以汽车驱动器等为对象的轴和圆盘零件的塑性流动连接法研究始于1980年。开始是在轴和圆盘零件精密配合组装后,把软质圆盘零件的一部分用圆筒状专用冲头加压,使软质圆盘零件在硬质零件轴部设置的接合槽进行塑性流动,从而使轴和圆盘零件连接在一起。这种连接方法的优点是配合精度高、生产效率高,主要用于淬火零件之间的连接等。
本研究项目是进一步开发塑性流动连接法,不使用专用的冲头,不设置接合槽,使轴零件与带孔的环状零件(以下简称孔零件)进行塑性流动连接。
研究2种塑性流动连接方法:轴零件为软质材料的连接法A和孔零件为软质材料的连接法B。连接法A是在硬质的孔零件里插入比孔零件软的轴零件,然后对轴零件端部施加压缩负荷,使孔一侧的轴端部发生塑性流动,在轴零件与孔零件之间产生很高的夹紧力而连接在一起。连接法B同理。
通过研究得出以下结论。
(1)在所有试验条件下,均能得到<1.0mm短行程设定的连接负荷。
(2)软质轴零件与带阶差的硬质孔零件进行塑性流动连接时,连接负荷越大,轴回程耐负荷能力越强。
(3) S45 C轴零件和SKDⅡ孔零件连接的轴回程耐负荷能力达到41.3kN。
(4) A5056轴零件与945C孔零件连接的轴回程耐负荷能力达到22.3kN。
(5)使用不同连接法A,连接效率没有较大差异,连接效率>25%。
(6)带阶差的硬质轴零件与软质孔零件进行塑性流动连接时,如果超过某连接负荷,轴回程耐力约为一定值。连接效率存在峰值(最大值)。
(7)使用连接法B的S45 C轴零件与A5056孔零件进行连接时,连接效率峰值约为37%。
本研究所开发的塑性流动连接方法不需要专用冲头,成本低,可应用于非量产零件,其对异种材料的连接也是有效的方法。