[发明专利]一种非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头与连接方法

权利要求书

1.一种非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头，包括管接头本体，所述管接头本体上设置有内孔，所述内孔能够使导管的端部进入，所述内孔内设置有若干个环形凹槽；其特征在于：所述环形凹槽包括非对称环槽，所述非对称环槽包括槽底，所述槽底的一侧通过第一槽壁连接有第一槽顶，所述槽底的另一侧通过第二槽壁连接有第二槽顶，所述第一槽壁和所述第二槽壁与所述内孔的轴向之间的夹角不同，从而形成非对称设置；

所述第一槽壁、所述第一槽顶、所述槽底、所述第二槽壁、所述第二槽顶之间的四个交界处的一处或多处存在曲面平滑过渡；当所述非对称环槽设置有两个及以上时，部分所述非对称环槽诱导冷流的方向能够反向设置；

所述第一槽壁与所述内孔的轴向之间的夹角为，其中，为动摩擦系数；所述第一槽壁与所述内孔的轴向之间的夹角大于所述导管与所述管接头本体材料摩擦副的对应摩擦角，所述第一槽壁与所述内孔的轴向之间的夹角大于45°、小于90°。

2.根据权利要求1所述的非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头，其特征在于：所述第二槽壁与所述内孔的轴向之间的夹角大于或等于90°。

3.根据权利要求1所述的非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头，其特征在于：所述曲面平滑过渡的旋转剖面的形状为椭圆弧、抛物线、渐开线或贝塞尔曲线。

4.根据权利要求1所述的非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头，其特征在于：所述非对称环槽设置有1-5个。

5.根据权利要求1所述的非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头，其特征在于：所述导管采用铝管、钛管或不锈钢管，所述管接头本体采用形状记忆合金材料制成。

6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的非对称环槽轴向合力诱导冷流的管接头的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将所述管接头本体与导管安装在加工工装的工作位置；

步骤二、启动所述加工工装，使所述导管与所述管接头本体的内孔承载接合，所述导管的金属材料通过塑性变形流动至所述内孔的非对称环槽内，并在所述非对称环槽的侧壁诱导下实现所述导管与所述管接头本体的连接；

步骤三、所述加工工装停止工作。

7.根据权利要求6所述的连接方法，其特征在于：所述步骤一中，在将所述导管安装在所述加工工装的工作位置之前，对所述导管进行裁切，并对所述导管的裁切边缘进行去毛刺和倒钝处理；所述加工工装采用内滚压工装、外挤压工装或形状记忆合金工装。

8.根据权利要求7所述的连接方法，其特征在于：所述加工工装采用内滚压工装，所述内滚压工装为机械扩张装置，包括一根芯轴和围绕所述芯轴分布的若干滚针；

所述步骤一中，将所述导管安装至所述加工工装的工作位置之后，将所述机械扩张装置推入导管，使得所述滚针和所述导管的内壁接触；

所述步骤二中，启动电机，驱动所述芯轴旋转，所述芯轴带动所述滚针挤压所述导管，使所述导管与所述管接头本体的内孔密封接合；

所述步骤三中，随着转动的深入，所述导管变形的阻力从所述滚针传递至所述芯轴，所述芯轴转动阻力逐渐增大，当力矩传感器到达设定的力矩值时，所述电机停止转动，挤压停止。

9.根据权利要求6所述的连接方法，其特征在于：启动所述加工工装时，改变所述管接头本体以及所述导管的环境条件；

所述步骤二中，所述导管的材料轴向冷流包括以下阶段：

阶段1、所述导管开始变形；

阶段2、所述导管的材料逐步向所述非对称环槽挤入；

阶段3、由于所述非对称环槽和所述导管的材料之间的导向结构的存在，所述非对称环槽的第一槽壁存在针对所述导管材料的反作用力与挤压力形成轴向合力，使得所述导管的材料沿轴向移动；

阶段4、所述导管的材料接触到所述非对称环槽的槽底后，所述导管的材料仍然向轴向流动；

阶段5、所述导管的材料冷流结束。