專利名稱:通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及在低溫下擴(kuò)徑的裝置，特別適用于形狀記憶合金制成的有通孔的零件在低溫下擴(kuò)徑。
由形狀記憶合金制成的被擴(kuò)件，在低溫下被強(qiáng)力擴(kuò)徑后與被連接件連接成一體，利用該種合金的記憶效應(yīng)，被擴(kuò)件在恢復(fù)常溫過程中逐漸收縮，與被連接件間產(chǎn)生足夠的過盈量，形成連接牢固密封可靠的接頭。這種管道連接具有結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，安裝操作方便，接頭連接可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此在某些管道密集空間有限的地方取代了一般連接方法(如焊接、螺紋連接等)，特別是在飛機(jī)、艦船、海底油田的管道連接中得到日益廣泛的應(yīng)用。做為實(shí)現(xiàn)這種連接的手段，通孔零件的低溫?cái)U(kuò)徑裝置必然也引起人們的重視。
當(dāng)前，低溫?cái)U(kuò)徑裝置大都采用在被擴(kuò)件兩端安放芯模形成一個(gè)組合件，在低溫下加壓，如置于液氮中(－196℃)，使芯模穿過被擴(kuò)件而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔，擴(kuò)孔后被擴(kuò)件內(nèi)徑大于被連接件外徑，在低溫下迅速連接。如美國專利(專利號(hào)4203313)所述的這種裝置，由拉床、下芯模及其連桿、中空上芯模、擋塊、工作臺(tái)、夾緊裝置組成。下芯模的桿穿過上芯模的中心孔與拉床頭螺紋連接，上芯模安裝在工作臺(tái)上，夾緊裝置水平方向可以位移，用以改變上芯模的上、下位置。工作時(shí)上、下芯模與管接頭均在－196℃的液氮中冷卻并擴(kuò)徑。工作程序如下(1)將待擴(kuò)管接頭穿過下芯模的桿裝在下芯模上；(2)將下芯模的桿穿過上芯模的中心孔與拉床頭連接；(3)管接頭和上、下芯模對(duì)正；(4)上、下芯模和管接頭一起置于低溫槽中；(5)管接頭到達(dá)液氮溫度后開動(dòng)拉床，上、下芯模開始擴(kuò)孔；(6)管接頭上端面接觸擋塊時(shí)，管接頭不再上升，下芯模繼續(xù)上升；(7)夾緊裝置打開，下芯模穿過管接頭推動(dòng)上芯模一起上升，完成擴(kuò)孔。該裝置雖能實(shí)現(xiàn)低溫下的擴(kuò)孔，但有以下不足之處(1)每次只能擴(kuò)孔一個(gè)管接頭；(2)管接頭、上下芯模的組合必須在設(shè)備上進(jìn)行，增加了設(shè)備輔助工作時(shí)間，降低了設(shè)備工作效率；(3)每完成一次擴(kuò)孔，要從拉床上卸下下芯模，才能安裝下一個(gè)待擴(kuò)件，也同樣增加了設(shè)備輔助工作時(shí)間；(4)管接頭擴(kuò)孔后落入低溫容器底部，取出不便；(5)低溫槽為開式，易使液氮?dú)饣速M(fèi)液氮。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的通孔零件的低溫?cái)U(kuò)徑裝置，降低設(shè)備輔助工作時(shí)間；本實(shí)用新型另一目的是希望在一臺(tái)設(shè)備上一次至少能給兩個(gè)被擴(kuò)件擴(kuò)孔；本實(shí)用新型又一目的是要便于安裝和取出芯模和被擴(kuò)件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所說的低溫?cái)U(kuò)徑裝置可以是立式的，它由上、下芯模(22)(27)、低溫槽(5)、動(dòng)力裝置(1)和一個(gè)操作機(jī)構(gòu)組成。操作機(jī)構(gòu)由以下幾部分組成升降軸(2)、和升降軸固定連接隨升降軸一起上下的固定盤(11)、設(shè)在固定盤下面的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)、安裝在固定盤上的限位套(23)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置(4)。固定盤上有限位套孔(12)、落?？?17)和用于取出芯模的部位(18)。上、下芯模與被擴(kuò)件予先在機(jī)器外組合好裝在限位套中，再將限位套置于限位套孔(12)中。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)由承力板(13)、支承圈(14)、接模座(7)、底板(15)組成剛性整體，以其中心部位懸掛在升降軸下端。支承圈(14)與接模座(7)均安裝在承力板下面，分別用來承受擴(kuò)徑壓力和接受擴(kuò)孔后落下的芯模，底板(15)在承力板(13)下，起到將承力板(13)、支承圈(14)接模座(7)和其本身構(gòu)成整體的作用。動(dòng)力裝置(1)用來驅(qū)動(dòng)升降軸和提供擴(kuò)徑動(dòng)力，為此，在升降軸上方有使該軸升降的裝置，在固定盤限位套孔上方有施加擴(kuò)孔力的頂桿(3)。