基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術的目的在于提供基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置及方法，裝置包括墊板、固定板、上壓頭、下壓頭、彈簧、彈性棒、彈性環、沖頭，上壓頭安裝在下壓頭上，彈性棒一端安裝在下壓頭里，彈性棒另一端安裝在上壓頭里，彈性環套在彈性棒上，固定板和墊板相連，上壓頭通過螺栓連接固定板和墊板，螺栓上安裝彈簧，彈簧的一端連接固定板，彈簧的另一端連接下壓頭，沖頭的一端安裝在固定板里，沖頭的另一端安裝在下壓頭里并與彈性棒相連。本發明專利技術裝置結構簡單，易于制造，用本發明專利技術生產的形狀記憶合金管接頭在靜力下整體變形，變形均勻，尺寸精度高，殘余應力小，連接性能更好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是一種用于金屬擴徑的裝置及方法。
技術介紹
形狀記憶合金(SMA)是上世紀60年代初發展起來的一種新型功能材料，已經在航空、航天和醫療等領域得到了廣泛的應用。這種材料具有形狀記憶效應，即在某一低溫狀態下塑性變形后，再將其加熱到某一溫度，材料又會恢復到變形前的狀態。形狀記憶合金管接頭就是利用該合金的形狀記憶效應，先將內徑尺寸略小于待連接管外徑的管接頭在低溫下進行擴徑變形，使其內徑大于與之連接的管的外徑，這樣兩個零件在這種低溫狀態下就很容易裝配到一起，然后再將裝配好的接頭整體加熱到某一溫度，使形狀記憶合金管接頭的內徑尺寸恢復到變形前的尺寸，通過約束力從而使兩個零件緊密地連接到一起。管接頭是形狀記憶合金最成熟的應用領域之一，尤其是在航空液壓管路系統中應用最為廣泛。形狀記憶合金制造的各類管接頭具有可靠性高、不易發生滲漏、結構簡單、安裝方便和節省裝配空間等優點。據報道，已有150萬個形狀記憶合金管接頭應用于美國各型飛機的油壓管道中，沒有出現一起漏油事故。美國已規定所有新型飛機液壓管路中都必須使用形狀記憶合^^ ο但目前形狀記憶合金管接頭的擴徑都是采用剛性的錐形沖頭從管內穿過來實現擴徑的，由于錐形沖頭穿過管內時與管的內壁始終是局部接觸的，使得管在擴徑過程中并不是發生整體變形，因而這種工藝生產出來的管接頭內部會存在很大的殘余應力，這些殘余應力不但會影響管接頭的尺寸精度，甚至還可能會在裝配后的形狀恢復過程中繼續存在，這會使管接頭的抗應力腐蝕性能下降，從而降低其疲勞壽命。另外，在用錐形沖頭對形狀記憶管接頭進行機械擴徑時，容易造成管接頭內表面的局部塑性變形或劃傷，從而會影響形狀記憶合金管接頭的形狀記憶效應和緊固力。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供能在普通壓力機上使用，且能夠高效率地成形出變形均勻、殘余應力小和尺寸精度高的。本專利技術的目的是這樣實現的本專利技術基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是包括墊板、固定板、上壓頭、下壓頭、彈簧、彈性棒、彈性環、沖頭，上壓頭安裝在下壓頭上，彈性棒一端安裝在下壓頭里，彈性棒另一端安裝在上壓頭里，彈性環套在彈性棒上，固定板和墊板相連，上壓頭通過螺栓連接固定板和墊板，螺栓上安裝彈簧，彈簧的一端連接固定板，彈簧的另一端連接下壓頭，沖頭的一端安裝在固定板里，沖頭的另一端安裝在下壓頭里并與彈性棒相連。本專利技術基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑方法，其特征是(1)采用基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置進行擴徑，所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置包括墊板、固定板、上壓頭、下壓頭、彈簧、彈性棒、彈性環、沖頭，上壓頭安裝在下壓頭上，彈性棒一端安裝在下壓頭里，彈性棒另一端安裝在上壓頭里，彈性環套在彈性棒上，固定板和墊板相連，上壓頭通過螺栓連接固定板和墊板， 螺栓上安裝彈簧，彈簧的一端連接固定板，彈簧的另一端連接下壓頭，沖頭的一端安裝在固定板里，沖頭的另一端安裝在下壓頭里并與彈性棒相連；首先將基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置放在壓力機的工作臺上，對好中心后用壓板壓住下壓頭的凸緣，再將下壓頭固定在工作臺上，開動壓力機使其上滑塊下移至與墊板接觸后，再用壓板壓住墊板的凸緣，并將墊板模固定在壓力機上滑塊上，開動壓力機使上滑塊上移，當上、下兩部分的打開的空間足夠放入工件時停止滑塊上移；(2)將形狀記憶合金管坯套在裝嵌在彈性環上，使形狀記憶合金管坯的下端與下壓頭的面接觸，然后開動壓力機使墊板向下運動，當上壓頭與形狀記憶合金管坯接觸后，由于形狀記憶合金管坯的阻礙作用而停止移動，此時隨著墊板的繼續下行，上壓頭在彈簧的彈力作用下將彈性環和形狀記憶合金管坯的上端壓住，隨著沖頭的下移，彈性棒在與彈性環相接觸的部分發生局部的徑向脹形，從而帶動彈性環與其一起發生徑向脹形，這種徑向力又會傳遞給套在彈性環外面的形狀記憶合金管坯，使其發生整體的擴徑脹形；(3)打開墊板、下壓頭，使其回到裝件前的位置，此時彈性棒、彈性環在外力撤除后回到變形前的狀態，將成形好的工件取出完成擴徑。本專利技術還可以包括1、所述的墊板上帶有凸緣，下壓頭上帶有凸緣。2、所述的螺栓有四個，墊板上設置四個用于安裝螺栓的孔。