專利名稱：兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到兩物體間的連接方法。
背景技術(shù)：
目前，管與管、管與板、管與環(huán)、環(huán)與環(huán)等兩個(gè)物件之間的連接方法主要有焊接法、粘接法和機(jī)械連接法。其中，焊接法具有易變形、存在熱影響區(qū)、焊后改變材料組織性能、易于產(chǎn)生焊接裂紋的缺陷，同時(shí)對(duì)于不同材料零件之間的連接，由于材料熔點(diǎn)不同、凝固機(jī)理不同，其焊接的實(shí)現(xiàn)難度很大。而粘接法需要特制的粘接劑，同時(shí)要精密加工接合面，增加了工藝難度，同時(shí)粘接劑在不同的環(huán)境下適應(yīng)性差，因此粘接法的可靠性能差。機(jī)械連接法目前主要有鉚接法、鍵連接和熱裝法等。鉚接法和鍵連接法需要精密加工鉚接孔和鍵槽，工藝復(fù)雜，并且需要破壞連接件表面，影響了連接件的使用范圍。熱裝法則需要事先對(duì)連接件接合表面進(jìn)行精密加工，且需加熱、冷卻等工序，其工藝復(fù)雜，加工難度大，而且連接件的長(zhǎng)度不能很大，還可能造成加熱物體表面氧化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是研制兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，該方法不需對(duì)連接件的接合面進(jìn)行精加工，不需在被連接零件的表面加工鉚接孔或鍵槽。本發(fā)明的連接方法是這樣實(shí)現(xiàn)的首先將需要連接的外連接件1的內(nèi)孔進(jìn)行加工，使加工后的孔形達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和尺寸，外連接件1加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件2橫截面外表周長(zhǎng)的1.01～1.1倍，再將內(nèi)連接件2穿入外連接件1的孔中，兩個(gè)模具3分別套固在外連接件1的左右兩側(cè)的內(nèi)連接件2上，然后將內(nèi)連接件2的兩端密封，再向內(nèi)連接件2中通入施加內(nèi)壓介質(zhì)，介質(zhì)采用高壓液體、氣體或耐熱液態(tài)高分子材料，高壓液體的壓力為100MPa～1000MPa，氣體壓力為10MPa～32MPa，耐熱液態(tài)高分子材料的壓力為100MPa～300MPa，并控制壓力的大小，使內(nèi)連接件2在兩模具3之間的A段發(fā)生塑性膨脹，其對(duì)應(yīng)處的外連接件1也被脹形發(fā)生彈性膨脹，內(nèi)連接件2橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件1內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.15％～0.2％，將內(nèi)連接件2的內(nèi)壓卸掉，內(nèi)連接件2橫截面的外周長(zhǎng)大于外連接件1內(nèi)孔的初始周長(zhǎng)，使得外連接件1不能完全收縮到初始狀態(tài)，保留了一定的彈性變形量δe，這樣就形成了兩個(gè)物體之間的緊密連接。本發(fā)明通過向內(nèi)連接件2內(nèi)施加壓力，使外連接件1發(fā)生彈性膨脹，使內(nèi)連接件2的連接處發(fā)生塑性膨脹，從而在卸壓后實(shí)現(xiàn)二者過盈配合連接成整體。外連接件1的材質(zhì)可以采用各種材料制成，如鋼、鑄鐵、粉末冶金材料、鈦及其合金、鋁及其合金、銅及其合金等；外連接件1可以采用多種加工方法獲得，如鍛造、鑄造、沖壓、粉末冶金、壓制燒結(jié)等。內(nèi)連接件2的材質(zhì)可采用各種材料，如鋼、鈦、鋁、銅等。外連接件1的外形可以是圓形、多邊形及任意封閉曲線形等；外連接件1與內(nèi)連接件2的連接處可為圓孔、多邊形孔等。應(yīng)用本發(fā)明連接方法，兩連接件之間的接合面不需進(jìn)行精加工，不需在被連接件的表面加工鉚接孔或鍵槽，減少了加工工序，也避免了因鉆孔或開槽使連接件強(qiáng)度削弱的缺陷，解決了兩種不同材質(zhì)難以焊接及粘接可靠性差的問題。對(duì)于普通鋼不需加熱，對(duì)于屈服強(qiáng)度很高的鈦及其合金制造的零件為降低連接難度，采用加熱到一定的溫度后施加內(nèi)壓，即可獲得可靠的連接，它具有適于異種材料連接，對(duì)連接件的初始加工精度要求低，可連接段長(zhǎng)，且工藝簡(jiǎn)化，柔性高，效率高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是外連接件1與內(nèi)連接件2未加壓前的初始狀態(tài)圖，圖2是外連接件1與內(nèi)連接件2加壓時(shí)的狀態(tài)圖，圖3是外連接件1與內(nèi)連接件2卸壓后的連接狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
一本實(shí)施方式是首先將需要連接的外連接件1的內(nèi)孔進(jìn)行加工，使加工后的孔形達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和尺寸，外連接件1加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件2橫截面外表周長(zhǎng)的1.01～1.03倍，再將內(nèi)連接件2穿入外連接件1的孔中，兩個(gè)模具3分別套固在外連接件1的左右兩側(cè)的內(nèi)連接件2上，然后將內(nèi)連接件2的兩端密封，再向內(nèi)連接件2中通入施加內(nèi)壓的氣體，氣體壓力為10MPa～21MPa，并控制壓力的大小，使內(nèi)連接件2在兩模具3之間的A段發(fā)生塑性膨脹，其對(duì)應(yīng)處的外連接件1也被脹形發(fā)生彈性膨脹，內(nèi)連接件2橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件1內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.15％～0.16％，將內(nèi)連接件2內(nèi)的壓力卸掉，這樣就形成了兩個(gè)物體之間的緊密連接。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是，外連接件1加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件2橫截面外表周長(zhǎng)的1.04～1.07倍。施加的內(nèi)壓介質(zhì)為氣體，氣體壓力為22MPa～32MPa，內(nèi)連接件2橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件1內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.17％～0.18％。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二不同的是，外連接件1加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件2橫截面外表周長(zhǎng)的1.08～1.1倍。施加內(nèi)壓的介質(zhì)為高壓液體水油混合物，液體壓力為800MPa～1000MPa，內(nèi)連接件2橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件1內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.19％～0.2％。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式中的內(nèi)連接件2為鈦及其合金，在施加內(nèi)壓的同時(shí)需加熱，在加熱到200℃～400℃狀態(tài)下保溫，施加內(nèi)壓介質(zhì)為耐熱液態(tài)高分子材料，壓力為100MPa～300MPa，外連接件1加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件2橫截面外表周長(zhǎng)的1.04～1.07倍，內(nèi)連接件2的橫截面的外表周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件1內(nèi)孔周長(zhǎng)0.18％～0.2％。
權(quán)利要求
1.兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，其特征在于首先將需要連接的外連接件(1)的內(nèi)孔進(jìn)行加工，使加工后的孔形達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和尺寸，外連接件(1)加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.01～1.1倍，再將內(nèi)連接件(2)穿入外連接件(1)的孔中，兩個(gè)模具(3)分別套固在外連接件(1)的左右兩側(cè)的內(nèi)連接件(2)上，然后將內(nèi)連接件(2)的兩端密封，再向內(nèi)連接件(2)中通入施加內(nèi)壓介質(zhì)，介質(zhì)采用高壓液體、氣體或耐熱液態(tài)高分子材料，高壓液體的壓力為100MPa～1000MPa，氣體壓力為10MPa～32MPa，耐熱液態(tài)高分子材料的壓力為100MPa～300MPa，并控制壓力的大小，使內(nèi)連接件(2)在兩模具(3)之間的A段發(fā)生塑性膨脹，其對(duì)應(yīng)處的外連接件(1)也被脹形發(fā)生彈性膨脹，內(nèi)連接件(2)橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件(1)內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.15％～0.2％，將內(nèi)連接件(2)的內(nèi)壓卸掉，這樣就形成了兩個(gè)物體之間的緊密連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，其特征在于外連接件(1)加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.01～1.03倍，施加的內(nèi)壓介質(zhì)為氣體，氣體壓力為10MPa～21MPa，內(nèi)連接件(2)橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件(1)內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.15％～0.16％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，其特征在于外連接件(1)加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.04～1.07倍，施加的內(nèi)壓介質(zhì)為氣體，氣體壓力為22MPa～32MPa，內(nèi)連接件(2)橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件(1)內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.17％～0.18％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，其特征在于外連接件(1)加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.08～1.1倍，施加的內(nèi)壓介質(zhì)為高壓液體水油混合物，液體壓力為800MPa～1000MPa，內(nèi)連接件(2)橫截面的外表面周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件(1)內(nèi)孔周長(zhǎng)的0.19％～0.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，其特征在于內(nèi)連接件(2)為鈦及其合金，在施加內(nèi)壓的同時(shí)需加熱，在加熱到200℃～400℃狀態(tài)下保溫，施加內(nèi)壓介質(zhì)為耐熱液態(tài)高分子材料，壓力為100MPa～300MPa，外連接件(1)加工后的孔形最小周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.04～1.07倍，內(nèi)連接件(2)的橫截面的外表周長(zhǎng)的膨脹量為外連接件(1)內(nèi)孔周長(zhǎng)0.18％～0.2％。
全文摘要
兩個(gè)件的內(nèi)壓連接方法，它涉及到兩物體間的連接方法。本發(fā)明是使外連接件(1)加工后的孔形周長(zhǎng)為內(nèi)連接件(2)橫截面外表周長(zhǎng)的1.01～1.1倍，再將內(nèi)連接件穿入外連接件的孔中，模具(3)分別套固在外連接件的左右兩側(cè)的內(nèi)連接件上，將內(nèi)連接件的兩端密封，向內(nèi)連接件中通入內(nèi)壓介質(zhì)，使內(nèi)連接件在兩模具之間發(fā)生塑性膨脹，其對(duì)應(yīng)處的外連接件也發(fā)生彈性膨脹，泄壓后內(nèi)外連接件就過盈配合連接為一體。應(yīng)用本發(fā)明連接方法能減少加工工序，也避免了因鉆孔或開槽使連接件強(qiáng)度削弱的缺陷，解決了兩種材質(zhì)難以焊接及粘接可靠性差的問題。對(duì)連接件的初始加工精度要求低，可連接段長(zhǎng)，具有工藝簡(jiǎn)化，效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23P11/02GK1414252SQ02133199
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月14日
發(fā)明者苑世劍, 劉鋼, 王仲仁 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)