杆一端 的圆头。柱塞体1运动所需的力可以通过施力装置施加。例如，施力 装置可以作用在柱塞杆的远离圆头的一端，且施力方向可以沿柱塞杆 的轴向且指向配合部12的一端。例如，在对柱塞杆施加使其运动的 作用力时，柱塞体1通过圆头推动柱塞头2沿环形挤压件31的内部 运动，当柱塞头2的变形部22接触环形挤压件31的挤压部分33时， 可以主动降低柱塞杆带动柱塞头2的运动速度，从而使柱塞头2的变 形部22缓慢的被环形挤压件31的挤压部33所挤压，并向柱塞体的 圆头变形，改善收口质量。

参见图6a和图6b，例如，在一个实施例中，环形挤压件31的 挤压部分33包括从限定部分32的内壁向外侧的倒角结构34(也即 相对于限定部分的内侧壁的内径，径向尺寸线性变大的表面)，从而 挤压部分33在倒角结构34处的内径大于限定部分32的内径。例如，柱塞头2的变形部22的外侧径向尺寸大于限定部分32的内径，从而 在柱塞头2的变形部22沿第一方向运动时，变形部22可以依次受到 挤压部33的倒角结构34和限定部分32的内壁的挤压，实现向配合 部12的收口。例如，变形部22在柱塞体1、柱塞头2和收口模具3 彼此匹配地设置时可以向倒角结构34突出。将柱塞体1的配合部12 设于开口部21内，柱塞头2的开口21部设置于环形挤压件31内包 括：在开口部21设置于环形挤压件31内时，使变形部22包括在该 第一方向S2上位于倒角结构34之后的部分。沿第一方向使柱塞体1 带动柱塞头2沿环形挤压件31的内部运动，从而柱塞头2的变形部 22在通过挤压部分33时，被挤压部分33挤压而向配合部12弯曲变 形，从而变形部22将配合部12限定在开口部21中包括：使柱塞体1沿第一方向S1带动柱塞头2沿挤压件31的内部运动，从而变形部 22在倒角结构34之后的部分在通过倒角结构34时被挤压，以向配 合部12弯曲变形。本发明实施例的收口方法，通过使环形挤压件包 括倒角结构，可以改善柱塞头对柱塞体配合部的收口效果，提高产品合格率。

需要说明的是，本发明实施例的挤压部分33与限定部分32可以 形成倒角结构34(即如图6a所述，挤压部包括倾斜的平面)，也可 以为内壁径向尺寸非线性扩张的结构(挤压部形成内壁相对于限定部 分内壁扩张的曲面)。例如，挤压部33的内壁的尺寸可以随挤压部 33远离限定部分32而逐渐增加。在此情况下，柱塞头2的变形部22 可以向挤压部33的内壁方向突出，从而变形部22可以更加容易地被 挤压部33挤压，实现对配合部12的包裹。

参见图6b，例如，在一个实施例中，所述倒角结构34包括与柱 塞体轴向方向所呈角度不同的第一倒角341和第二倒角342。其中所 述第二倒角342连接所述限定部分32的内壁，所述第一倒角341连 接所述第二倒角342，且所述第一倒角341大于所述第二倒角342。具体而言，第一倒角341为其所在平面与环形挤压件31的轴向方向 所呈夹角，第二倒角342为其所在平面与环形挤压件31的轴向方向 所呈夹角。例如，上述第一倒角341用于实现对变形部22的挤压， 第二倒角342用于缓解挤压部33作用力，确保产品质量。

在所述开口部21设置于环形挤压件31内时，使变形部22包括 在第一方向S2上位于倒角结构34之后的部分包括：使变形部22包 括在第一方向S2上位于第一倒角341之后的部分。

所述使所述柱塞体1沿所述第一方向带动所述柱塞头2沿所述挤 压件31的内部运动，从而所述变形部22在所述倒角结构34之后的 部分在通过所述倒角结构34时被挤压，并向所述配合部12的弯曲变 形包括：所述变形部22在所述第一方向上位于所述第一倒角341之 后的部分在通过所述第一倒角341时被第一倒角341向所述配合部 12挤压，以向所述配合部12弯曲变形。

