本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)及其制備裝置和制備方法。
背景技術(shù):
在形狀記憶合金緊固環(huán)出現(xiàn)以前,用于線、管、纜的連接方式有機(jī)械連接與焊接兩種方式。機(jī)械連接的方式不但安裝操作不方便,使用壽命低,在機(jī)械振動(dòng)與熱沖擊的環(huán)境下,可靠性和安全性難以得到保證。而焊接方式操作更加不方便,而且對(duì)于異種材料的連接,焊接很難實(shí)現(xiàn)。
二十世紀(jì)八九十年代后出現(xiàn)的形狀記憶合金緊固環(huán)具有裝配簡(jiǎn)單、迅速,被連接件無(wú)熱影響區(qū)、連接操作安全、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),尤其在連接密集部件、不可焊接部件、人類(lèi)不易達(dá)到的工程部件更顯示了其優(yōu)越性。
在形狀記憶合金緊固件制造工藝中,傳統(tǒng)的方法是采用TiNiNb寬滯后形狀記憶合金絲焊接成環(huán),熱處理后再經(jīng)過(guò)低溫?cái)U(kuò)徑制備而成。該方法生產(chǎn)的形狀記憶合金緊固環(huán)目前在在航空、航天、兵器、艦船等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
但是這種傳統(tǒng)工藝,生產(chǎn)周期長(zhǎng),操作技術(shù)難度高,成材率低,生產(chǎn)成本高。對(duì)于生產(chǎn)小尺寸的形狀記憶合金緊固環(huán)來(lái)說(shuō),采用傳統(tǒng)工藝不但不能降低生產(chǎn)成本,反而會(huì)提高生產(chǎn)難度,增加成本。目前在民用行業(yè)的數(shù)據(jù)電纜一般直徑尺寸較小,而且對(duì)電纜連接方式的成本比較敏感,從而限制了形狀記憶合金緊固環(huán)在民用行業(yè)的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán),其直徑小,并且制造成本低,應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明的另一目的是提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備裝置,其操作簡(jiǎn)單,制造緊固環(huán)的成本低。
本發(fā)明的再一目的是提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備方法,其工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán),它包括圓環(huán)形的本體,該本體截面呈矩形,該本體的截面面積小于1mm2,該本體的內(nèi)徑為3-15mm。
進(jìn)一步的,所述本體的矩形截面高度小于0.5mm,寬度小于2mm,高度與寬度的比值為1:1~1:5。
進(jìn)一步的,所述本體的材料為T(mén)iNiNb形狀記憶合金。
一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備裝置,它包括上模座和下模座;該上模座設(shè)有環(huán)狀沖壓上模,該下模座設(shè)有環(huán)狀沖壓下模和桿狀沖壓模;該桿狀沖壓模位于該環(huán)裝沖壓下模內(nèi)部,由上至下依次設(shè)有沖頭、凸臺(tái)和導(dǎo)柱;該凸臺(tái)和導(dǎo)柱浸沒(méi)在-30~-70℃的液氮和酒精混合液中;該上模座和下模座之間設(shè)有記憶合金板;該環(huán)狀沖壓上模的外徑小于該環(huán)裝沖壓下模的內(nèi)徑,該環(huán)狀沖壓上模的內(nèi)徑大于該沖頭的外徑。
進(jìn)一步的,所述沖頭和導(dǎo)柱均為圓柱形,所述凸臺(tái)為圓錐形,且該凸臺(tái)的底部外徑大于該沖頭的外徑,該凸臺(tái)的底部外徑大于或等于該導(dǎo)柱的外徑。
一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備方法,利用制備裝置,該制備裝置包括上模座和下模座;該上模座設(shè)有環(huán)狀沖壓上模,該下模座設(shè)有環(huán)狀沖壓下模和桿狀沖壓模;該桿狀沖壓模位于該環(huán)裝沖壓下模內(nèi)部,由上至下依次設(shè)有沖頭、凸臺(tái)和導(dǎo)柱;該凸臺(tái)和導(dǎo)柱浸沒(méi)在-30~-70℃的液氮和酒精混合液中;該上模座和下模座之間設(shè)有記憶合金板;該環(huán)狀沖壓上模的外徑小于該環(huán)裝沖壓下模的內(nèi)徑,該環(huán)狀沖壓上模的內(nèi)徑大于該沖頭的外徑;
