[发明专利]一种基于旋压的铝合金管件塑性连接方法

权利要求书

1.一种基于旋压的铝合金管件塑性连接方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1、铝合金内管连接端外表面齿槽的成形；

步骤2、旋压连接；

旋压连接的具体操作如下：

Ⅰ将O型密封圈安装在铝合金内管的各连接齿之间的凹槽内；

Ⅱ将外旋芯模安装在旋压机床主轴连接法兰上；将安装有密封圈的铝合金内管套装在该外旋芯模上，并使该铝合金内管的连接端远离旋压机床主轴；

Ⅲ将所述铝合金外管待连接一端套装在所述铝合金内管的连接齿上，使铝合金内管与铝合金外管呈现预套接状态，并使外旋连接用铝合金外管完全覆盖铝合金内管的连接齿；

Ⅳ旋压前的准备；以铝合金外管位于所述铝合金内管端口的外表面为起旋点；采用双旋轮对旋，调整旋轮安装角为0°，旋轮圆角半径为6mm；

Ⅴ启动旋压机床，对铝合金外管进行旋压；旋压三个道次；旋轮进给方向为旋压机床主轴方向，使得外旋连接用铝合金外管发生塑性流动变形，材料流入铝合金内管的齿槽中，随着旋轮的继续进给，外旋连接用铝合金外管的材料逐步填充压紧铝合金内管的齿槽中的O型密封圈；

Ⅵ退出旋轮和旋压机床的工作台；取下连接在一起的铝合金管件；至此完成对基于旋压的铝合金管件塑性连接全过程。

2.如权利要求1所述基于旋压的铝合金管件塑性连接方法，其特征在于，

所述在铝合金内管连接端外表面加工齿槽的具体过程是：

Ⅰ将内旋芯模安装在旋压机床主轴连接法兰上，将铝合金内管装入所述内旋芯模内，并使该铝合金内管连接端位于所述内旋芯模的型腔端；

所述的内旋芯模的内径与所述铝合金内管的外径相同；该内旋芯模的一端为型腔端，该型腔端的内表面有多个齿槽，所述齿槽的数量及尺寸均根据设计要求确定；各齿槽相邻的槽壁之间的距离为l，各齿槽的深度为h，各齿槽的槽宽为b，并使各齿槽分布在内旋芯模一端端口至该内旋芯模中部的连接段内；

根据体积不变原则，材料流入齿槽中的体积V_入须小于1/3的铝合金外管连接端材料的体积V_总；

判断材料流入齿槽中的体积V_入是否小于1/3的铝合金外管连接端材料的体积V_总；

故齿槽参数l、h、b取值合适；

Ⅱ旋压前的准备；以铝合金内管位于所述内旋芯模型腔端的端口内表面为起旋点；调整旋轮安装角为0°，旋轮圆角半径为6mm；

Ⅲ启动旋压机床，对铝合金内管进行旋压；旋压两道次；

Ⅳ第二道次旋压结束后，旋压机床沿Z轴方向退出旋轮，X轴方向退出工作台，卸载加工好的铝合金内管。

3.如权利要求2所述基于旋压的铝合金管件塑性连接方法，其特征在于，确定所述铝合金外管连接端材料的体积V_总的过程：

V_入≈n·s₁·l， (1)

V_总＝s₂·h₂， (2)

式中：

n为齿槽数量；在确定齿槽数量时，位于所述型腔两端的各凸台的外侧分别多计入一个齿槽；

s₁为齿槽小径r₁与大径r₂构成的圆环的面积，s₁＝πr₁²-πr₂²；

l为各齿槽相邻的槽壁之间的距离；

s₂为铝合金外管连接端大径r₃与小径r₄构成的底面积，S_2＝πr₃²-πr₄²；

h₂为铝合金内管连接端齿槽和凸台的总长。