专利名称：T型构件挤压固接工艺及专用压形刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属制件加工技术，尤其涉及具有一定塑性金属材料的T型构件的压接工艺及专用工具。
背景技术：
现有的T型构件(如阀体)加工中，对垂直件(阀体的上部)与水平件(阀体的下座)之间的固接方法，一般采用焊接法，就是将经过单独精加工的垂直件，水平件焊接成T形整体。该工艺存在诸多缺点焊接高温、焊接应力会产生变形，影响原有精度；为了消除应力，不得不增加退火工序；为了保障构件精度，需在退火后再进行精加工，而此时的内部精加工比原先的单件加工要困难得多；总之对保障精度和降低成本不利。
发明内容
本发明需要解决的的问题是本发明针对上述技术缺陷，用挤压固接工艺取代焊接法来挤压固接加工成T字型构件，达到了工艺简单可靠，不再有焊接应力，提高了精度，降低生产成本的目的。
本发明是通过如下技术方案来实现的将底部有一向外凸出的环状凸圈的上(垂直)构件、与上(垂直)构件相贯的相贯面为平面的下(水平)构件分别作金属切削加工后，将二者紧配合再初装结合成T形。当通径小于25mm时，初装结合采取过盈配合，过盈量控制在0.02～0.08mm以内，初装时上阀体和下阀体的结合面完全贴合；当通径大于25mm时，初装结合采以螺纹连接。然后将上述初装T形构件置于压力机上，在上构件外套置一个圆筒形的压形刀，刀体内径与上构件外径尺寸大体接近，并有一定的间隙，该间隙以0.5mm为佳。压力机向压形刀施加压力，压形刀的圆周刀刃对下构件的上平面进行挤压，挤出一道V形圆环压槽，压槽内侧材质因受挤压作向心变形，紧紧包裹住上构件根部的环状凸圈，使上下构件固接成一个“T”字形整体。压形刀依其刀刃的锐、钝程度分为二种或多种以上，挤压时先用锐刀，后用钝刀，以此为一轮，必要时更换压形刀，并以更大的压力，重复前述挤压，进行一轮以上的多次挤压，每次施加的压力则逐次加大，(压力范围为50～60吨)，直至达到预期的固接强度和密封性。
本发明的专用压形刀为圆筒形，其刀体为中空筒体，筒体下端为平整的圆周刃口。其刀刃的锐钝分为锐刀和钝刀；锐刀的刀刃角α1和α2，其中α1＝60°～45°，最佳值为α1＝47°；α2＝25°～40°，最佳值为α2＝32°，且α1＋α2＜85°；钝刀的刀刃角α1′和α2′，其中α1′＝60°～45°，最佳值为α1′＝49°；α2′＝28°～43°，最佳值为α2′＝34°，且α1′＋α；＜90°。压形刀刀体的厚度以保证有足够强度为原则，一般壁厚为10mm。压形刀的材料为冷模具钢，刀头部分淬硬HRC60～64。在每次使用前，对压形刀的圆周刃口进行磨修、检查，保证刃口的平整，刃角的一致以保障被压零件受力。
与现有技术相比，本发明具有的优点工艺筒单可靠，不再有焊接应力，提高了精度，降低了生产成本。
图1是本发明实施例纵向剖示图；图2是本发明专用压形刀纵向剖示图；图3是本发明工艺挤压过程示意具体实施例方式作为本发明第一实施例(最佳实施例)，见图1，是在LA单向节流阀、AL节流单向阀上的应用。将上阀体1、下阀体3分别作金属切削加工，所述的上阀体1的底部有一向外凸出的环状凸圈4，将上阀体1、下阀体3紧配合后，初步固定为一个T字形件，将上述初装T形件置于压力机(未显示)上，在上阀体1外套置一个压形刀2，所述的压形刀2(见图2)的刀体为中空圆筒体，圆筒体下端为平整的圆周刃口。