本发明的实施例的收口方法，通过在环形挤压件31的内侧连续 设置第一倒角341和第二倒角342，一方面可以通过第一倒角341实 现对柱塞头2变形部22的连续挤压，使其向柱塞体1的配合部12收 口；另一方面，可以通过第二倒角342的过渡缓冲作用，有效避免收 口时环形挤压件31对柱塞头2开口部21外侧施力不均而造成对变形 部22的损坏，从而进一步改善收口效果。

参见图7a和7b，例如，在一个实施例中，变形部22包括用于 与挤压部分31配合的配合倒角23。即变形部22的外侧包括相对于 开口部21其它位置的外侧壁的倾斜斜面以及外侧直径大于开口部21 外侧其它部分外侧直径的部分，变形部22通过其配合倒角23过渡到 开口部21的其它部分(外侧直径相对小的部分)。例如，在柱塞头2 大致为圆柱形的情况下，其外侧壁包括具有第一直径的部分和靠近柱 塞头2开口部21边缘且具有第二直径的部分，其中，第一直径小于 第二直径。在外侧壁的第一直径向第一直径过渡的位置形成倾斜斜面 (例如，该倾斜斜面相对于具有第一直径部分的外侧壁形成大于90 度的夹角，也即前文所述的配合倒角)。参见图7b，在所述开口部21 设置于所述环形挤压件31内时，例如，配合倒角23包括在第一方向 S2上位于限定部分31之后的部分，从而柱塞头2的具有第二直径的 部分在第一方向S2上位于限定部分31之后。例如，配合倒角23和 倒角结构34彼此所呈的角度在16-75度的范围内。在柱塞体1带动 柱塞头2沿第一方向运动时，例如，柱塞头1的倒角部分34与第一 倒角341接触，从而第一倒角341对柱塞头2的倒角结构31施加收 口力，在柱塞头2的配和倒角23与第一倒角341接触完毕后，通过 第一倒角341实现柱塞头2的变形部22(该变形部包括配合倒角以 及具有第二直径的部分)向柱塞体1的圆头的收拢工艺，从而柱塞头 2充分包裹住柱塞体1的圆头。本发明的实施例的收口方法，通过在 柱塞头2的变形部22设置配合倒角23，可以改善收口效果，提高产 品的合格率。

参见图8，例如，在一个实施例中，收口模具3还包括第一套筒 36和第二套筒37。将所述柱塞体1、柱塞头2和收口模具3彼此匹 配地设置，其中柱塞体1的配合部12设于开口部21内，开口部21 设于环形挤压件31内包括：将环形挤压件31从开口部21的外部包 裹该开口部21；将彼此匹配的柱塞头2、柱塞体1和环形挤压件31 套入第一套筒36中；以及将第一套筒36套入第二套筒37中，其中 在第一方向S2上，柱塞头2的前端和第二套筒37底部之间具有第一 间隙L。沿第一方向S2使柱塞体1带动柱塞头2沿环形挤压件31的 内部运动，从而柱塞头2的变形部22在通过挤压部分31时，被挤压 部分31挤压而向配合部12弯曲变形，以包裹配合部12包括：使柱 塞体1带动柱塞头2沿第一方向在挤压件31的内部至少运动所述第 一间隙L，从而在柱塞头2与变形部22的配合位置P,柱塞头2的变 形部22在通过挤压部分31时，被挤压部分31挤压而向配合部12弯 曲变形，以包裹配合部12。

本发明实施例的第一套筒36的作用包括但不限于对柱塞杆的外 侧进行限位，确保柱塞杆远离柱塞头2的一端受到外力时其运动方向 沿柱塞杆的轴向方向，避免其向外侧偏移，从而提高柱塞头2对柱塞 体1收口的均一性。本发明实施例的第二套筒37用于对环形挤压件 31、柱塞头2以及第一套筒36进行限位，并从整体上平衡整套工装， 从而确保柱塞杆可以在环形挤压件31及第一套筒36中带动柱塞头2 可靠地运动，改善收口效果。

