内部模锻配件和内部模锻配件组合
专利汇可以提供内部模锻配件和内部模锻配件组合专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 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。，下面是内部模锻配件和内部模锻配件组合专利的具体信息内容。
1、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)，其特征在 于，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)中包括用于在模锻过程中管子向外进入到凹槽(22)和 所述的扩张腔(26)中容纳过多材料的一个或多个凹槽(22)和一扩张 腔(26)。
2、按权利要求1所述的配件(10、40)，其特征在于，所述管子 连接区(20、50)进一步包括与所述扩张腔(26)相邻的一管子挡壁(28)； 在把该管子插入所述空心圆柱体(12、42)中时该管子的该终端抵靠所 述管子挡壁(28)。
3、按权利要求2所述的配件(10、40)，其特征在于，所述扩张 腔(26)包括一从所述管子挡壁(28)以一角度远离所述一个或多个凹 槽(22)延伸的端壁(34)。
4、按权利要求3所述的配件(10、40)，其特征在于，所述端壁 (34)与所述管子挡壁(28)所成该角度为约10°-75°。
5、按权利要求4所述的配件(10、40)，其特征在于，所述端壁 (34)与所述管子挡壁(28)所成该角度为约45°。
6、按权利要求3所述的配件(10、40)，其特征在于，所述扩张 腔(26)包括一进口侧壁(30)和所述进口侧壁(30)与所述后壁(34) 之间的一弧形壁(32)。
7、按权利要求6所述的配件(10、40)，其特征在于，所述进口 侧壁(30)、所述弧形壁(32)和所述后壁(34)界定一弧形填充区(36)。
8、按权利要求1所述的配件(10、40)，其特征在于，所述内表 面(16、46)的所述一个或多个凹槽(22)在所述空心圆柱体(12、42) 中径向对齐。
9、一种用模锻连接把第一管子(52)和第二管子(54)连接在一 起的内部模锻配件组合，其中每个管子包括一终端，该配件组合包括：
如权利要求1所述的形成一箍式配件的内部模锻配件(10)，所述 外表面(14)包括一容纳球端配件的配合面(60)；
一球端配件(40)，该球端配件包括一有一内表面(46)和一外表 面(44)的空心圆柱体(42)、一容纳该第二管子(54)的管子容纳区 (48)和一管子连接区(50)，其特征在于，所述空心圆柱体(42)的 所述内表面(46)在所述管子连接区(50)中包括模锻过程中容纳第二 管子(54)的过多材料的一个或多个凹槽(22)和一扩张腔(26)；所 述外表面(44)包括一插入箍式配件的配合面(62)；以及
一把所述箍式配件(10)和所述球端配件(40)连接在一起的螺母 (56)，其中，所述螺母(56)包括与所述球端配件(40)的所述外表 面(44)连接的螺纹。
技术领域
本发明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。
背景技术
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、Inconel 625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。
发明内容
上述要求由本发明实现，本发明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。
即本发明提出一种模锻连接到一有一终端的管子上的内部模锻配 件，该配件包括：一有一内表面和一外表面的空心圆柱体、一管子容纳 区和一管子连接区，其特征在于，所述空心圆柱体的所述内表面在所述 管子连接区中包括用于在模锻过程中管子向外进入到凹槽和所述的扩 张腔中容纳过多材料的一个或多个凹槽和一扩张腔。
所述管子连接区进一步包括与所述扩张腔相邻的一管子挡壁；在把 该管子插入所述空心圆柱体中时该管子的该终端抵靠所述管子挡壁。
所述扩张腔包括一从所述管子挡壁以一角度远离所述一个或多个 凹槽延伸的端壁。
所述端壁与所述管子挡壁所成该角度为约10°-75°。
所述端壁与所述管子挡壁所成该角度为约45°。
所述扩张腔包括一进口侧壁和所述进口侧壁与所述后壁之间的一 弧形壁。
所述进口侧壁、所述弧形壁和所述后壁界定一弧形填充区。所述内 表面的所述一个或多个凹槽在所述空心圆柱体中径向对齐。
本发明提出一种用模锻连接把第一管子和第二管子连接在一起的 内部模锻配件组合，其中每个管子包括一终端，该配件组合包括：形成 一箍式配件的内部模锻配件，所述外表面包括一容纳球端配件的配合 面；一球端配件，该球端配件包括一有一内表面和一外表面的空心圆柱 体、一容纳该第二管子的管子容纳区和一管子连接区，其特征在于，所 述空心圆柱体的所述内表面在所述管子连接区中包括模锻过程中容纳 第二管子的过多材料的一个或多个凹槽和一扩张腔；所述外表面包括一 插入箍式配件的配合面；以及一把所述箍式配件和所述球端配件连接在 一起的螺母，其中，所述螺母包括与所述球端配件的所述外表面连接的 螺纹。
从以下结合附图的详细说明中可清楚看出本发明和本发明超过现 有技术的优越之处。
附图说明
本发明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发明，附图中：
图1为一具有本发明内部构型的箍式(母)模锻配件的剖视图；
图2为一具有本发明内部构型的球端(公)模锻配件的剖视图；
图3为本发明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。
具体实施方式
在各附图中，相同部件用同一标号表示，图1示出本发明一母(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、Inconel 625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和扩张腔28的尺寸可根据管子12和配件14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40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°。
当模锻过程中把两管子连接在一起时，箍配件10和球端头40与两 管子的位置关系如图4所示。第一管子52插入箍配件10的管子容纳 区18。它向配件10的管子挡壁28移动，直到抵靠该表面。第二管子 54插入球端配件40的管子容纳区48。它向配件40的挡壁28移动， 直到抵靠该表面。然后使用公知模锻方法把配件10模锻到管子52上， 把配件40模锻到管子54上。公知模锻方法可包括使用滚子模锻或囊 式模锻和插入配件/管子组合并且在模锻过程完成后取出的心轴。
图4所示配件10和40在模锻前互相邻接。但是，相应的管子和配 件可分开模锻然后在最终装配前互相连通。可以看到，管子52和54 的壁厚模锻前均匀而笔直。如图5所示，模锻过程使得管子在凹槽22 和扩张腔26相邻处变形，一部分管子材料流入这些部位。内部模锻配 件10和40在这些部位的形状使得这些部位中的管子材料以合适方向 流动而不在配件上作用过大轴向应力。此外，挡壁28阻止管子进一步 向里运动。
图5示出一用本发明内部模锻配件把两管子连接在一起的实施 例。特别是，一螺母56旋到配件40的螺纹58上，把两配件拉紧到一 起。配件10的一容纳球端的配合面60与配件40的一插入箍的配合面 62抵靠在一起。然后把螺母旋紧到配件40上。由于随着螺母56在配 件40上旋紧，螺母凸缘66咬紧壳体12的箍锁止壁64，因此配件10 被拉向配件40。该旋紧动作把两配件固定在一起。在图5所示本发明 该实施例中，管子52和54牢牢连接在一起，从而流体可在这两根管 子之间流过。应该指出，球端配件40也可用作管子54的终端而不与 另一管子连接。
包括扩张腔26的所示和所述内部模锻配件可用来可靠地模锻延展 性较高的管子而不在这些配件上作用过大轴向应力。此外，扩张腔26 与挡壁28的组合在模锻过程中消除了管子吸入现象。不再需要缩进， 从而轴环和轴环的套上和取下的步骤得以省略。
以上说明了一种改进的内部模锻配件。尽管以上说明了本发明各具 体实施例，但本领域普通技术人员不难在由后附权利要求限定的本发 明精神和范围内对本发明作出种种改动。
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