CN112077564A - 压合衬套的安装方法及结构件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种压合衬套的安装方法和结构件，所述安装方法包括：提供一具有通孔的工件；将压合衬套嵌在所述通孔内，并使得所述压合衬套与通孔间隙配合；将辅助衬套放置在压合衬套内，并使辅助衬套与压合衬套间隙配合，所述辅助衬套的壁上设置有沿其轴向方向延伸的缺口；在强化棒的直径与辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒挤压辅助衬套，使得辅助衬套向压合衬套施加挤压力，以使压合衬套与通孔过盈配合；将强化棒和辅助衬套拆除。通过该方法安装压合衬套能够使得工件的通孔孔壁的切向残余应力在轴向分布均匀，并能够消除由于强化棒挤入而在挤入端引起的切向残余拉应力，从而能够提高孔的疲劳强化效果，进一步提高孔的疲劳寿命。

Description

压合衬套的安装方法及结构件

技术领域

本公开涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种压合衬套的安装方法及

结构件。

背景技术

目前，在材料加工技术领域中，为了将压合衬套安装在工件的通孔中，普遍采用的是利用芯棒直接挤压压合衬套的方式。但是该方式会使得通孔孔边的切向残余应力沿通孔的径向方向分布不均匀，往往芯棒挤入面的通孔孔边的残余压应力较小并出现残余拉应力，从而对通孔的疲劳强度不利。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开目的在于提供一种压合衬套的安装方法及结构件，能够提高孔的疲劳强化效果，进一步提高孔的疲劳寿命。

本公开第一方面提供了一种压合衬套的安装方法，其特征在于，包括：

提供一具有通孔的工件；

将压合衬套嵌在所述通孔内，并使得所述压合衬套与所述通孔间隙配合；

将辅助衬套放置在所述压合衬套内，并使所述辅助衬套与所述压合衬套间隙配合，所述辅助衬套的壁上设置有沿其轴向方向延伸的缺口；

在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套，使得所述辅助衬套向所述压合衬套施加挤压力，以使所述压合衬套与所述通孔过盈配合；

将所述强化棒和所述辅助衬套拆除。

在本公开的一种示例性实施例中，其特征在于，

所述辅助衬套具有在其轴向方向相对设置的第一端口和第二端口，

所述强化棒具有引导段和工作段，其中，

所述引导段的直径小于所述辅助衬套的内径，所述工作段的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量，

所述在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套，包括：

使所述引导段依次穿过所述第一端口和所述第二端口；

拉拔所述引导段，以使所述工作段通过所述第一端口，以挤压所述辅助衬套。

在本公开的一种示例性实施例中，所述工作段具有第一端和第二端，所述第一端与所述引导段连接，

所述工作段具有第一锥度，且所述工作段的直径与所述辅助衬套内径之间的过盈量自所述第一端向所述第二端的方向逐渐增大。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助衬套的内周面具有第二锥度，所述辅助衬套的内径自所述第一端口向所述第二端口的方向逐渐减小。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一锥度与所述第二锥度相同。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助衬套具有止挡部，在所述辅助衬套与所述压合衬套装配时，所述止挡部位于所述第一端口远离所述第二端口的一侧，并与所述工件的表面相接触。

在本公开的一种示例性实施例中，所述辅助衬套的缺口靠近第二端口设置，且所述缺口为长条状，所述缺口的长度方向为所述辅助衬套的轴向。

在本公开的一种示例性实施例中，所述在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套之前，所述安装方法，还包括：

将止挡件设置在所述第二端口远离所述第一端口的一侧，并与所述压合衬套相接触。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述将所述强化棒和所述辅助衬套拆除之后，所述安装方法还包括：

采用铰孔装置铰削所述压合衬套。

在本公开的第二方面提供了一种结构件，其特征在于，包括：

工件，所述工件具有通孔；

压合衬套，所述压合衬套利用上述任意一项所述的压合衬套的安装方法安装于所述通孔内。

本公开提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本公开所提供的压合衬套的安装方法，将压合衬套嵌在通孔内，并使压合衬套与通孔间隙配合。同时，将辅助衬套放置在压合衬套内，并使得辅助衬套与压合衬套间隙配合，该辅助衬套的壁上设置有沿其轴向方向延伸的缺口。在强化棒与辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒挤压辅助衬套，使得辅助衬套向压合衬套施加挤压力，以使压合衬套与通孔过盈配合。最后，将强化棒和辅助衬套拆除。

