[發明專利]一種基于旋壓的鋁合金管件塑性連接方法

有效

• 申請號: 201810228181.1
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108480970B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 詹梅;張洪瑞;李銳;陳淑婉;樊曉光;高鵬飛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23P19/04
• 分類號: B23P19/04;F16L13/14
• 代理公司: 61204 西北工業大學專利中心
• 代理人: 慕安榮

1.一種基于旋壓的鋁合金管件塑性連接方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1、鋁合金內管連接端外表面齒槽的成形；

步驟2、旋壓連接；

旋壓連接的具體操作如下：

Ⅰ將O型密封圈安裝在鋁合金內管的各連接齒之間的凹槽內；

Ⅱ將外旋芯模安裝在旋壓機床主軸連接法蘭上；將安裝有密封圈的鋁合金內管套裝在該外旋芯模上，并使該鋁合金內管的連接端遠離旋壓機床主軸；

Ⅲ將所述鋁合金外管待連接一端套裝在所述鋁合金內管的連接齒上，使鋁合金內管與鋁合金外管呈現預套接狀態，并使外旋連接用鋁合金外管完全覆蓋鋁合金內管的連接齒；

Ⅳ旋壓前的準備；以鋁合金外管位于所述鋁合金內管端口的外表面為起旋點；采用雙旋輪對旋，調整旋輪安裝角為0°，旋輪圓角半徑為6mm；

Ⅴ啟動旋壓機床，對鋁合金外管進行旋壓；旋壓三個道次；旋輪進給方向為旋壓機床主軸方向，使得外旋連接用鋁合金外管發生塑性流動變形，材料流入鋁合金內管的齒槽中，隨著旋輪的繼續進給，外旋連接用鋁合金外管的材料逐步填充壓緊鋁合金內管的齒槽中的O型密封圈；

Ⅵ退出旋輪和旋壓機床的工作臺；取下連接在一起的鋁合金管件；至此完成對基于旋壓的鋁合金管件塑性連接全過程。

2.如權利要求1所述基于旋壓的鋁合金管件塑性連接方法，其特征在于，

所述在鋁合金內管連接端外表面加工齒槽的具體過程是：

Ⅰ將內旋芯模安裝在旋壓機床主軸連接法蘭上，將鋁合金內管裝入所述內旋芯模內，并使該鋁合金內管連接端位于所述內旋芯模的型腔端；

所述的內旋芯模的內徑與所述鋁合金內管的外徑相同；該內旋芯模的一端為型腔端，該型腔端的內表面有多個齒槽，所述齒槽的數量及尺寸均根據設計要求確定；各齒槽相鄰的槽壁之間的距離為l，各齒槽的深度為h，各齒槽的槽寬為b，并使各齒槽分布在內旋芯模一端端口至該內旋芯模中部的連接段內；

根據體積不變原則，材料流入齒槽中的體積V_入須小于1/3的鋁合金外管連接端材料的體積V_總；

判斷材料流入齒槽中的體積V_入是否小于1/3的鋁合金外管連接端材料的體積V_總；

故齒槽參數l、h、b取值合適；

Ⅱ旋壓前的準備；以鋁合金內管位于所述內旋芯模型腔端的端口內表面為起旋點；調整旋輪安裝角為0°，旋輪圓角半徑為6mm；

Ⅲ啟動旋壓機床，對鋁合金內管進行旋壓；旋壓兩道次；

Ⅳ第二道次旋壓結束后，旋壓機床沿Z軸方向退出旋輪，X軸方向退出工作臺，卸載加工好的鋁合金內管。

3.如權利要求2所述基于旋壓的鋁合金管件塑性連接方法，其特征在于，確定所述鋁合金外管連接端材料的體積V_總的過程：

V_入≈n·s₁·l， (1)

V_總＝s₂·h₂， (2)

式中：

n為齒槽數量；在確定齒槽數量時，位于所述型腔兩端的各凸臺的外側分別多計入一個齒槽；

s₁為齒槽小徑r₁與大徑r₂構成的圓環的面積，s₁＝πr₁²-πr₂²；

l為各齒槽相鄰的槽壁之間的距離；

s₂為鋁合金外管連接端大徑r₃與小徑r₄構成的底面積，S_2＝πr₃²-πr₄²；

h₂為鋁合金內管連接端齒槽和凸臺的總長。