液力脹接是以液體介質(zhì)在軸管內(nèi)加載產(chǎn)生局部變形，利用液壓伺服精確控制內(nèi)壓，實現(xiàn)軸管和多個套環(huán)一次性整體裝配的工藝方法，適于制造空心凸輪軸等軸類件。本文興迪源機械帶來液力脹接的原理及工藝特點。
一、液力脹接的原理：
液力脹接是以液體介質(zhì)在軸管內(nèi)加載產(chǎn)生局部變形，利用液壓伺服精確控制內(nèi)壓，實現(xiàn)軸管和多個套環(huán)一次性整體裝配的工藝方法，適于制造空心凸輪軸等軸類件。
液力脹接原理如圖7-1所示。
脹接前軸管與套環(huán)之間預(yù)留初始間隙δ0,軸管兩端與套環(huán)不發(fā)生連接的部分由模具約束其變形(圖7-1(a))，在內(nèi)壓p的作用下，軸管發(fā)生塑性膨脹直至與套環(huán)內(nèi)壁接觸，繼續(xù)增大內(nèi)壓，使軸管與套環(huán)同時變形，并保持套環(huán)僅發(fā)生彈性變形且內(nèi)半徑增大δ1,則軸管外半徑增大δ0+δ1,此時卸去內(nèi)壓P,軸管和套環(huán)都發(fā)生彈性回復(fù)，當套環(huán)彈性回復(fù)量大于軸管彈性回復(fù)量，套環(huán)變形不能完全恢復(fù)，因此保留殘余彈性變形量δe(圖7-1(c))，套環(huán)和軸管之間形成一定過盈量的固定連接，二者之間的殘余接觸壓力可使其承受一定的扭矩和拉脫力。
圖7-1液力脹接原理
(a)初始階段；(b)加壓階段；(c)卸去內(nèi)壓。
二、液力脹接工藝特點：
軸管和套環(huán)之間的連接方法較多，包括焊接、擴散連接和燒結(jié)、粘接、變形連接(脹接和熱裝)以及鍵連接等。
其中，焊接具有易產(chǎn)生焊接變形和裂紋、熱影響區(qū)性能差、異種材料焊接困難等缺點；粘接需專用金屬格接劑，環(huán)境適應(yīng)差；鍵連接是在較硬的連接件表面預(yù)先加工花鍵，再使該花鍵擠入另一連接件表面形成鍵連接，連接可靠，但易造成元件表面損傷，且工序復(fù)雜；熱裝法需加熱套環(huán)，利用熱脹冷縮形成過盈配合，接合強度較低。
1）液力脹接的優(yōu)點：
這些方法存在的共同問題是要求連接件接合面的初始加工精度較高，增加了工藝難度。與其相比，液力脹接具有如下優(yōu)點：
(1)由于軸管在內(nèi)壓作用下先發(fā)生較大塑性變形再接觸套環(huán)內(nèi)壁，因此軸管與套環(huán)之間允許有較大的初始間隙，接合面加工精度要求較低；
(2)被連接元件不需加工鍵和鍵槽等，也不存在連接件之間相互擠壓的剪切變形，因此不會形成表面損傷和應(yīng)力集中等問題；
(3)材料適應(yīng)范圍廣，易于實現(xiàn)異種材料之間的連接，而不需要考慮其可焊性和可粘接性，且連接過程不需加熱，不會影響材料組織性能；
(4)多個套環(huán)一次整體裝配，一致性好，效率高。采用液體作為傳力介質(zhì)可在軸管內(nèi)壁各部位產(chǎn)生相同的脹形力，一次增壓可同時將多個套環(huán)連接到軸管上；
(5)套環(huán)內(nèi)孔可加工成非圓形狀，軸管經(jīng)脹形與套環(huán)形成非圓接合面，成形工藝簡單，連接抗扭強度大。
2）液力脹接的缺點：
液力脹接的主要缺點是：
①脹接元件主要靠過盈配合實現(xiàn)固定連接，套環(huán)內(nèi)壁不可避免地存在殘余拉應(yīng)力，適用范圍受到一定的限制；
②溫度升高導(dǎo)致的熱膨脹和應(yīng)力松池可能影響連接的抗扭強度，因此不適用于套環(huán)熱膨脹系數(shù)高于軸管的場合；
③需嚴格控制脹接壓力，尤其對于鑄鐵等塑性差的材料脹接內(nèi)壓控制要求較高，否則易造成元件開裂。
【興迪源機械內(nèi)高壓設(shè)備優(yōu)勢】
興迪源機械是以內(nèi)高壓成形技術(shù)為核心，以內(nèi)高壓成形機、內(nèi)高壓水脹成形機、內(nèi)高壓板材充液成形機、內(nèi)高壓三通機等設(shè)備為主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家。公司建立有液力內(nèi)高壓成形機械工程技術(shù)研究開發(fā)中心，并與中國科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開展長期的科研課題開發(fā)合作。
自2007年創(chuàng)立以來，興迪源機械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備，現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國內(nèi)流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。
部分文段和圖片摘自：
《現(xiàn)代液壓成形技術(shù)》
作者：苑世劍
由興迪源機械編輯
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