[发明专利]一种采用开缝衬套冷挤压强化装配孔的工艺

说明书

本发明提出一种采用开缝衬套冷挤压强化装配孔的工艺，（1）、开缝衬套（4）穿过挤压芯棒（5）的一端置于导向段（6），并通过尾部的螺纹（8）固到夹具上；挤压芯棒（5）与开缝衬套（4）穿过带孔工件（2），完成安装；（2）、将挤压芯棒（5）匀速拉出带孔工件装配孔时，挤压芯棒工作环挤压开缝衬套，开缝衬套受到挤压力作用发生弹性扩张，挤压带孔工件装配孔孔壁，使装配孔孔壁发生塑性变形，从而实现强化效果；所述的开缝衬套上对称开设一条以上的开缝。该发明结构简单，能够实现开缝衬套重复使用，从而降低孔挤压强化工艺成本。使带孔工件装配孔孔壁形成均匀残余应力场，延长带孔工件疲劳寿命。

技术领域

本发明提出一种可重复使用多开缝衬套孔冷挤压强化工艺，属于孔冷挤压强化精密加工技术领域，尤其涉及采用可重复使用多开缝衬套对带孔工件装配孔进行冷挤压强化。

技术背景

铝合金、钛合金是一种质量轻、强度高、各项力学性能优异的航空材料，在航空零部件中得到广泛应用。针对宽体客机典型结构装配孔，需要在装配孔中安装紧固件进行装配。装配孔的孔边形成应力集中，容易产生裂纹，进而降低了结构的疲劳性能，减小了结构的服役寿命。因此增加铝合金、钛合金带孔工件的疲劳性能和抗疲劳强度、延长带孔工件的服役寿命显得极其重要。带孔工件孔的冷挤压强化技术不改变带孔工件的形式、材料、重量，对带孔工件进行局部强化，从而增加带孔工件的疲劳性能和抗疲劳强度、延长其服役寿命。采用开缝衬套对带孔结构件进行冷挤压强化是当前飞行器制造业中比较先进的孔冷挤压强化技术，可以延缓装配孔周围裂纹产生、增加装配孔工件疲劳性能、延长其服役寿命。然而，带孔工件冷挤压强化过程中衬套开缝处产生的凸脊较大，引起铰削量大，残余应力损失大，从而导致带孔工件孔壁残余应力场不均匀，不能满足宽体客机带孔结构件性能要求。开缝衬套经过挤压强化后发生大的塑性变形，导致开缝衬套不能进行重复使用，严重增加了孔冷挤压强化工艺成本。

公开号为CN210614685U的中国专利公开了一种用于冷挤压设备的三瓣式衬套，包括三瓣式衬套体、弹性环、顶紧装置，所述三瓣式衬套体分为三瓣，每相邻两瓣衬套之间通过弹性环连接在一起，所述顶紧装置端面有导孔，三瓣式衬套体的导轨可沿导孔做径向运动。该三瓣式衬套可多次重复使用，加快了孔冷挤压的速度。公开号为CN105666036A的中国专利申请公开了一种孔与衬套二次挤压强化的装配方法，首先用具有一定挤压量的挤压棒(3)通过挤压拉拔枪(1)对孔(4)进行一次强化，再将按要求配制的衬套(5)放入孔(4)中，用具有一定挤压量的挤压棒(3)通过挤压拉拔枪(1)对孔(4)进行再一次强化同时完成衬套(5)装配。

发明内容

针对孔冷挤压开缝衬套强化技术，孔冷挤压强化过程中衬套开缝处产生较大凸脊，引起铰削量大，导致残余应力损失大，使带孔工件孔壁形成不均匀的表层残余应力场，不能满足装配孔结构件性能要求；使用开缝衬套进行孔冷挤压强化后，开缝衬套发生变形较大，不能进行重复使用，增加孔冷挤压强化技术成本的问题。本发明提出一种采用开缝衬套冷挤压强化装配孔的工艺，该发明可以实现多开缝衬套的可重复使用，降低孔冷挤压强化工艺成本；使带孔工件装配孔孔壁形成均匀残余应力场，延长带孔工件疲劳寿命。

技术方案

本发明提出一种采用开缝衬套冷挤压强化装配孔的工艺，衬套上开设多条开缝，对带孔工件装配孔冷挤压强化过程中，挤压力平均分配给每条开缝，开缝衬套发生变形小，易复原，实现开缝衬套的可重复使用。开缝衬套发生变形小，开缝处产生的凸脊小，铰削量小，装配孔孔壁残余应力损失小，从而使带孔工件孔壁形成均匀的残余应力场，提高带孔工件的服役寿命，满足带孔工件装配性能要求。

（1）开缝衬套穿过挤压芯棒一端置于导向段，并通过尾部的螺纹固到夹具上，挤压芯棒与开缝衬套穿过辅助板、带孔工件，完成安装。

辅助板放置在带孔工件的前面，辅助板孔与带孔工件装配孔孔径相同且同轴。可以避免挤压芯棒从带孔工件拉出时，由于挤压力的作用使带孔工件拉出端孔口变形。

（2）将挤压芯棒匀速拉出带孔工件装配孔时，挤压芯棒工作环挤压开缝衬套，对装配孔实施挤压强化。