通过在压合衬套内放置具有缺口的辅助衬套，并通过强化棒挤压该辅助衬套，以利用该辅助衬套向压合衬套施加挤压力。相对于直接利用强化棒挤压压合衬套的方法来说，本公开所提供的压合衬套的安装方法能够使得压合衬套安装完成后，工件的通孔孔壁的切向残余应力在轴向分布均匀，并能够消除由于强化棒压入在挤入端引起的切向残余拉应力，从而能够提高孔的疲劳强化效果，进一步提高孔的疲劳寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出了根据本公开一示例性实施例的压合衬套的安装方法的流程示意图；

图2示出了根据本公开一示例性实施例的压合衬套的结构示意图；

图3示出了根据本公开一示例性实施例的辅助衬套的结构示意图；

图4示出了根据本公开一示例性实施例的压合衬套安装的模型示意图；

图5-9示出了根据本公开一示例性实施例的压合衬套安装过程的示意图；

图10示出了根据本公开一示例性实施例的强化棒的结构示意图。

附图标记说明：

1、工件；2、压合衬套；3、辅助衬套；4、强化棒；5、止挡件；11、通孔；31、缺口；32、止挡部；41、引导段；42、工作段。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开首先提供了一种压合衬套2的安装方法，利用该方法安装压合衬套2能够使得工件1的通孔11孔壁的切向残余应力在轴向分布均匀，并能够消除由于强化棒4压入而造成的切向残余拉应力，从而能够提高孔的疲劳强化效果，进一步提高孔的疲劳寿命。如图1-9所示，该方法包括以下步骤：

S10、提供一具有通孔11的工件1；

S20、将压合衬套2嵌在通孔11内，并使得压合衬套2与通孔11间隙配合；

S30、将辅助衬套3放置在压合衬套2内，并使辅助衬套3与压合衬套2间隙配合，辅助衬套3的壁上设置有沿其轴向方向延伸的缺口31；

S40、在强化棒4的直径与辅助衬套3的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒4挤压辅助衬套3，使得辅助衬套3向压合衬套2施加挤压力，以使压合衬套2与通孔11过盈配合；

S50、将强化棒4和辅助衬套3拆除。

下面对上述各个步骤进行详细说明：

在步骤S20中，可以将压合衬套2嵌在工件1的通孔11内，其中，该压合衬套2可以为空心圆柱体，该空心圆柱体的外径可以等于上述通孔11的内径，从而使得该压合衬套2与通孔11间隙配合。但不限于此，为了便于将压合衬套2放置在工件1的通孔11内，也可以使压合衬套2的外径略小于上述通孔11的内径，这也在本公开的保护范围之内。

另外，该压合衬套2的轴向长度可以等于上述通孔11的轴向长度，从而能够更好地与通孔11配合，在安装的过程中保证应力的均匀，并能够保证工件1的原有外观。但不限于此，该压合衬套2的轴向长度也可以根据实际需要设置，例如，大于或小于通孔11的轴向长度等，均在本公开的保护范围之内。

在步骤S30中，可以将辅助衬套3放置在上述压合衬套2内，其中，该辅助衬套3的外径可以和压合衬套2的内径相同，从而使得该辅助衬套3与压合衬套2间隙配合，以便于利用强化棒4挤压辅助衬套3，并通过辅助衬套3向上述压合衬套2施加挤压力，以完成压合衬套2的安装。

需要说明的是，本公开对压合衬套2和辅助衬套3的放置次序不做限定，还可以先将压合衬套2和辅助衬套3组合完成，再将压合衬套2和辅助衬套3一起放入通孔11内，这也在本公开的保护范围之内。

进一步的，可以在上述辅助衬套3的轴向上设置缺口31，该缺口31可以靠近辅助衬套3的一端设置，并且该缺口31可以为长条状，并且该缺口31的长度方向为辅助衬套3的轴向方向。通过在辅助衬套3的轴向上设置缺口31，能够保证压合衬套2在安装的过程中，在压合衬套2的轴向上施加的是均匀的力，从而能够保证在通孔11的轴向方向产生均匀的切向残余压应力。同时，在辅助衬套3的轴向上设置缺口31还可以消除辅助衬套3的切向应力。

更进一步地，可以在辅助衬套3的周向上设置多个上述缺口31，通过设置多个缺口31，可以将强化棒4挤压产生的力均匀的施加在压合衬套2的各个方向上，从而使得在压合衬套2安装后，通孔11各处产生的切向残余压应力均匀。

优选地，可以在辅助衬套3的周向上均匀设置多个缺口31，通过均匀设置各个缺口31，能够更进一步地使通孔11各处产生的切向残余压应力均匀。为了保证辅助衬套3的受力状况，可以设置四个缺口31，当辅助衬套3的周向上均匀设置四个缺口31的时候，该辅助衬套3的承载力最好，从而可以防止在强化棒4挤压的过程中发生损坏。但不限于此，也可以在该辅助衬套3的轴向上设置其他数量的缺口31，这均在本公开的保护范围之内。