所說的立式低溫?cái)U(kuò)徑裝置的動(dòng)作順序如下(1)將組合好的上、下芯模和被擴(kuò)件及限位套放在承力板的限位套孔上；(2)升降軸帶動(dòng)固定盤和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一起下降落入低溫槽的低溫液體(如液氮)中；(3)當(dāng)被擴(kuò)件降溫至低溫液體溫度時(shí)，動(dòng)力裝置的桿降下，與承力板一起兩面施加壓力，將芯模一部分壓入管接頭中，完成初擴(kuò)，頂桿返回；(4)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)開始工作，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到被擴(kuò)件下口卡入定位環(huán)(6)中停止轉(zhuǎn)動(dòng)；(5)動(dòng)力裝置的頂桿再次下降，將上芯模穿過被擴(kuò)件向下與下芯模一起頂入接模座中，完成全擴(kuò)，頂桿再次返回；(6)升降軸將固定盤及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提升，取出擴(kuò)好的被擴(kuò)件；(7)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)再旋轉(zhuǎn)，直到接模座與取出芯模部位(18)對(duì)準(zhǔn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng)；(8)取出芯模，完成一次循環(huán)。
為了簡化機(jī)構(gòu)，縮小擴(kuò)徑裝置的尺寸，采用了如下的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)，在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中心部位安裝了一個(gè)被動(dòng)齒輪(10)，與主動(dòng)齒輪(8)嚙合，主動(dòng)齒輪安裝在向上穿過固定盤的傳動(dòng)軸(9)上，傳動(dòng)軸可與安裝在其上端的變向齒輪付(21)做相對(duì)移動(dòng)，并通過變向齒輪付與減速裝置(19)和電動(dòng)機(jī)(20)構(gòu)成一完整的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)。
為了降低液氮消耗，在低溫槽(5)上加蓋，蓋上有從低溫槽取出擴(kuò)孔后的被擴(kuò)件和取出芯模的孔。
為了降低設(shè)備成本，盡量采用或改用定型的動(dòng)力設(shè)備或壓力機(jī)，可以使用液壓設(shè)備驅(qū)動(dòng)擴(kuò)徑液壓柱塞和升降軸的提升液壓柱塞。
為了提高設(shè)備生產(chǎn)率，降低制造被擴(kuò)件的成本，本實(shí)用新型所說的低溫?cái)U(kuò)徑裝置應(yīng)該考慮有同時(shí)擴(kuò)徑兩個(gè)以上被擴(kuò)件的能力，并由此確定固定盤上限位套孔、落模孔和用于取出芯模部位的數(shù)量，以及支承圈、接模座的相應(yīng)數(shù)量，低溫槽上的取被擴(kuò)件、芯模的相應(yīng)孔數(shù)，擴(kuò)徑液壓缸的相應(yīng)數(shù)量。使用前面所說的立式低溫?cái)U(kuò)徑裝置動(dòng)作順序，可以一次完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的擴(kuò)徑工作。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于(1)芯模、被擴(kuò)件是在擴(kuò)徑裝置外組合好的，減少了機(jī)器輔助工作時(shí)間；(2)下芯模沒有與設(shè)備相連接的連桿，因而沒有從設(shè)備上拆卸的問題，也減少了機(jī)器輔助工作時(shí)間；(3)可以同時(shí)擴(kuò)至少兩個(gè)被擴(kuò)件，工作效率高；(4)便于從低溫槽中容易地取出被擴(kuò)件和芯模；(5)采用有蓋的低溫槽，液氮損失少。
(6)本實(shí)用新型還可以用來在低溫下縮徑。
附圖1 通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置總圖附圖2 通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置的操作機(jī)構(gòu)裝配圖附圖3 通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置的操作機(jī)構(gòu)頂視圖附圖4 通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置圖附圖5 通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置的限位套、芯模及管接頭