参见图9，例如，在一个实施例中，所述环形挤压件31为圆柱 形(例如，其外侧壁为圆柱形，对于上述具有倒角结构的环形挤压件， 内侧壁也可以包括两个直径不同的圆柱形，两部分圆柱形通过倒角结 构过渡)，其可以包括轴截面(垂直于环形挤压件轴向方向上环形挤 压件的截面)为扇形的多个模具(例如，在环形挤压件31由三个相 同模具组成且沿垂直于环形挤压件轴向方向取环形挤压件的截面的 情况下，每个模具的截面可以为具有120度的扇形结构，同样，在三 个模具在包裹柱塞头时，其可以构成具有圆柱体结构的环形挤压件)。 这种由三开模具也可以相当于对应于圆柱体沿轴向切割出的几个部 分。

例如，第一套筒36为圆柱形套筒。将环形挤压件31从外部包裹 柱塞头2包括：使多个模具从开口部21的外部包裹开口部21，其中 多个模具在包裹开口部21时构成圆柱形的环形挤压件31。将彼此匹 配的柱塞头2、所述柱塞体1和所述环形挤压31件套入所述第一套筒36中包括：将被所述环形挤压31件包裹的所述柱塞头2套入所述 第一套筒36之中，从而所述环形挤压件31的外壁被所述第一套筒 36的内壁所限定，以确保所述柱塞体1带动所述柱塞头2运动时构 成所述环形挤压件31的所述多个模具之间不会彼此移位。此后，还 包括将上述组合结构套入第二套筒37中，从而第一套筒36被第二套 筒37所限定。在第一方向上，第二套筒37的底部与柱塞头2在第一 方向的前端具有一定的运动间隙，从而确保柱塞体1的远离配合部 12的一端在受到作用力时可以带动柱塞头2运动，并使环形挤压件 31充分的对柱塞头2的变形部22施加作用力，完成柱塞头2向柱塞 体1的配合部12的收口工艺。

本发明的另一个方面提供了一种收口模具3。参见图10和11， 收口模具3包括：环形挤压件31，其用于周向地挤压柱塞头2，以使 位于柱塞头2开口部21边缘位置的变形部22通过向柱塞体1的配合 部12变形包裹住配合部12。本发明的收口模具，通过在柱塞头2的开口部21周向同步挤压柱塞头2的变形部22，可以使柱塞头的变形 部同时向柱塞体的配合部变形，从而改善柱塞头与柱塞体彼此之间的 收口效果。

如前所述，柱塞收口技术是柱塞泵生产的关键技术，且收口效果 将直接影响柱塞泵的性能。例如，在设于柱塞体1一端的配合部12 为圆头结构的情况下，收口后柱塞体1的圆头可以在柱塞头2开口部 21的内侧转动，且不会从柱塞头2的开口部21滑出。为了实现柱塞 头对柱塞体圆头的收口，传统的收口技术通常通过滚轮单向滚压柱塞 头而使柱塞头2包裹柱塞体1。然而，这种采用滚动方式单侧滚压柱 塞头2实现收口的工艺，会导致柱塞头2的外侧周向受力不均，从而 使柱塞头2的外部尺寸发生变形，影响到柱塞头2内侧与柱塞体1圆 头结合的一致性(例如，柱塞头内侧不同位置与柱塞体的圆头的间隙 不一致)，从而降低柱塞产品质量。

在一个实施例中，环形挤压件31为贯穿的中空结构，其内侧大致 呈圆柱形，用于供柱塞头2穿过，并且在柱塞头2通过中空结构后，柱 塞头2将会被环形挤压件31的内侧所挤压，实现向柱塞体1的收口。参 见图12，例如，这种具有中空结构的内侧可以包括内径与开口部21 外圆匹配的限定部分32和用于挤压开口部的挤压部分33。挤压部分33 的内径大于限定部分32的内径，且挤压部分33包括从限定部分32的内 壁向外壁方向的倒角结构34。也就是说，从限定部分32内侧到挤压部 分33的内侧，挤压部分33包括从限定部分32的内壁向环形挤压件31 外壁所在侧倾斜的过渡平面。例如，该平面例如与环形挤压件31的轴 向方向的夹角在20-75度的范围内。