在步骤S40中，在强化棒4的直径与辅助衬套3的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒4挤压辅助衬套3，使得辅助衬套3向压合衬套2施加挤压力，以使压合衬套2与通孔11过盈配合。例如，可以提供一种压合衬套2安装装置，该装置可以包括强化棒4和驱动部，其中驱动部能够驱动强化棒4向靠近或远离上述辅助衬套3的方向运动，以使强化棒4压入辅助衬套3或从辅助衬套3中抽出。

上述强化棒4与辅助衬套3的内径之间可以具有过盈量，可以理解的是，该强化棒4的直径大于辅助衬套3的内径，以使得强化棒4与辅助衬套3过盈配合，从而能够挤压辅助衬套3。该过盈量可以为辅助衬套3内径的1％～6％，在该过盈量下能够保证通孔11不被损坏。但不限于此，本公开对过盈量的具体数值不做限制，均在本公开的保护范围内。优选地，该强化棒4可以具有锥度，应当理解的是该强化棒4在竖直面上的投影可以与水平面之间具有夹角，通过控制该强化棒4压入辅助衬套3的位移量能够控制强化棒4向辅助衬套3施加的过盈量大小。具体地，如图10所示，向辅助衬套3施加的过盈量可以利用如下公式进行计算，

h＝S×tanθ

其中，h为过盈量，S为强化棒4的位移量，θ为强化棒4在竖直面上的投影与水平面之间的夹角。

进一步的，上述辅助衬套3可以具有在其轴向方向上相对设置的第一端口和第二端口，且该强化棒4可以具有引导段41和工作段42，其中，引导段41的直径小于辅助衬套3的内径，工作段42的直径与辅助衬套3的内径之间具有过盈量，上述在强化棒4与辅助衬套3的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒4挤压辅助衬套3包括：

将引导段41依次穿过第一端口和第二端口，拉拔上述引导段41，以使工作段42通过上述第一端口，以挤压辅助衬套3。

具体地，当引导段41的直径小于辅助衬套3的内径时，可以将引导段41依次穿过辅助衬套3的第一端口和第二端口，以实现精准的定位，防止工作段42直接进入辅助衬套3时，与辅助衬套3的位置发生偏移，而造成辅助衬套3或者强化棒4的损坏。

另外，该工作段42的直径与辅助衬套3的内径之间的最大过盈量可以为辅助衬套3内径的1％～6％，在该过盈量下，能够保证通孔11不被损坏，但不限于此，本公开对工作段42与辅助衬套3内径之间的过盈量的具体数值不做限制，均在本公开的保护范围内。

另外，还可以利用上述压合衬套2安装装置，将工作段42与驱动部连接，利用驱动部驱动整个强化棒4向靠近辅助衬套3的方向运动，使得引导段41先进入第一端口，并继续驱动强化棒4运动，以使得工作段42在引导段41的引导下通过第一端口，以挤压辅助衬套3。

进一步的，该工作段42可以具有第一端和第二端，其中，第一端与上述引导段41连接。该工作段42可以具有第一锥度，并且该工作段42与辅助衬套3的内径之间的过盈量自第一端向第二端的方向逐渐增大，从而能够通过控制工作段42压入辅助衬套3的位移量来控制工作段42挤压辅助衬套3的过盈量大小。同时，通过设置第一锥度，使得工作段42能够更加平滑的进入辅助衬套3中，从而使得在安装压合衬套2的过程中通孔11所受的挤压力均匀上升，防止由于挤压力突然上升而造成通孔11出现残余应力而发生损坏，进而造成通孔11的疲劳强度下降。

更进一步的，上述辅助衬套3的内周面还可以具有第二锥度，以使辅助衬套3的内径自第一端口向第二端口的方向逐渐减小。通过在辅助衬套3的内周面设置第二锥度，可以使得强化棒4在进入辅助衬套3的过程中通孔11的受力更加均匀。

优选地，上述第一锥度和第二锥度可以相同，通过将第一锥度和第二锥度设置成相同的数值，能够使得强化棒4的工作段42和辅助衬套3可以紧密配合，能够使得工作段42在通过辅助衬套3的过程中，防止由于工作段42的挤压而造成材料的流动。同时，可以在通孔11孔壁不同厚度的位置处能够施加相同的过盈量，从而在通孔11的厚度方向上产生均匀的残余压应力。

可以在辅助衬套3上设置止挡部32，该止挡部32在辅助衬套3与压合衬套2装配时，位于上述第一端口远离第二端口的一侧，并能够与工件的表面相接触。

同时，可以将辅助衬套3的缺口31靠近第二端口设置，即，辅助衬套3内径最小的一端。该缺口31可以为长条状，该缺口31的长度方向可以为辅助衬套3的轴向。通过将缺口31设置在辅助衬套3的第二端口，可以使得通孔11所受的挤压力更加均匀。

