[其他]部件固定在空心物体上的方法及装置

说明书

本发明涉及把各带有一个开孔的一个或多个部件固定在一个空心物体上的方法和装置，特别是把凸轮、轴承套和/或驱动部件等固定在空心轴上的方法和装置。其中，在进行固定工序之前，在原始状态下，这些部件内开孔的内径要大于空心物体固定面处的外径，并把这些部件放到空心物体上预定的位置。

众所周知，在各种技术领域中，代替制造复杂的整体构件，可以在一个基本部件上通过固定一些相应的成形附加部件来制造这些构件，这样，就可以低成本地加工构件的外形。这些附加部件可以用焊接、钎焊、热压或粘接方法固定在基本部件上。

欲在构件制造过程中节约材料和/或重量，也常采用空心物体作为基本部件。此时，在初始状态下，欲固定在空心物体上的部件的开孔也要大于空心物体固定处的外廓。这样，在进行固定工序之前，部件就能放到空心物体上的预定位置。

用焊接和钎焊方法会产生局部热应力，尤其是空心物体的热应力会引起不希望的且难以控制的变形或特性的变化。用粘接方法固定的缺点是设有把握肯定接触面上是否完全敷有粘接剂。

采用热压方法时，为了满足所要求的紧度而要求公差很小，因此支承面处的外径和热压部件内开孔的内径加工就必须极为准确。由温度差而引起的直径差与部件之间的温度突变、温度膨胀系数以及部件的半径成正比。因为互相连接的部件的弹性变形与半径的平方有关，而且实际所能产生的温度差有限，所以在很多情况下，尤其是在一定的材料组合中，紧度不够，特别当工作时出现温度的情况下，在所制造的构件上热压配合的部件可能会松动。

本发明的任务是发展开始所说的这样一种方法和装置，用这种方法和装置能以简便而且成本低廉的方法把部件可靠地固定在一个空心物体上，而不会使空心物体产生过应力或者部件发生松动的危险。

本发明达到上述目的的方法之特点在于：部件在放入空心物体之前，通过加热部件和/或冷却空心物体造成温度差，并通过空心物体的胀大，至少是在固接处区域的胀大，以及随后的温差平衡所引起的部件的冷缩热胀，把每个部件固定在空心物体上。按照本发明的另一种特征，空心物体是通过输入压力介质，最好是用液压介质来加以胀大，但也可以用爆炸方法、电液扩孔方法或磁力方法等来加以胀大。

由于胀大空心物体会发生塑性变形，这样，在应用本发明所提出的方法时，对固定部件开口的内径和空心物体上相应支承面处的外径的公差要求不高，因此降低了生产成本。通过空心物体的胀大，既可以实现传力连接固定，也可以实现形状相配合的固定。当用液压胀大方法时，为了获得所需要的固紧力，通过选择适当的参数就能方便地产生所需要的变形力。由胀大所产生的固紧力是由于围绕空心物体的部件发生较大的弹性反变形引起的。在空心物体的胀大工序之后，热的固定部件和冷的空心物体之间实现温度平衡所产生的热压过程又能提高固紧力。因此，本发明的方法也适用于固定那些仅由空心物体胀大后的弹性反变形来产生的固紧力尚不够大的薄壁部件，如套筒和轴套等的固接。应用本发明的方法时，固紧力是扩径参数、温度差和要连接的部件材料温度膨胀系数的函数。这三个参数可以随所希望的固紧力加以改变的，并且可以根据已知的材料特性预先进行计算。所以，总会把部件重复、准确地固定在空心物体上，此时，本方法所需费用很少，因而也适于进行小批量生产。

按照本发明的另一个特点，若多个不同的部件固定在同一个空心物体上，空心物体在每个部件固定处区域可用不同的压力或参数来胀大。

本发明所提出装置的特点是设有一个沿轴向至少分为两半的阴模，该阴模既为空心物体也为要固定的部件开有凹槽，该凹槽的尺寸还要考虑到空心物体和要固定部件的膨胀量，同时还为部件之间的各段空心物体设有支承面。装有温度较高部件的空心物体放进打开的阴模内，由此把部件准确地定位在空心物体上。合上阴模后，例如以一定的压力把压力介质送入空心物体，空心物体就在部件要固定处区域胀大。通过这种胀大，就会按照空心物体和固定部件之间连接面的设计实现传力连接和/或形状相配合的固定。打开阴模后，就可取出在一个生产工序中加工完成的构件。这里，热压过程不仅在胀大期间进行，而且在随后的热部件和冷空心物体之间温度平衡过程中也还要进行下去。

应用本发明所提出的这种阴模可以用一种压力，即所需要的最大压力，把所有部件固定在空心物体上。因为有阴模来支承较弱的部件，例如支承被固定部件之间的各段空心物体，所以即使在过负荷下，这些空心物体段也可以可靠地得到保护。