例如，在将柱塞体1的圆头匹配柱塞头2，且将柱塞头2、柱塞体1 放置到环形挤压件31的中空结构之后，柱塞头2的外侧可以包括限定 部分32所限定的部分以及在柱塞杆运动方向上位于挤压部分33之后 的变形部22。此时，可以在柱塞体1的远离其设有配合部12一端的轴 向方向对其施加作用力，从而柱塞体1可以带动柱塞头2沿环形挤压件 31的内侧运动，且在柱塞头2的变形部22接触及通过挤压部分33之后， 被挤压部分33挤压而向柱塞体1的圆头方向变形，进而包裹住柱塞体1 的圆头。例如，挤压部分33在柱塞头2的运动方向(也大致为柱塞杆 的轴向方向)上的尺寸可以小于或等于柱塞头2在该方向的运动距离，以确保柱塞头2被挤压部分33所充分挤压。同样地，在环形挤压件31 的内侧包括倒角结构34的情况下，由于对变形部22的挤压主要通过该 倒角结构34执行，因此，倒角结构34在柱塞头运动方向(也大致为柱 塞杆的轴向方向)的尺寸可以小于或等于柱塞头2的运动距离。通常 情况下，变形部22的外侧径向尺寸可以大于限定部分32的内侧尺寸， 从而在柱塞头2运动时，变形部22可以抵触在上述倒角结构34，并在 柱塞头2继续沿上述方向运动时，受到倒角结构34的连续挤压，实现 向柱塞体1圆头的收口。本发明的实施例，通过设置挤压部分/倒角结 构与柱塞头的运动距离关系，可以使柱塞头被充分的挤压，从而改善 柱塞头对柱塞体的收口效果。

参见图13，例如，柱塞头2的变形部22位于柱塞头2开口部21 的边缘位置，且在柱塞头2的外侧大致为圆柱形的情况下，变形部 22的外侧径向尺寸可以大于其开口部其它部分的外侧径向尺寸。从 而在开口部21的外侧，变形部22可以与开口部21其它部分的外侧形成配合倒角23。例如，该配合倒角23可以在柱塞体1带动柱塞头 2于环形挤压件31的内部运动时，与环形挤压件31的上述倒角结构 34彼此抵触，并受到倒角结构34产生的朝向柱塞体1的压力，以使 变形部22通过向柱塞体1的变形完成对柱塞体1圆头的收口。

参见图14，例如，在一个实施例中，所述倒角结构34包括角度 彼此不同(与环形挤压件的轴向方向所呈的角度)的第一倒角341和 第二倒角341，其中所述第二倒角342连接所述限定部分32的内壁， 所述第一倒角341连接所述第二倒角342，且所述第一倒角341大于 所述第二倒角342。也就是说，在环形挤压件31的内表面，分别包 括连续的两个倒角，其中第一倒角341用于对柱塞头2的变形部22 进行施力挤压，第二倒角342用于缓解及平衡柱塞头2在挤压过程中 的受力，减轻柱塞头2的被挤压部位31的挤压伤痕。例如，第一倒 角341和第二倒角342相对于环形挤压件31的轴向方向S3均在23-75 度的范围内。进一步地，第一倒角341在23-40度地范围内，第二倒 角342在40-70度地范围内。本发明实施例的收口模具，通过分别限 定环形挤压件的内表面形成的两个倒角的角度，可以使环形模具对柱塞头的收口过程更加平缓，从而进一步提高收口后的柱塞产品质量。

如前所述，在上述实施例中，例如，环形挤压件31可以由三开 模具构成。也就是说，环形挤压件31在垂直于环形挤压件31的轴线 方向的截面上包括三个扇形结构。例如，这三个扇形结构的角度均为 120度，且三个扇形结构可以匹配的构成圆形结构。需要说明的是， 环形挤压件31也可以由多个(例如，2-5个)模具构成，且每个扇 形结构对应的圆心角也可以为其它角度。本发明的收口模具，通过采 用多个模具从外侧包裹柱塞头并组合成环形挤压件31，显著地降低 了收口工艺中收口模具与待收口件的组装难度，提高了收口速度。

参见图15，在一个实施例中，例如，收口模具3还包括第一套 筒36和第二套筒37。在实施柱塞收口工艺前，可以首先用柱塞头2 开口部21的内球面包裹住柱塞体1的圆头部分。接着，将多开模具 从柱塞头2的外侧包裹住柱塞头2。将半开模具、柱塞头2和柱塞体 1套入到第一套筒36中，之后第一套筒36可以套入第二套筒37中。 其中，第一套筒36用于从外侧限制由多个分体模具构成的环形挤压 件31的各模具彼此之间的位移；另外，第一套筒36可以在柱塞体1 的轴向方向上对柱塞体1的运动进行导向。第二套筒37可以用于平 衡整体工装，且在各部件配置到位时，可以在柱塞头2在运动方向的 前端与第二套筒37底部留一定的间隙，从而方便柱塞头2向第二套 同37的底部运动。在柱塞头2向第二套筒37底部运动上述间隙或大 于上述间隙时，例如，柱塞头2可以完成对柱塞体1圆头的收口(在 此情况下，柱塞头继续运动时，柱塞头2的变形部22不再向柱塞体 2的圆头变形)。例如，为了改善柱塞头2对柱塞体1的收口效果， 柱塞头2的运动距离以使柱塞头2的变形部22充分变形、且充分包 裹住柱塞体1的圆头为原则。

在该实施例中，例如，使柱塞体1运动的力可以通过在柱塞体1 的远离其配合部12的一侧以压力机施加压力的方式获得。在柱塞体1推动柱塞头2沿柱塞体1的轴向方向向第二套筒37的底部一侧运 动时，柱塞头2的变形部22(位于其开口部21的边缘)将同时受到半开模具向上的轴向力和向内的纵向力的合力，从而实现开口部21 向柱塞体1的圆头收缩，且在柱塞头2运动上述间隙或超出上述间隙 的距离之后，柱塞头2完成对柱塞体1圆头的收口。

本发明的柱塞收口技术和收口模具3，通过环形挤压件31周向 地挤压柱塞头2，可以实现柱塞头2同步向柱塞体1变形并包裹住柱 塞体1，有效避免了收口过程中柱塞头2可能产生的变形、裂纹和掉 块等情况，从而极大地改善了柱塞体1和柱塞头2的收口效果，提高 了柱塞的生产合格率。

本发明的上述实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。

在本发明的柱塞收口技术和收口模具，例如，可以用于航天运载 器的发动机产品中的柱塞制备工艺中。例如，航天运载器可以是“火 箭”“运载火箭”或“导弹”等，但其内涵不限于所用的具体词。通 常情况下，航天运载器可以包括运载火箭、导弹以及能够将有效载荷 送入空中的类似产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种柱塞收口方法，包括：

提供柱塞体、柱塞头和收口模具；

其中所述柱塞体包括主体部和设于所述主体部一端的配合部；所述柱塞头包括用于包裹所述配合部的开口部，所述开口部包括位于其边缘位置的变形部；所述收口模具包括环形挤压件；

将所述柱塞体、所述柱塞头和所述收口模具彼此匹配地设置，其中所述柱塞体的配合部设于所述开口部内，所述开口部设于所述环形挤压件内；以及

使所述收口模具的所述环形挤压件从所述柱塞头的外侧周向地挤压所述变形部，以使所述变形部同步地向所述配合部变形，进而所述变形部将所述配合部限定在所述开口部中。

2.根据权利要求1所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述环形挤压件包括内径与所述开口部的外径匹配的限定部分以及用于挤压所述变形部的挤压部分；

所述使所述收口模具的所述环形挤压件从所述柱塞头的外侧周向地挤压所述变形部，以使所述变形部同步地向所述配合部变形，进而所述变形部将所述配合部限定在所述开口部中包括：

使所述柱塞体带动所述柱塞头沿第一方向在所述环形挤压件的内侧运动，从而所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述配合部弯曲变形，从而所述变形部将所述配合部限定在所述开口部中。

3.根据权利要求2所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述挤压部分包括从所述限定部分的内壁向外壁侧的倒角结构，从而所述挤压部分在所述倒角结构处的内径大于所述限定部分的内径；

所述变形部的外侧径向尺寸大于所述限定部分的内径，且所述变形部在所述柱塞体、所述柱塞头和所述收口模具彼此匹配地设置时向所述倒角结构伸出；

所述将所述柱塞体的配合部设于所述开口部内，所述柱塞头的所述开口部设置于所述环形挤压件内包括：

在所述开口部设置于所述环形挤压件内时，使所述变形部包括在所述第一方向上位于所述倒角结构之后的部分；

所述沿第一方向使所述柱塞体带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述配合部弯曲变形，从而所述变形部将所述配合部限定在所述开口部中包括：