除此之外，在强化棒4的直径与辅助衬套3的内径之间具有过盈量的条件下，利用强化棒4挤压辅助衬套3之前，该安装方法还包括：

将止挡件5设置在第二端口远离第一端口的一侧，并与压合衬套2相接触，以防止压合衬套2的位置在强化棒4挤压所述辅助衬套3的过程中产生偏移。

在S50中，将强化棒4和辅助衬套3拆除。当压合衬套2完成安装后，可以将强化棒4以相反的方向推出辅助衬套3，通过该方式，可以再次对压合衬套2的安装进行巩固，保证压合衬套2安装的稳固。但不限于此，还可以将强化棒4沿进入辅助衬套3的方向继续拉拔，以使强化棒4远离辅助衬套3，这也在本公开的保护范围之内。

当强化棒4拆除完成之后，可以将辅助衬套3拆除。当安装过程中使用止挡件5的时候，可以将止挡件5也一同拆卸下来。

进一步的，在步骤S50之后，还可以利用铰孔装置绞削压合衬套2，以使该压合衬套2的内径达到目标孔径，从而能够使得压合衬套2更好的和轴进行配合。具体地，上述目标孔径可以根据实际需要设置，应当理解的是，目标孔径可以根据所需与压合衬套2配合的轴的直径确定，本公开对目标孔径的具体尺寸不做限定，均在本公开的保护范围之内。上述该铰孔装置可以为铰刀，但不限于此，也可以为其他能够绞削工具，均在本公开的保护范围之内。

本公开的第二个方面提供了一种结构件，该结构件包括一个具有通孔11的工件1，以及安装在通孔11中的压合衬套2，其中，该压合衬套2利用上述的压合衬套2安装方法安装在通孔11内。通过该方法安装压合衬套2能够使得工件1的通孔11孔壁的切向残余应力在轴向分布均匀，并能够消除由于强化棒4压入而造成的切向残余拉应力，从而能够提高孔的疲劳强化效果，进一步提高孔的疲劳寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种压合衬套的安装方法，其特征在于，包括：

提供一具有通孔的工件；

将压合衬套嵌在所述通孔内，并使得所述压合衬套与所述通孔间隙配合；

将辅助衬套放置在所述压合衬套内，并使所述辅助衬套与所述压合衬套间隙配合，所述辅助衬套的壁上设置有沿其轴向方向延伸的缺口；

在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套，使得所述辅助衬套向所述压合衬套施加挤压力，以使所述压合衬套与所述通孔过盈配合；

将所述强化棒和所述辅助衬套拆除。

2.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

所述辅助衬套具有在其轴向方向相对设置的第一端口和第二端口，

所述强化棒具有引导段和工作段，其中，

所述引导段的直径小于所述辅助衬套的内径，所述工作段的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量，

所述在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套，包括：

使所述引导段依次穿过所述第一端口和所述第二端口；

拉拔所述引导段，以使所述工作段通过所述第一端口，以挤压所述辅助衬套。

3.根据权利要求2所述的安装方法，其特征在于，

所述工作段具有第一端和第二端，所述第一端与所述引导段连接，

所述工作段具有第一锥度，且所述工作段的直径与所述辅助衬套内径之间的过盈量自所述第一端向所述第二端的方向逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的安装方法，其特征在于，所述辅助衬套的内周面具有第二锥度，所述辅助衬套的内径自所述第一端口向所述第二端口的方向逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的安装方法，其特征在于，所述第一锥度与所述第二锥度相同。

6.根据权利要求4所述的安装方法，其特征在于，所述辅助衬套具有止挡部，在所述辅助衬套与所述压合衬套装配时，所述止挡部位于所述第一端口远离所述第二端口的一侧，并与所述工件的表面相接触。

7.根据权利要求6所述的安装方法，其特征在于，所述辅助衬套的缺口靠近第二端口设置，且所述缺口为长条状，所述缺口的长度方向为所述辅助衬套的轴向。

8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述在强化棒的直径与所述辅助衬套的内径之间具有过盈量的条件下，利用所述强化棒挤压所述辅助衬套之前，所述安装方法，还包括：

将止挡件设置在所述第二端口远离所述第一端口的一侧，并与所述压合衬套相接触。

9.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在所述将所述强化棒和所述辅助衬套拆除之后，所述安装方法还包括：

采用铰孔装置铰削所述压合衬套。

10.一种结构件，其特征在于，包括：

工件，所述工件具有通孔；

压合衬套，所述压合衬套利用上述权利要求1-9中任意一项所述的压合衬套的安装方法安装于所述通孔内。

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