3、上壓頭和用于加工的形狀記憶合金的接觸面為斜面。4、所述的下壓頭的立邊與上壓頭的外環內壁采用滑動配合。本專利技術的優勢在于1.不需要專用的實驗設備，在普通的單動壓力機上便可實現單動雙壓的功能，完成形狀記憶合金管接頭的擴徑成形。2.裝置結構簡單，易于制造，只需一套裝置，更換聚胺脂橡膠環，便可完成不同直徑形狀記憶合金管接頭的擴徑成形，因此通用性強。3.本裝置使用方便、可靠，造價低，且工作效率高。4.用本裝置生產的形狀記憶合金管接頭在靜力下整體變形，變形均勻，尺寸精度高，殘余應力小，連接性能更好。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為本專利技術的上摸示意圖；圖3為本專利技術的彈性裝置結構圖；圖4為本專利技術的下模結構圖。具體實施例方式下面結合附圖舉例對本專利技術做更詳細地描述結合圖1 4，本專利技術由上模、彈性裝置和下模三部分組成，分別如圖2 圖4所不。上模部分(圖幻由墊板1、固定板2、彈簧3、上壓頭8、沖頭9、階梯螺栓10和固定螺栓11組成。墊板1上帶有凸緣，可直接與壓力機的上滑塊相連，其上還開有4個臺階孔， 用于裝置裝配時4個階梯螺栓10的嵌入，階梯螺栓10與墊板1之間采用間隙配合，可使階梯螺栓的光面部分自由穿過，墊板1的下面還開有4個螺紋孔用于與固定板2和沖頭9裝配時4個固定螺栓的擰入；固定板中心開設的階梯孔用于裝配時沖頭9上臺階的嵌入，周邊的4個臺階孔用于固定螺栓11的嵌入，外圍的4個通孔用于4個階梯螺栓10的穿過，這些孔與螺栓之間采用間隙配合，可使階梯螺栓10在其中間自由滑動；4個階梯螺栓10的光面部分分別套有4個彈簧，螺紋一端與上壓頭8相聯；上壓頭8中心處還開有一通孔，與沖頭 9之間采用滑動配合，另外上壓頭8與形狀記憶合金管坯7的接觸面應采用斜面，可使其與工件的接觸為線接觸，從而減小擴徑時的摩擦。這樣的結構可以在上模工作時實現單動雙壓的功能。彈性裝置(圖幻由聚胺脂橡膠棒4和聚胺脂橡膠環5組成。裝置工作時可由沖頭9直接對橡膠棒4端部施壓使其產生局部脹形，并將產生的徑向力傳遞給橡膠環5，進而使其產生整體的徑向脹形，再由橡膠環5將均勻的徑向力傳遞給形狀記憶合金管坯7使其產生均勻的整體脹形。下模部分(圖4)只有下壓頭6。下壓頭6的下半部分帶有凸緣，可直接固定在壓力機的工作臺上，其中心開有一盲孔，用于彈性裝置的定位。其上突出的立邊與上模中上壓頭8的外環內壁采用滑動配合，起導向作用，這樣可使整套裝置在工作時不致于因產生偏心問題而影響零件的尺寸精度。本專利技術的方法實施分為三個階段，即準備階段、擴徑階段和卸料階段。準備階段首先將合在一起的整套裝置放在壓力機的工作臺上，對好中心后用壓板壓住下模的凸緣，再用螺栓將下模固定在工作臺上。開動壓力機使其上滑塊下移至與上模墊板接觸后，再用壓板壓住上模的凸緣，并用螺栓將上模固定在壓力機上滑塊上。開動壓力機使上滑塊上移，這樣便會使上、下模打開，當上、下模的打開的空間足夠放入工件時停止滑塊上移。擴徑階段將形狀記憶合金管坯7套在裝嵌在下模內的彈性裝置上，使形狀記憶合金管坯7的下端與下模的錐面接觸，然本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是包括墊板、固定板、上壓頭、下壓頭、彈簧、彈性棒、彈性環、沖頭，上壓頭安裝在下壓頭上，彈性棒一端安裝在下壓頭里，彈性棒另一端安裝在上壓頭里，彈性環套在彈性棒上，固定板和墊板相連，上壓頭通過螺栓連接固定板和墊板，螺栓上安裝彈簧，彈簧的一端連接固定板，彈簧的另一端連接下壓頭，沖頭的一端安裝在固定板里，沖頭的另一端安裝在下壓頭里并與彈性棒相連。2.根據權利要求1所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是 所述的墊板上帶有凸緣，下壓頭上帶有凸緣。3.根據權利要求1或2所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是所述的螺栓有四個，墊板上設置四個用于安裝螺栓的孔。4.根據權利要求1或2所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是上壓頭和用于加工的形狀記憶合金的接觸面為斜面。5.根據權利要求3所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是 上壓頭和用于加工的形狀記憶合金的接觸面為斜面。6.根據權利要求1或2所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是所述的下壓頭的立邊與上壓頭的外環內壁采用滑動配合。7.根據權利要求3所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是 所述的下壓頭的立邊與上壓頭的外環內壁采用滑動配合。8.根據權利要求4所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是 所述的下壓頭的立邊與上壓頭的外環內壁采用滑動配合。9.根據權利要求5所述的基于彈性介質的形狀記憶合金管接頭擴徑裝置，其特征是 所述的下壓頭的立邊與上壓頭的外環內壁采用滑動配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：江樹勇，張艷秋，趙立紅，唐明，胡勵，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：