其刀刃的锐钝分为锐刀2′和钝刀2″；锐刀2′的刀刃角α1和α2，其中取α1的最佳值为47°；α2的最佳值为32°；钝刀2″的刀刃角α1′和α2′，其中取α1′的最佳值为49，α2′的最佳值为α2′＝34°，压形刀2的壁厚为10mm，刀体内径与上阀体1外径间配有0.5mm间隙5。压力机向压形刀2施加压力F，其挤压过程(见图3)按步进行，第一步用刀刃较锐的锐刀2′，锐刀2′的刀刃角α1和α2(取最佳值为α1＝47°α2＝32°)，在压力F1＝55吨的作用下，压形刀的圆周刀刃在下阀体3平面上，环绕上阀体1根部的地方压出一道V形圆环压槽，其深度为h1，环槽内侧的材质因受到径向分力的挤压而发生向心、向下的塑性变形，形成的环箍，紧紧地包裹住上阀体1的根部的凸圈4，使上下阀体固接为T形整体，以上如图3的I所示。第二步，将压形刀2换成刀刃较钝的钝刀2″，并以更大的压力F2＝56吨(F2＞F1)进行第二次挤压，由于F2＞F1，钝刀2″的刃角α1′＝49°，α2′＝34°(α1′＞α1、α2′＞α2)，因而向内挤压的法向分力N2比第一次法向分力N1更大，使业已形成V形环槽更深(即h2＞h1)，上口更宽，槽内侧的环箍更紧密地裹住上阀体1的根部的凸圈4，使固接强度更强，密封性更好，以上如图3的II所示。第三、第四步是再依序使用锐刀2′、钝刀2″，并以更大的压力F3＝57吨和F4＝58吨(其F4＞F3＞F2)进行第二轮重复挤压，如图3的III、IV所示。随着压力的逐次增大，V形环槽的深度不断加深，即h1＜h2＜h3＜h4，环槽内侧材料的塑性变形也越加向心紧缩，直至完全充填上下阀体结合部之间的间隙，并牢固地包裹住上阀体1根部的凸圈4，达到预期的固接强度和密封性。
实施例二，本实施例与实施例一的不同之处在于所用的压形刀2的刀刃角为所取范围的下限值，压力机(未显示)向压形刀2施加的力较小。在按上述的第一实施例的第一步进行挤压时，用刀刃较锐的锐刀2′，锐刀2′的刀刃角α1和α2，取值为α1＝45°α2＝25°，在压力F1＝50吨的作用下，按上述进行挤压，使上下阀体固接为T形整体，如图3的I所示。第二步，按上述的第一实施例的第二步进行挤压时，将压形刀2换成刀刃较钝的钝刀2″，压形刀的刀刃角取α1′＝46°α2′＝28°，压力取F2＝51吨，进行第二次挤压，由于F2＞F1，α1′＞α1、α2′＞α2，因而向内挤压的法向分力N2比第一次法向分力N1更大，使业已形成V形环槽更深(即h2＞h1)，上口更宽，槽内侧的环箍更紧密地裹住上阀体1的根部的凸圈4，以上如图3的II所示。第三、第四步是再依序使用锐刀2′、钝刀2″，并以更大的压力F3＝52吨和F4＝53吨(其F4＞F3＞F2)进行第二轮重复挤压，如图3的III、IV所示。进行多轮挤压后，达到预期的固接强度和密封性。
实施例三，本实施例与实施例一的不同之处在于所用的压形刀2的刀刃角为所取范围的上限值，压力机(未显示)向压形刀2施加的力较大。在按上述的第一实施例的第一步进行挤压时，用刀刃较锐的锐刀2′，锐刀2′的刀刃角α1和α2，取值为α1＝44°α2＝40°，在压力F1＝56吨的作用下，按上述进行挤压，使上下阀体固接为T形整体，如图3的I所示。第二步，按上述的第一实施例的第二步进行挤压时，将压形刀2换成刀刃较钝的钝刀2″，压形刀2″的刀刃角取α1′＝46°α2′＝43°，压力取F2＝57吨，进行第二次挤压，由于F2＞F1，α1′＞α1、α2′＞α2，因而向内挤压的法向分力N2比第一次法向分力N1更大，使业已形成V形环槽更深(即h2＞h1)，上口更宽，槽内侧的环箍更紧密地裹住上阀体1的根部的凸圈4，以上如图3的II所示。第三、第四步是再依序使用锐刀2′、钝刀2″，并以更大的压力F3＝58吨和F4＝59吨(其F4＞F3＞F2)进行第二轮重复挤压，如图3的III、IV所示。进行多轮挤压后，达到预期的固接强度和密封性。
承上所述，本发明克服了焊接高温、焊接应力所产生的变形，提高了精度，达到了工艺简单，生产成本低的目的，故具有推广之用。
权利要求
1.一种T型构件挤压固接工艺，将上(垂直)构件(1)、下(水平)构件(3)分别作金属切削加工后初装成T形构件，其特征在于所述的上(垂直)构件(1)的底部有一向外凸出的环状凸圈(4)，将上述初装T形构件置于压力机上，在上构件外套置一个压形刀(2)，压力机向压形刀(2)施加压力(F)，压形刀的圆周刀刃对下构件的上平面进行挤压，挤出一道V形圆环压槽，压槽内侧材质因受挤压作向心变形，紧紧包裹住上构件根部的环状凸圈(4)，使上下构件固接成一个“T”字形整体。
2.根据权利要求1所述的T型构件挤压固接工艺，其特征在于逐次加大压力(F)，进行多次挤压。
3.根据权利要求1所述的一种T型构件挤压固接工艺，其特征在于所述的压形刀依其刀刃的锐、钝程度分为二种或多种以上，挤压时先用锐刀，后用钝刀，以此为一轮，进行一轮以上的多次挤压，每次施加的压力则逐次加大。
4.根据权利要求1所述的一种T型构件挤压固接工艺，其特征为所述的T字形结构的上下构件的初装工艺是以紧配合将两者初步固定为一个T字形的整体。
5.根据权利要求1所述的一种T型构件挤压固接工艺，其特征为所述的压力(F)范围为50～60吨。
6.根据权利要求1所述的一种T型构件挤压固接工艺，其特征在于刀体内径与上构件外径相适，并有一定的配合间隙(5)，该间隙以0.5mm为佳。
7.一种T型构件挤压固接工艺专用压形刀，其特征在于刀体为中空筒体，筒体下端为平整的圆周刃口。
8.根据权利要求7所述的T型构件挤压固接工艺专用压形刀，其特征在于所述的锐刀的刀刃角α1的角度为60°～45°，α1的最佳角度为47°；所述的锐刀的刀刃角α2的角度为25°～40°，α2的最佳角度为32°，并且α1＋α2＜85°。
9.根据权利要求7或8所述的T型构件挤压固接工艺专用压形刀，其特征在于所述的钝刀的刀刃角α1′的角度为60°～45°，α1′的最佳角度为49°；所述的钝刀的刀刃角α2′的角度为28°～43°，α的最佳角度为34°，并且α1′＋α2′＜90°。
全文摘要
本发明涉及塑性金属材质的T型构件的固接工艺及其专用压形刀。该专用压形刀(2)为圆筒体,下口为平整的圆周刃口,本发明工艺是先将经加工的上(垂直)构件(1)、下(水平)构件(3)初装成T形构件,再置于压力机上,压力通过套在圆柱形上构件(1)外的专用压形刀(2),使圆周刀刃在下构件上(3)、环绕上构件(1)根部之处进行挤压,该处材质因受切割挤压作向心变形,从而紧紧裹住上构件(1)根部的凸圈(4),使上下构件固接成整体。本发明工艺简单可靠,避免了焊接法的种种缺陷,提高了产品精度,降低了生产成本。
文档编号B21D41/04GK1332046SQ0112649
公开日2002年1月23日 申请日期2001年8月16日 优先权日2001年8月16日
发明者翁振涛 申请人:宁波华液机器制造有限公司