使所述柱塞体沿所述第一方向带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而所述变形部在所述倒角结构之后的部分在通过所述倒角结构时被挤压，以向所述配合部弯曲变形。

4.根据权利要求3所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述倒角结构包括与所述环形挤压件的轴向方向所呈角度不同的第一倒角和第二倒角，其中所述第二倒角连接所述限定部分的内壁，所述第一倒角连接所述第二倒角，且所述第一倒角大于所述第二倒角；

所述在所述开口部设置于所述环形挤压件内时，使所述变形部包括在所述第一方向上位于所述倒角结构之后的部分包括：

使所述变形部包括在所述第一方向上位于所述第一倒角之后的部分；

所述使所述柱塞体沿所述第一方向带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而所述变形部在所述倒角结构之后的部分在通过所述倒角结构时被挤压，并向所述配合部的弯曲变形包括：

所述变形部在所述第一方向上位于所述第一倒角之后的部分在通过所述第一倒角时被向所述配合部挤压，以向所述配合部弯曲变形。

5.根据权利要求3或4所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述开口部在所述变形部的位置设有用于与所述挤压部分配合的配合倒角；在所述开口部设置于所述环形挤压件内时，所述配合倒角包括在所述第一方向上位于所述倒角结构之后的部分，且所述配合倒角和所述倒角结构所呈的角度在16-75度的范围内。

6.根据权利要求2-4任一项所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述收口模具还包括第一套筒和第二套筒；

所述将所述柱塞体、柱塞头和收口模具彼此匹配地设置，其中所述柱塞体的配合部设于所述开口部内，所述开口部设于所述环形挤压件内包括：

将所述环形挤压件从所述开口部的外部包裹所述开口部；

将彼此匹配的所述柱塞头、所述柱塞体和所述环形挤压件套入所述第一套筒中；以及

将所述第一套筒逃入所述第二套筒中，其中在所述第一方向上，所述柱塞头的前端和所述第二套筒之间具有第一间隙；

所述沿第一方向使所述柱塞体带动所述柱塞头沿所述挤压件的内部运动，从而所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述配合部弯曲变形，以包裹所述配合部包括：

使所述柱塞体带动所述柱塞头沿第一方向在所述挤压件的内部至少运动所述第一间隙，从而所述柱塞头的所述变形部在通过所述挤压部分时，被所述挤压部分挤压而向所述配合部弯曲变形，以包裹所述配合部。

7.根据权利要求6所述的柱塞收口方法，其特征在于，所述环形挤压件为圆柱形，所述环形挤压件由多个模具组成，所述环形挤压件沿轴向方向的轴截面为多个扇形，所述第一套筒为圆柱形套筒；

所述将所述挤压件从外部包裹所述柱塞头包括：

使所述多个模具从所述开口部的外部包裹所述开口部，其中所述多个模具在包裹所述开口部时构成所述环形挤压件；

所述将彼此匹配的所述柱塞头、所述柱塞体和所述环形挤压件套入所述第一套筒中包括：

将被所述环形挤压件包裹的所述柱塞头套入所述第一套筒之中，从而所述环形挤压件的外壁被所述第一套筒的内壁所限定，以确保所述柱塞体带动所述柱塞头运动时构成所述环形挤压件的所述多个模具之间不会彼此移位。

8.一种柱塞收口模具，其特征在于，包括：环形挤压件，其用于周向地挤压柱塞头，以使柱塞头的开口部通过向柱塞体配合部的变形包裹住所述配合部。

9.根据权利要求8所述的柱塞收口模具，其特征在于，所述环形挤压件的内侧包括用于与所述开口部的外侧匹配的限定部分和用于挤压所述开口部的挤压部分；所述挤压部分的内径大于所述限定部分的内径，且所述挤压部分包括从所述限定部分的内壁向外壁方向的倒角结构。

10.根据权利要求9所述的柱塞收口模具，其特征在于，所述倒角结构在从所述限定部分向所述挤压部分的方向上依次包括角度彼此不同的第一倒角和第二倒角，且所述第一倒角大于所述第二倒角。

11.根据权利要求10所述的柱塞收口模具，其特征在于，所述第一倒角和所述第二倒角与所述环形挤压件的轴向方向所呈夹角在23-75度的范围内。