内部模锻配件和内部模锻配件组合制造技术

一种模锻一管子的内部模锻配件（１０、４０）。该配件（１０、４０）包括一管子连接区（２０、５０），该连接区包括一个或多个径向凹槽（２２）以及在与待模锻管子的端部邻接的端部上的一扩张腔（２６）。该扩张腔（２６）在模锻过程中供管子材料流入而使作用在配件（１０、４０）上的轴向压力最小。该扩张腔（２６）还包括一固定该管子在该配件（１０、４０）中的位置的挡壁（２６）。该扩张腔（２６）用来模锻延展性较高的管子材料而无需缩进。因此无需使用一在模锻过程中形成缩进的轴环。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体涉及用模锻工艺连接到管子上的配件，特别涉及内部模锻配件。配件为用来确立一管道、杆或管子的末端或接合处的设备附件。特别是，通常用配件把几根分开的管子连接在一起，使得流体不泄漏地从中流过。配件也常用作结束一开口管子的端部的一封闭装置。在其他许多应用场合中，航空工业中用配件使从一处传送燃料、液压流体等到另一处的管子封闭。在这些和其他重要应用场合，重要的是配件足够牢靠地套紧在管子上，以便可靠地承受振动、流体特性等。常用焊接工艺把配件连接到管子上。焊接是一种费时费钱的配件固定方法。此外，焊接无法确保连接牢靠并且会造成管子的无法接受的应力强化因数。模锻是把配件连接到管子上的另一种机械工艺，它能克服焊接工艺的不足。有两种模锻工艺外部模锻和内部模锻。外部模锻是把其外表面不平整如有径向或轴向槽脊和凹槽的配件应用管子上。应用的配件用锻造、锤击或挤压工艺模锻，使得外表面构型转移到配件内表面，从而转移到管子上。管子与配件的接触部位因而发生挠曲和扭曲，使得配件和管子紧紧连接在一起。不幸的是，配件外表面构型的转移可能不足以获得牢靠的连接或可能造成管子因周期性高度疲劳而开裂。内部模锻可部分地解决与外部模锻有关的某些问题。内部模锻是把其内表面不平整如有槽脊和凹槽的一配件套到一管子上。然后模锻该配件，为此把一扩张装置插入该管子中后迫使管子向外连接到配件的内表面上或把该配件挤压到该管子上。较之外部模锻，配件的表面构型与管子外表面之间的交界面更直接。因此管子一般与原来的表面形状更相符，从而配件与管子之间连接被改进。一种适用于某些航空应用场合的内部模锻配件见授予Beiley等人、转让给Sierracin Corporation of Burbank，California的美国专利No.4,844,517。在一种构型中，该Beiley配件包括三个或三个以上宽度和深度指定的长方形径向凹槽。最靠近管子端部的凹槽的形状与其他凹槽相同。在另一种构型中，一连串斜面凹槽与一长方形“端部”凹槽相组合。该长方形端部凹槽与上述第一种配件构型的长方形凹槽相同。即管子抵靠该凹槽。在商业应用中，Beiley配件更适用于模锻由包括钛在内的低延展性材料制成的管子。但是，在许多管子应用场合、包括航空流体传送系统中也使用延展性较高的材料如不锈钢如SS321、Inconel625以及其他类似延展性材料。在相同模锻压力下高延展性材料比低延展性材料的“流动性”好。在一低延展性管子上进行的模锻工艺造成该管子被拉入配件中，造成管子在端部凹槽处鼓起。材料被迫向外朝向配件流动，在该局部部位造成很大轴向负载。管子材料的鼓起可造成配件的破坏以及管子尺寸的过度改变。为了解决模锻过程中管子流动或“吸入”到配件中的问题，必需相对配件使管子缩进。即，必需把管子置于相对配件端部偏置位置以便容纳管子材料的轴向和径向流动。该模锻过程使得管子流动并填入配件中以补偿该缩进差。由于管子必需完全、牢靠地装到配件上，因此精确保持正确的缩进是非常重要的。这可在配件定位处附近把一锁住轴环套到管子上加以实现。轴环必需是刚性的但可松开地紧套到管子上。模锻过程完成后必需取下轴环。在每次把一配件装到一由延展性较高的材料制成的管子上时必需重复精确校准轴环、应用轴环和取下轴环这些步骤。因此，需要有一种可用于延展性管道的内部模锻配件。这一内部模锻配件还得无需缩进并不使用缩进轴环。本专利技术概述上述要求由本专利技术实现，本专利技术提供一种适合于高延展性管子材料流动的内部模锻配件。该配件包括一有一外表面和一内表面的空心圆柱体、一管子容纳区和一管子连接区。该圆柱体内表面在管子连接区中包括一个或多个凹槽和一在模锻过程中容纳管子的过多材料的扩张腔。该配件在该扩张腔旁还包括一管子挡壁。管子插入圆柱体中时管子的一端抵靠该管子挡壁。该扩张腔包括一从该管子挡壁以一角度远离一个或多个凹槽伸展的端壁，从而形成一填充区，该填充区供流动的管子材料填满而不在配件上作用过大轴向压力。从以下结合附图的详细说明和后附权利要求中可清楚看出本专利技术和本专利技术超过现有技术的优越之处。附图简要说明本专利技术的主题和权利要求见本说明书结论部分。但是，可从结合附图的以下说明中最佳地理解本专利技术，附图中附图说明图1为一具有本专利技术内部构型的箍式(母)模锻配件的剖视图；图2为一具有本专利技术内部构型的球端(公)模锻配件的剖视图；图3为本专利技术内部模锻配件构型的扩张腔的特写剖视图；图4为与两管子装在一起的箍配件和球端配件组合在模锻前的剖视图；和图5为与两管子装在一起的箍配件和球端配件组合在模锻后的剖视图。本专利技术详述在各附图中，相同部件用同一标号表示，图1示出本专利技术一母(或箍)内部模锻配件10。配件10用适用于具体应用场合的任何材料制成。例如，在模锻一由延展性材料如SS321不锈钢、Inconel625等制成的管子时，配件10可用钛或A286制成。当然，配件10可由任何足以使得管子在模锻过程中流动、但配件10的变形很小的材料制成。箍配件10包括一有一外表面14和一内表面16的空心圆柱体12。该空心圆柱体12有一管子容纳区18和一管子连接区20。配件10的管子连接区20的内表面16包括多个由一槽脊24隔开的径向连接凹槽22。如图1和3所示，管子连接区20进一步包括一径向扩张腔26和一管子挡壁28。管子挡壁28阻止一要模锻在配件10中的管子向前推进。扩张腔26在模锻过程中用来容纳管子的过多材料。扩张腔26包括一进口侧壁30、一弧形填充区32和一后壁34。该填充区32伸过挡壁28，供管子的过多材料流入其中，从而在管子连接区20处不对配件10形成过大轴向应力。后壁34斜向远离挡壁28，供材料流入空间36而不是直接向上流向配件10的内表面16。凹槽22、槽脊24和扩张腔28的尺寸可根据管子12和配件10的结构特性予以选择。后壁34与管子挡壁28所成角度也可根据管子材料的流动特性和配件10的箍紧强度予以选择。后壁34与挡壁28所成角度可为约10°-75°，在一实施例中为约45°。图2示出一对应公的(球端)内部模锻配件40。该球端配件40包括一空心体42和一外表面44和一内表面46。配件40可用适合于模锻一由延展性较高的材料制成的管子的材料制成。例如，配件40可用钛或A286制成。继续参见图2和3，配件40的空心体42有一管子容纳区48和一管子连接区50。应该指出，配件40的壳体42的构型任选。但是，为了配件40在管子连接区50中进行结构强化，壳体42包括一结构区45。该结构区45的壁厚比壳体42其余部分的壁厚厚且其横截面呈六角形，从而在把配件40模锻到一管子上后可在管子上旋紧或旋松该配件。配件40的管子连接区50的内表面46包括多个由一槽脊24隔开的径向连接凹槽22。该管子连接区50进一步包括一径向扩张腔26和一管子挡壁28。管子挡壁28阻止一要模锻在配件10中的管子向前推进。扩张腔26在模锻过程中用来容纳管子流动的过多材料。扩张腔26包括一进口侧壁30、一弧形填充区32和一后壁34。该填充区32伸过挡壁28，供管子的过多材料流入其中，从而在管子连接区50处不对配件40形成过大轴向应力。后壁34斜向远离挡壁28，供材料流入空间36而不是直接向上流向配件40的内表面16。凹槽22、槽脊24和扩张本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模锻连接到一有一终端的管子上的内部模锻配件（１０、４０），该配件包括： 一有一内表面（１６、４６）和一外表面（１４、４４）的空心圆柱体（１２、４２）、一管子容纳区（１８、４８）和一管子连接区（２０、５０），其中，所述空心圆柱体（１２、４２）的所述内表面（１６、４６）在所述管子连接区（２０、５０）中包括模锻过程中容纳管子的过多材料的一个或多个凹槽（２２）和一扩张腔（２６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：IH彼得森，JC格莱斯纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]