CN110410399A - 一种内嵌式变形连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内嵌式变形连接方法，所形成的连接包含基础件、连接件和嵌件，连接件在外力作用下与嵌件相互作用发生变形，挤入基础件形成内嵌式连接。通过嵌件使得连接件和/或基础件在外力作用下发生变形，并使连接件部分材料挤入基础件，和/或基础件的部分材料挤入连接件。这样形成的内嵌式连接具有较好的连接强度和刚性，既可以实现同种材料的连接，也可以实现不同材料的连接；既可以将多个零部件连接起来形成新特征的零部件，也可以将多个部分的材料连接形成形成毛坯，以供精加工。
Description
技术领域
本发明涉及零部件或者材料的连接技术，尤其涉及一种内嵌式变形连接方法。
背景技术
零件或者部件的连接是机械制造领域里的一个重要方面，包括螺纹连接，焊接，铆接和胶接等多种连接工序，螺纹连接是一种应用最广泛的连接方法，是通过螺栓或者螺钉将两部分零件链接起来，这种连接方法的优点是结构简单、装拆方便，但这种连接方法也有一些缺点，连接效率低，在有震动的情况下会发生松动，还需要螺栓或螺钉，并占有多余的空间。焊接是一种利用热能融化连接接两部分的材料从而连接两零件或部件，这种连接方法的优点是连接可靠，结构紧凑，但这种连接方法也存在一些缺点，容易变形，不能拆分。铆接是利用铆钉将两个或两个以上的元件(一般为板材或型材)联接在一起的一种不可拆卸的静联接，铆接的优点是连接可靠、结构紧凑，效率高，但主要适用于薄板直接的连接。胶接技术的缺点是胶接材料凝固时间长，期间要求长时间并成本较高的工件固定。
还有一种机械变形连接技术是冲压点连接技术(TOX技术)，该技术用于塑性金属薄板之间的连接，最大优点是连接强度高，效率高，但缺点是局限于薄板连接和属性材料。
鉴于这些连接技术都有局限，本发明提供了一种连接的补充方法，不需要加热，不需要铆钉，不需要螺钉，可以适用于各种形状的材料和结构，可以直接提供坚固可靠的连接方法，连接后的部件外观美观，实施过程也方便快捷。
发明内容
为弥补现有连接技术的不足，本发明提供了一种内嵌式变形连接方法，该方法能够实现两个或者多个零部件的直接冷连接，工艺简单可靠。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种内嵌式变形连接方法，所形成的连接包含基础件、连接件和嵌件，所述连接件在外力作用下与嵌件相互作用发生变形，挤入基础件形成内嵌式连接。
进一步，所述内嵌式是指通过嵌件使得连接件和/或基础件在外力作用下发生变形，并使连接件部分材料挤入基础件，和/或基础件的部分材料挤入连接件的头部区域。
进一步，所述基础件上形成基础孔，孔的结构和尺寸与要连接的连接件头部适应；所述连接件头部和/或所述基础件的孔底应具有一定的塑性，所述嵌件的硬度和强度高于连接件的头部硬度和强度及基础件的孔底硬度和强度，用于变换作用力的方向迫使基础件或者连接件发生变形。
进一步，所述嵌件为具有各种形状的较硬的小零件，形状具有凸特征，可以是圆柱体、球体、锥体等，尺寸比基础件的基础孔尺寸小，材料可以是金属或其他材料。
进一步，所述基础件的孔底或者所述连接件的头部可以通过切削加工的方法形成槽类特征，便于连接件或者基础件的材料变形后挤入槽内，形成嵌入式连接。
进一步，所述连接件的头部具有一个可以变形的特征，这个特征在推力作用下容易发生变形，而连接件其他部分不会发生变形。
进一步，所述连接件或者基础件变形后受到嵌件的限制变形无法恢复，使得连接的两个部分无法脱开。
进一步，所述基础件可以是1件，所述连接件可以是1件、2件或者多件。
进一步，所连接的基础件和连接件可以是同种材料也可以是不同的材料，所述基础件和连接件的材料可以是金属、大理石、陶瓷、玻璃和塑料等材料。
进一步，所述基础件的基础孔底部具有环形槽，环形槽底部具有锥孔，所述连接件的头部具有锥孔，对连接件施加推力，连接件在嵌件和推力共同作用下发生横向变形，连接件的头部部分材料挤入基础件的环形槽中，实现内嵌式连接；
或者，所述基础件的基础孔底部具有锥孔，所述连接件的头部具有锥孔，对连接件施加推力，连接件在嵌件和推力共同作用下发生横向变形，连接件的头部部分材料挤入基础件中，实现内嵌式连接。
本发明的有益效果是：本发明提供的内嵌式变形连接方法，不需要加热，不需要铆钉，不需要螺钉，就可以直接提供坚固可靠的连接，连接后的部件外观美观，实施过程方便快捷。
附图说明
图1是本发明的连接件结构示意图；
图2是本发明基础件的结构示意图；
图3是本发明基础件的另一种结构示意图；
图4是本发明一个实施案例示意图；
图5是本发明另一个实施案例示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所述实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明方案包含基础件和连接件的基本结构，嵌件置于基础件和连接件中的方法，连接件的施力方式，连接件(或者基础件)变形挤入基础件(或者连接件)中形成嵌入变形连接的方法。
内嵌变形连接的基本结构是基础件上通过切削方法或者挤压方法形成一个基础孔，孔的结构和尺寸与要连接的连接件头部适应，孔的形状可以是任何容易加工的形状。内嵌变形连接中的连接件需要连接部分的结构和尺寸与基础件的孔结构尺寸适应，连接部分的头部需要通过切削方法或者塑性成形方法形成容易发生塑性变形的形状特征，这个头部特征要有利于在与嵌件相互作用时发生变形，而嵌件必须是强度比基础件和连接件更高的材料形成，其形状具有凸特征的结构即可，其尺寸要合适，太大不利于放入基础件的孔中或者没法进入连接件的头部特征中，不利于促使连接件发生变形，太小将无法迫使连接件和基础件发生足够的变形形成相互挤入结构。