權(quán)利要求
1.通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置，包括上、下芯模，低溫槽，動(dòng)力裝置，其特征是(1)這種低溫?cái)U(kuò)徑裝置還包括一個(gè)操作機(jī)構(gòu)，它由升降軸(2)，和升降軸固定連接的固定盤(11)，設(shè)在固定盤下面的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)，安裝在固定盤上的限位套(23)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置(4)，組成；(2)所說的固定盤上有限位套孔(12)，落模孔(17)和用于取出芯模的部位(18)；(3)所說的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)以其中心部位懸掛在升降軸(2)下端，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由承力板(13)，支承圈(14)，接模座(7)和底板(15)組成剛性整體，支承圈放在承力板之下并與承力板的底面接觸，接模座放在承力板的落?？?17)之下并與承力板的底面接觸，底板在承力板之下，與承力板、支承圈、接模座構(gòu)成固定的整體，在底板中心部位裝有使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)零件；(4)所說的動(dòng)力裝置(1)中，在固定盤(11)上的限位套孔(12)上方位置，有施加擴(kuò)孔力的頂桿(3)，在升降軸(2)上方有使該軸升降的驅(qū)動(dòng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置，其特征是(1)所說的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(16)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)由一對(duì)主動(dòng)齒輪(8)和被動(dòng)齒輪(10)、主動(dòng)齒輪傳動(dòng)軸(9)、變向傳動(dòng)齒輪付、減速裝置及電動(dòng)機(jī)組成；(2)所說的被動(dòng)齒輪(10)安裝在底板(15)中心部位，與其嚙合的主動(dòng)齒輪傳動(dòng)軸(9)向上穿過固定板上的孔，傳動(dòng)軸上端裝有能與傳動(dòng)軸做軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)的變向齒輪付(21)，通過變向齒輪付與減速裝置及電動(dòng)機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所說的通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置，其特征是所說的低溫槽(5)上有密封蓋，在蓋的相應(yīng)位置上有取出芯模和被擴(kuò)件的孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所說的通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置，其特征是所說的動(dòng)力裝置是液壓裝置，在相應(yīng)位置上有擴(kuò)徑油缸和操作機(jī)構(gòu)升降油缸。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，2，3，4所說的通孔零件的低溫立式擴(kuò)徑裝置，其特征是(1)所說的限位套(23)下端有螺紋與固定盤上的限位套孔(12)連接；(2)限位套(23)內(nèi)孔中，沿圓周方向按120°均分設(shè)置三個(gè)定位彈簧(26)；(3)在限位套(23)上裝有限止定位彈簧(26)最小工作直徑的銷子(25)和彈簧卡圈(24)。
專利摘要
本實(shí)用新型為形狀記憶合金制成的通孔零件或管接頭在低溫下擴(kuò)徑的裝置。本裝置采用立式結(jié)構(gòu)，將組合好的芯模及被擴(kuò)件置于擴(kuò)徑裝置上，用壓桿使芯模通過被擴(kuò)件內(nèi)孔而完成擴(kuò)徑。擴(kuò)徑是在低溫槽中的低溫液體中如液氮(-196℃)中實(shí)現(xiàn)的，利用該種合金的記憶效應(yīng)，將低溫下擴(kuò)經(jīng)的被擴(kuò)件在低溫下與被連接件連接，得到常溫下牢固密封的連接。本裝置可以同時(shí)擴(kuò)至少兩個(gè)被擴(kuò)件，生產(chǎn)效率高，機(jī)器輔助工作時(shí)間少。
文檔編號(hào)B21D39/20GK87206354SQ87206354
公開日1988年5月4日 申請(qǐng)日期1987年4月17日
發(fā)明者汪華明, 白廣和, 張先聲 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan