CN1414252A - 两个件的内压连接方法 - Google Patents
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Abstract
两个件的内压连接方法,它涉及到两物体间的连接方法。本发明是使外连接件(1)加工后的孔形周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.01~1.1倍,再将内连接件穿入外连接件的孔中,模具(3)分别套固在外连接件的左右两侧的内连接件上,将内连接件的两端密封,向内连接件中通入内压介质,使内连接件在两模具之间发生塑性膨胀,其对应处的外连接件也发生弹性膨胀,泄压后内外连接件就过盈配合连接为一体。应用本发明连接方法能减少加工工序,也避免了因钻孔或开槽使连接件强度削弱的缺陷,解决了两种材质难以焊接及粘接可靠性差的问题。对连接件的初始加工精度要求低,可连接段长,具有工艺简化,效率高的优点。
Description
技术领域:本发明涉及到两物体间的连接方法。
背景技术:目前,管与管、管与板、管与环、环与环等两个物件之间的连接方法主要有焊接法、粘接法和机械连接法。其中,焊接法具有易变形、存在热影响区、焊后改变材料组织性能、易于产生焊接裂纹的缺陷,同时对于不同材料零件之间的连接,由于材料熔点不同、凝固机理不同,其焊接的实现难度很大。而粘接法需要特制的粘接剂,同时要精密加工接合面,增加了工艺难度,同时粘接剂在不同的环境下适应性差,因此粘接法的可靠性能差。机械连接法目前主要有铆接法、键连接和热装法等。铆接法和键连接法需要精密加工铆接孔和键槽,工艺复杂,并且需要破坏连接件表面,影响了连接件的使用范围。热装法则需要事先对连接件接合表面进行精密加工,且需加热、冷却等工序,其工艺复杂,加工难度大,而且连接件的长度不能很大,还可能造成加热物体表面氧化。
发明内容:本发明是研制两个件的内压连接方法,该方法不需对连接件的接合面进行精加工,不需在被连接零件的表面加工铆接孔或键槽。本发明的连接方法是这样实现的:首先将需要连接的外连接件1的内孔进行加工,使加工后的孔形达到设计的形状和尺寸,外连接件1加工后的孔形最小周长为内连接件2横截面外表周长的1.01~1.1倍,再将内连接件2穿入外连接件1的孔中,两个模具3分别套固在外连接件1的左右两侧的内连接件2上,然后将内连接件2的两端密封,再向内连接件2中通入施加内压介质,介质采用高压液体、气体或耐热液态高分子材料,高压液体的压力为100MPa~1000MPa,气体压力为10MPa~32MPa,耐热液态高分子材料的压力为100MPa~300MPa,并控制压力的大小,使内连接件2在两模具3之间的A段发生塑性膨胀,其对应处的外连接件1也被胀形发生弹性膨胀,内连接件2横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件1内孔周长的0.15%~0.2%,将内连接件2的内压卸掉,内连接件2横截面的外周长大于外连接件1内孔的初始周长,使得外连接件1不能完全收缩到初始状态,保留了一定的弹性变形量δe,这样就形成了两个物体之间的紧密连接。本发明通过向内连接件2内施加压力,使外连接件1发生弹性膨胀,使内连接件2的连接处发生塑性膨胀,从而在卸压后实现二者过盈配合连接成整体。外连接件1的材质可以采用各种材料制成,如钢、铸铁、粉末冶金材料、钛及其合金、铝及其合金、铜及其合金等;外连接件1可以采用多种加工方法获得,如锻造、铸造、冲压、粉末冶金、压制烧结等。内连接件2的材质可采用各种材料,如钢、钛、铝、铜等。外连接件1的外形可以是圆形、多边形及任意封闭曲线形等;外连接件1与内连接件2的连接处可为圆孔、多边形孔等。应用本发明连接方法,两连接件之间的接合面不需进行精加工,不需在被连接件的表面加工铆接孔或键槽,减少了加工工序,也避免了因钻孔或开槽使连接件强度削弱的缺陷,解决了两种不同材质难以焊接及粘接可靠性差的问题。对于普通钢不需加热,对于屈服强度很高的钛及其合金制造的零件为降低连接难度,采用加热到一定的温度后施加内压,即可获得可靠的连接,它具有适于异种材料连接,对连接件的初始加工精度要求低,可连接段长,且工艺简化,柔性高,效率高的优点。
附图说明:图1是外连接件1与内连接件2未加压前的初始状态图,图2是外连接件1与内连接件2加压时的状态图,图3是外连接件1与内连接件2卸压后的连接状态图。
具体实施方式一:本实施方式是:首先将需要连接的外连接件1的内孔进行加工,使加工后的孔形达到设计的形状和尺寸,外连接件1加工后的孔形最小周长为内连接件2横截面外表周长的1.01~1.03倍,再将内连接件2穿入外连接件1的孔中,两个模具3分别套固在外连接件1的左右两侧的内连接件2上,然后将内连接件2的两端密封,再向内连接件2中通入施加内压的气体,气体压力为10MPa~21MPa,并控制压力的大小,使内连接件2在两模具3之间的A段发生塑性膨胀,其对应处的外连接件1也被胀形发生弹性膨胀,内连接件2横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件1内孔周长的0.15%~0.16%,将内连接件2内的压力卸掉,这样就形成了两个物体之间的紧密连接。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是,外连接件1加工后的孔形最小周长为内连接件2横截面外表周长的1.04~1.07倍。施加的内压介质为气体,气体压力为22MPa~32MPa,内连接件2横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件1内孔周长的0.17%~0.18%。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一、二不同的是,外连接件1加工后的孔形最小周长为内连接件2横截面外表周长的1.08~1.1倍。施加内压的介质为高压液体水油混合物,液体压力为800MPa~1000MPa,内连接件2横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件1内孔周长的0.19%~0.2%。
具体实施方式四:本实施方式中的内连接件2为钛及其合金,在施加内压的同时需加热,在加热到200℃~400℃状态下保温,施加内压介质为耐热液态高分子材料,压力为100MPa~300MPa,外连接件1加工后的孔形最小周长为内连接件2横截面外表周长的1.04~1.07倍,内连接件2的横截面的外表周长的膨胀量为外连接件1内孔周长0.18%~0.2%。
Claims (5)
1、两个件的内压连接方法,其特征在于首先将需要连接的外连接件(1)的内孔进行加工,使加工后的孔形达到设计的形状和尺寸,外连接件(1)加工后的孔形最小周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.01~1.1倍,再将内连接件(2)穿入外连接件(1)的孔中,两个模具(3)分别套固在外连接件(1)的左右两侧的内连接件(2)上,然后将内连接件(2)的两端密封,再向内连接件(2)中通入施加内压介质,介质采用高压液体、气体或耐热液态高分子材料,高压液体的压力为100MPa~1000MPa,气体压力为10MPa~32MPa,耐热液态高分子材料的压力为100MPa~300MPa,并控制压力的大小,使内连接件(2)在两模具(3)之间的A段发生塑性膨胀,其对应处的外连接件(1)也被胀形发生弹性膨胀,内连接件(2)横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件(1)内孔周长的0.15%~0.2%,将内连接件(2)的内压卸掉,这样就形成了两个物体之间的紧密连接。
2、根据权利要求1所述的两个件的内压连接方法,其特征在于外连接件(1)加工后的孔形最小周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.01~1.03倍,施加的内压介质为气体,气体压力为10MPa~21MPa,内连接件(2)横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件(1)内孔周长的0.15%~0.16%。
3、根据权利要求1所述的两个件的内压连接方法,其特征在于外连接件(1)加工后的孔形最小周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.04~1.07倍,施加的内压介质为气体,气体压力为22MPa~32MPa,内连接件(2)横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件(1)内孔周长的0.17%~0.18%。
4、根据权利要求1所述的两个件的内压连接方法,其特征在于外连接件(1)加工后的孔形最小周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.08~1.1倍,施加的内压介质为高压液体水油混合物,液体压力为800MPa~1000MPa,内连接件(2)横截面的外表面周长的膨胀量为外连接件(1)内孔周长的0.19%~0.2%。
5、根据权利要求1所述的两个件的内压连接方法,其特征在于内连接件(2)为钛及其合金,在施加内压的同时需加热,在加热到200℃~400℃状态下保温,施加内压介质为耐热液态高分子材料,压力为100MPa~300MPa,外连接件(1)加工后的孔形最小周长为内连接件(2)横截面外表周长的1.04~1.07倍,内连接件(2)的横截面的外表周长的膨胀量为外连接件(1)内孔周长0.18%~0.2%。
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CN100375661C (zh) * | 2003-09-26 | 2008-03-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种内压装配机 |
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CN104227321A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-12-24 | 四川银钢一通凸轮科技股份有限公司 | 一种涨紧刀具、一种装配设备以及一种凸轮轴装配方法 |
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