将带孔的基础件放在工作台上固定好，然后将嵌件放入基础件的孔中，然后将连接件置于基础件的上方，在连接件上施加一定的力将连接件推入到基础件的孔中，当连接件与嵌件接触的时候，继续施力，嵌件将首先挤入连接件的头部特征里，随后嵌件将迫使连接件头部向横向变形，并插入基础件中；或者继续施力将迫使基础件和连接件都发生变形，并相互挤入，最后施加更大的力将连接定型。
这样形成的内嵌式连接具有较好的连接强度和刚性，既可以实现同种材料的连接，也可以实现不同材料的连接。既可以将多个零部件连接起来形成新特征的零部件，也可以将多个部分的材料连接形成形成毛坯，以供精加工。
本发明可以有多种实施方式，以下给出两种实施示例。
第一种实施方式：如图4所示，如果基础件2的材料强度比较强，采用任何孔加工方法在基础件2上加工出适当的如图2所示的孔，该孔的底部有一个环形槽，在被连接件1的端部加工图1所示的孔，然后准备好嵌件3，嵌件3可以是球形件，也可以是其它凸形状的中间件。
当这些准备工作做好后，先将基础件2固定在操作机器的工作台上，放入中间嵌件3，然后将被连接件1的中心与基础件2上面孔的中心对齐，从上端施加压力在被连接件1上，被连接件1就可以进入基础件2的孔里，但被连接件1与中间嵌件3接触以后，阻力增大，继续对被连接件1施加推力，那么被连接件1在中间嵌件3和推力共同作用下发生横向变形，被连接件1上横向变形的材料将挤入基础件2的孔底环形槽中，松开施加在被连接件1上的力以后，被连接件横向变形部分在中间嵌件3的作用下无法回复到原来的状态，那么就可以保持联接好的状态。
为了保证被连接件1在外力作用下不会发生失稳弯曲，可以在工艺装备上加上一个被连接件保护套，防止在施力过程中，细小的被连接件1发生弯曲。
第二种实施方式：如图5所示，如果基础件2的强度比较低，塑性好就可以采用这种实施方式。这种实施方式与第一种实施方式主要区别是基础件2上加工的孔是直壁孔，如图3 所示，不需要另外加工环形槽。当施加外力在被连接件1上使得被连接件1与中间嵌件3接触以后，继续施力将使得被连接件端部发生横向变形，横向变形的被连接件1将会挤入比较软的基础件2里面形成稳定的连接。
本技术领域的人员根据本发明所提供的文字描述、附图以及权利要求书能够很容易在不脱离权利要求书所限定的本发明的思想和范围条件下，可以做出多种变化和改动。凡是依据本发明的技术思想和实质对上述实施例进行的任何修改、等同变化，均属于本发明的权利要求所限定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所形成的连接包含基础件、连接件和嵌件，所述连接件在外力作用下与嵌件相互作用发生变形，挤入基础件形成内嵌式连接。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述内嵌式是指通过嵌件使得连接件和/或基础件在外力作用下发生变形，并使连接件部分材料挤入基础件，和/或基础件的部分材料挤入连接件。
3.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述基础件上形成基础孔，孔的结构和尺寸与要连接的连接件头部适应；所述连接件头部和/或所述基础件的孔底具有塑性，所述嵌件的硬度和强度高于连接件的头部硬度和强度及基础件的孔底硬度和强度，用于变换作用力的方向迫使基础件或者连接件发生变形。
4.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述嵌件的形状具有凸特征，尺寸比基础件的基础孔尺寸小。
5.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述基础件的孔底或者所述连接件的头部形成槽类特征，便于连接件或者基础件的材料变形后挤入槽内，形成嵌入式连接。
6.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述连接件的头部具有可以变形的特征，这个特征在推力作用下容易发生变形，而连接件其他部分不会发生变形。
7.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述连接件或者基础件变形后受到嵌件的限制变形无法恢复，使得连接的两个部分无法脱开。
8.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述基础件可以是1件，所述连接件可以是1件、2件或者多件。
9.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所连接的基础件和连接件可以是同种材料也可以是不同的材料，所述基础件和连接件的材料选自金属、大理石、陶瓷、玻璃和塑料。
10.根据权利要求1所述的一种内嵌式变形连接方法，其特征在于，所述基础件的基础孔底部具有环形槽，环形槽底部具有锥孔，连接件的头部具有锥孔，对连接件施加推力，连接件在嵌件和推力共同作用下发生横向变形，连接件的头部部分材料挤入基础件的环形槽中，实现内嵌式连接；或者，所述基础件的基础孔底部具有锥孔，连接件的头部具有锥孔，对连接件施加推力，连接件在嵌件和推力共同作用下发生横向变形，连接件的头部部分材料挤入基础件中，实现内嵌式连接。
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