一種孔與襯套二次擠壓強(qiáng)化的裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬零件裝配技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直升機(jī)關(guān)鍵高周疲勞壽命件關(guān)鍵孔 的擠壓強(qiáng)化及襯套擠壓強(qiáng)化裝配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 直升機(jī)屬于非穩(wěn)態(tài)飛行器，其升力系統(tǒng)、主減平臺等主要壽命件受力特點(diǎn)為高載 荷、高頻率，而這些零件的高應(yīng)力區(qū)（疲勞斷裂區(qū)）主要在孔部位。目前我們該部位主要的 處理方式為孔加工采用鏜、磨的方式、孔的襯套裝配采用溫差法。隨著直升機(jī)重量、壽命及 可靠性要求的提高，該種處理方式弊端逐漸凸顯，重量和壽命無法兼顧；溫差裝配容易產(chǎn)生 孔內(nèi)表面的初始損傷且?guī)в胁淮_定性，降低關(guān)鍵壽命件的可靠性，降低關(guān)鍵壽命件的壽命 評估結(jié)論；溫差裝配后孔與襯套結(jié)合力較小，在孔受力后孔與襯套容易產(chǎn)生微動磨損。特別 是在TB6鈦合金、鋁基復(fù)合材料在直升機(jī)升力系統(tǒng)主要壽命件上的大量使用后，由于TB6鈦 合金對于缺陷敏感性較大、鋁基復(fù)合材料由于本體硬度較低溫差裝配中產(chǎn)生初始損傷的概 率較大，目前的處理方式已初步無法適應(yīng)新一代直升機(jī)對于重量、壽命及可靠性的要求，成 為影響飛行安全的不確定因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：提出一種提高關(guān)鍵孔壽命、襯套裝配質(zhì)量穩(wěn)定可控的孔與襯套 二次擠壓強(qiáng)化裝配方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種孔、襯套二次擠壓強(qiáng)化裝配方法，首先用具有一定擠壓 量的擠壓棒3通過擠壓拉拔槍1對孔4進(jìn)行一次強(qiáng)化，再將按要求配制的襯套5放入孔4 中，用具有一定擠壓量的擠壓棒3通過擠壓拉拔槍1對孔4進(jìn)行再一次強(qiáng)化同時完成襯套 5裝配。
[0005] -種孔、襯套二次擠壓強(qiáng)化裝配方法，具有如下步驟：
[0006] 步驟一：擠壓前的準(zhǔn)備
[0007] 1)擠壓前對零件進(jìn)行檢查，零件應(yīng)滿足下列要求：
[0008] a)按照圖樣規(guī)定完成待擠壓孔4和待擠壓襯套5的機(jī)械加工，達(dá)到規(guī)定的表面粗 糙度要求；
[0009] b)清理待擠壓孔4的孔壁表面；
[0010] 2)檢查擠壓拉拔槍1的油路和氣路系統(tǒng)。
[0011] 3)參數(shù)的設(shè)置：第一次擠壓強(qiáng)化前，擠壓棒3與孔4的過盈量按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行 選?。灰r套5裝配后進(jìn)行的第二次擠壓強(qiáng)化，在第二擠壓強(qiáng)化前襯套5與孔4的間隙、擠壓 棒3與襯套5內(nèi)孔的過盈量均按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選取；
[0012] 步驟二：第一次擠壓強(qiáng)化
[0013] 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在孔4的內(nèi)表面上，待凝固后再涂覆一層，反復(fù)涂 覆三層后再進(jìn)行擠壓強(qiáng)化；
[0014] 第一次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓的孔4內(nèi)，保證被擠壓的孔 4軸線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩慢以及均勻 地將擠壓棒3壓入孔4內(nèi)，直到通過被擠壓的孔4為止，取出擠壓棒3 ;
[0015] 完成擠壓后，用金相砂紙將孔口的多余金屬打磨掉，之后清洗掉干膜潤滑劑，其 中，孔4的擠壓強(qiáng)化必須在第三次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成；步驟三：第二次擠 壓強(qiáng)化
[0016] 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在襯套5的內(nèi)孔表面上，待凝固后再涂覆一層，反 復(fù)涂覆三層后，將襯套5插入孔內(nèi)；
[0017] 第二次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓襯套5內(nèi)孔內(nèi)，保證被擠壓 的襯套5內(nèi)孔軸線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩 慢以及均勻地將擠壓棒3壓入襯套5內(nèi)孔內(nèi)，直到通過被擠壓的襯套5內(nèi)孔為止，取出擠壓 棒3 ;
[0018] 完成擠壓后，清洗掉干膜潤滑劑，其中，襯套5內(nèi)孔的擠壓強(qiáng)化必須在襯套5內(nèi)孔 第三次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成；襯套5內(nèi)孔擠壓后，按設(shè)計(jì)要求對襯套5內(nèi)孔 進(jìn)行加工；
[0019] 整個擠壓過程完成后，對孔4和襯套5不進(jìn)行去應(yīng)力的熱加溫。
[0020] 主要設(shè)備為擠壓拉拔槍、7t~15t萬能液壓機(jī)或其他壓力相當(dāng)?shù)囊簤汗ぱb。
[0021] 主要工具是芯棒與擠壓棒，擠壓棒可采用M42高鈷鋼、Y8、Y10、501高鋁鋼、 W18Cr4V鋼、CrffM鋼、Co5Si鋼等材料，硬度為HRC63~HRC67,工作面粗糙度Ra值為 0. 2 μπι~0.4 μπι。芯棒根據(jù)零件孔深度、孔直徑、孔的位置、孔邊距等因素設(shè)計(jì)。對工裝夾 具的整體要求為：應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，保證擠壓過程中不變形；應(yīng)保證零件緊固，零件 不應(yīng)擺動或轉(zhuǎn)動；應(yīng)保證被擠壓的孔軸線與液壓機(jī)活塞平行并對準(zhǔn)；應(yīng)保證在擠壓機(jī)，操 作臺上空間范圍內(nèi)，擠壓棒能夠從孔內(nèi)自由放進(jìn)和取出。
[0022] 主要輔助材料采用干膜潤滑劑（GH-51)。
[0023] 參數(shù)的選?。旱谝淮螖D壓強(qiáng)化參數(shù)參考表1，第二次擠壓強(qiáng)化參數(shù)參考表2。
[0024] 表1孔壁擠壓強(qiáng)化工藝參數(shù)
[0026] 表2襯套擠壓強(qiáng)化工藝參數(shù)
[0027]
[0028] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明孔、襯套二次擠壓強(qiáng)化裝配方法可以提高關(guān)鍵孔的疲勞 極限從而提高疲勞壽命，具體提高程度根據(jù)孔技術(shù)狀態(tài)（孔邊距、厚度、載荷等）、材料及擠 壓量有關(guān)，如根據(jù)某型機(jī)中央件阻尼器孔技術(shù)狀態(tài)所設(shè)計(jì)的TB6鈦合金Φ 22孔典型樣件兩 次擠壓均用0. 3_的擠壓量可提高疲勞極限1. 7倍，提高壽命2. 5倍；可以替代溫差裝配， 防止裝配過程中不可預(yù)見性的初始損傷，提高孔襯套裝配的可靠性，提高關(guān)鍵孔壽命；孔與 襯套擠壓裝配完其結(jié)合力高于溫差裝配，可有效的降低微動磨損，提高關(guān)鍵孔壽命。
【附圖說明】
[0029] 圖1是第一次擠壓強(qiáng)化示意圖；
[0030] 圖2是第二次擠壓強(qiáng)化示意圖；
[0031] 其中，1-擠壓拉拔槍示意圖、2-芯棒、3-擠壓棒、4-待擠壓孔、5-襯套。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033] 具體步驟如下：
[0034] 步驟一：擠壓前的準(zhǔn)備
[0035] 1)擠壓前對零件進(jìn)行檢查，零件應(yīng)滿足下列要求：
[0036] a)按照圖樣規(guī)定完成待擠壓孔4和待擠壓襯套5的機(jī)械加工，達(dá)到規(guī)定的表面粗 糙度要求；
[0037] b)清理待擠壓孔4的孔壁表面；
[0038] 2)檢查擠壓拉拔槍1的油路和氣路系統(tǒng)。
[0039] 3)參數(shù)的設(shè)置：第一次擠壓強(qiáng)化前，擠壓棒3與孔4的過盈量按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行 選取；襯套5裝配后進(jìn)行的第二次擠壓強(qiáng)化，在第二擠壓強(qiáng)化前襯套5與孔4的間隙、擠壓 棒3與襯套5內(nèi)孔的過盈量均按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選取；
[0040] 步驟二：第一次擠壓強(qiáng)化
[0041] 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在孔4的內(nèi)表面上，待凝固后再涂覆一層，反復(fù)涂 覆三層后再進(jìn)行擠壓強(qiáng)化；
[0042] 第一次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓的孔4內(nèi)，保證被擠壓的孔 4軸線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩慢以及均勻 地將擠壓棒3壓入孔4內(nèi)，直到通過被擠壓的孔4為止，取出擠壓棒3 ;
[0043] 完成擠壓后，用金相砂紙將孔口的多余金屬打磨掉，之后清洗掉干膜潤滑劑，其 中，孔4的擠壓強(qiáng)化必須在第三次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成；步驟三：第二次擠 壓強(qiáng)化
[0044] 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在襯套5的內(nèi)孔表面上，待凝固后再涂覆一層，反 復(fù)涂覆三層后，將襯套5插入孔內(nèi)；
[0045] 第二次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓襯套5內(nèi)孔內(nèi)，保證被擠壓 的襯套5內(nèi)孔軸線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩 慢以及均勻地將擠壓棒3壓入襯套5內(nèi)孔內(nèi)，直到通過被擠壓的襯套5內(nèi)孔為止，取出擠壓 棒3 ;
[0046] 完成擠壓后，清洗掉干膜潤滑劑，其中，襯套5內(nèi)孔的擠壓強(qiáng)化必須在襯套5內(nèi)孔 第三次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成；襯套5內(nèi)孔擠壓后，按設(shè)計(jì)要求對襯套5內(nèi)孔 進(jìn)行加工；
[0047] 整個擠壓過程完成后，對孔4和襯套5不進(jìn)行去應(yīng)力的熱加溫。
[0048] 本發(fā)明孔、襯套二次擠壓強(qiáng)化裝配方法可以提高關(guān)鍵孔的疲勞極限從而提高疲勞 壽命，可以替代溫差裝配，提高孔襯套裝配的可靠性；可有效的降低微動磨損，提高關(guān)鍵孔 壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種孔與襯套二次擠壓強(qiáng)化的裝配方法，其特征在于：包括如下步驟， 步驟一：擠壓前的準(zhǔn)備 1) 擠壓前對零件進(jìn)行檢查，零件應(yīng)滿足下列要求： a) 按照圖樣規(guī)定完成待擠壓孔4和待擠壓襯套5的機(jī)械加工，達(dá)到規(guī)定的表面粗糙度 要求； b) 清理待擠壓孔4的孔壁表面； 2) 檢查擠壓拉拔槍1的油路和氣路系統(tǒng)。 3) 參數(shù)的設(shè)置：第一次擠壓強(qiáng)化前，擠壓棒3與孔4的過盈量按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選??； 襯套5裝配后進(jìn)行的第二次擠壓強(qiáng)化，在第二擠壓強(qiáng)化前襯套5與孔4的間隙、擠壓棒3與 襯套5內(nèi)孔的過盈量均按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選??； 步驟二：第一次擠壓強(qiáng)化 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在孔4的內(nèi)表面上，待凝固后再涂覆一層，反復(fù)涂覆三 層后再進(jìn)行擠壓強(qiáng)化； 第一次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓的孔4內(nèi)，保證被擠壓的孔4軸 線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩慢以及均勻地 將擠壓棒3壓入孔4內(nèi)，直到通過被擠壓的孔4為止，取出擠壓棒3 ; 完成擠壓后，用金相砂紙將孔口的多余金屬打磨掉，之后清洗掉干膜潤滑劑，其中，孔4 的擠壓強(qiáng)化必須在第三次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成； 步驟三：第二次擠壓強(qiáng)化 將干膜潤滑劑（GH-51)均勻涂覆在襯套5的內(nèi)孔表面上，待凝固后再涂覆一層，反復(fù)涂 覆三層后，將襯套5插入孔內(nèi)； 第二次擠壓強(qiáng)化時先將擠壓棒3的引導(dǎo)端插入待擠壓襯套5內(nèi)孔內(nèi)，保證被擠壓的襯 套5內(nèi)孔軸線與擠壓拉拔槍1的活塞平行并對準(zhǔn)，啟動擠壓拉拔槍1，使活塞桿連續(xù)、緩慢 以及均勻地將擠壓棒3壓入襯套5內(nèi)孔內(nèi)，直到通過被擠壓的襯套5內(nèi)孔為止，取出擠壓棒 3 ； 完成擠壓后，清洗掉干膜潤滑劑，其中，襯套5內(nèi)孔的擠壓強(qiáng)化必須在襯套5內(nèi)孔第三 次涂覆干膜潤滑劑凝固后一小時內(nèi)完成；襯套5內(nèi)孔擠壓后，按設(shè)計(jì)要求對襯套5內(nèi)孔進(jìn)行 加工； 整個擠壓過程完成后，對孔4和襯套5不進(jìn)行去應(yīng)力的熱加溫。
【專利摘要】本發(fā)明是擠壓領(lǐng)域，涉及一種孔、襯套二次擠壓強(qiáng)化裝配方法，首先用具有一定擠壓量的擠壓棒(3)通過擠壓拉拔槍(1)對孔(4)進(jìn)行一次強(qiáng)化，再將按要求配制的襯套(5)放入孔(4)中，用具有一定擠壓量的擠壓棒(3)通過擠壓拉拔槍(1)對孔(4)進(jìn)行再一次強(qiáng)化同時完成襯套(5)裝配。
【IPC分類】B23P11/02
【公開號】CN105666036
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】李萌, 汪廣平, 胡超鵬, 蘇貴鴻, 宋穎剛, 屈新河, 黃康華, 李 柱
【申請人】昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月17日