所述制備方法包括下列步驟:
A.控制環(huán)狀沖壓上模向下運(yùn)動(dòng),接觸記憶合金板并將其壓緊在桿狀沖壓模的沖頭上;
B.環(huán)狀沖壓上模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至越過(guò)桿狀沖壓模的沖頭1~3個(gè)緊固環(huán)厚度時(shí),控制環(huán)狀沖壓上模向上運(yùn)動(dòng),使緊固環(huán)留置在桿狀沖壓模上;
C.移動(dòng)記憶合金板,重復(fù)步驟A和步驟B進(jìn)行多次沖壓,使多個(gè)緊固環(huán)留置在桿狀沖壓模上,并在環(huán)狀沖壓上模的向下壓力作用下依次通過(guò)凸臺(tái)和導(dǎo)柱落入-30~-70℃的液氮和酒精混合液中;
D.將桿狀沖壓模從下模座拆下,從導(dǎo)柱上取出所有緊固環(huán)。
進(jìn)一步的,在步驟C和步驟D之間還包括步驟E.將記憶合金板換為普通金屬板繼續(xù)沖壓,直至所述沖頭上的所有緊固環(huán)均通過(guò)所述凸臺(tái)。
進(jìn)一步的,所述記憶合金板的材料為T(mén)iNiNb形狀記憶合金。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的制備裝置和制備方法能生產(chǎn)出更小徑度的形狀記憶合金緊固環(huán),可以很好的解決現(xiàn)有的如電纜、電線、管路等接頭處需要緊固時(shí)使用的連接元件,存在操作不便,受力不均,易損壞,接頭松動(dòng)易出現(xiàn)危險(xiǎn)或事故等方面存在的問(wèn)題,整個(gè)工藝和設(shè)備成本低,適用范圍廣。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的截面示意圖。
圖3是本發(fā)明低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述,以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1、圖2所示,本發(fā)明提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán),它包括圓環(huán)形的本體1,該本體1的材料為T(mén)iNiNb形狀記憶合金。該本體1截面呈矩形,該本體1的截面面積小于1mm2,該本體1的內(nèi)徑為3-15mm。進(jìn)一步的,該本體1的矩形截面高度H小于0.5mm,寬度W小于2mm,高度H與寬度W的比值為1:1~1:5。
如圖3所示,本發(fā)明還提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備裝置,它包括上模座和下模座。該上模座設(shè)有環(huán)狀沖壓上模2,該下模座設(shè)有環(huán)狀沖壓下模3和桿狀沖壓模4。該桿狀沖壓模4位于該環(huán)裝沖壓下模3內(nèi)部,由上至下依次設(shè)有沖頭41、凸臺(tái)42和導(dǎo)柱43。該凸臺(tái)42和導(dǎo)柱43浸沒(méi)在-30~-70℃的液氮和酒精混合液5中。該上模座和下模座之間設(shè)有記憶合金板6。該環(huán)狀沖壓上模2的外徑小于該環(huán)裝沖壓下模3的內(nèi)徑,該環(huán)狀沖壓上模2的內(nèi)徑大于該沖頭41的外徑。
具體來(lái)說(shuō),該沖頭41和導(dǎo)柱43均為圓柱形,該凸臺(tái)42為圓錐形,且該凸臺(tái)42的底部外徑大于該沖頭41的外徑,該凸臺(tái)42的底部外徑大于或等于該導(dǎo)柱43的外徑。
如圖4所示,本發(fā)明還提供一種低成本的形狀記憶合金緊固環(huán)的制備方法,利用上述圖3中所示的制備裝置,其關(guān)鍵制備方法是采用板材沖壓同時(shí)對(duì)其進(jìn)行低溫?cái)U(kuò)徑,具體來(lái)說(shuō),該制備方法包括下列步驟:
A.控制環(huán)狀沖壓上模2向下運(yùn)動(dòng),接觸記憶合金板6并將其壓緊在桿狀沖壓模4的沖頭41上;該記憶合金板6的材料為T(mén)iNiNb形狀記憶合金;
B.環(huán)狀沖壓上模2繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至越過(guò)桿狀沖壓模4的沖頭1~3個(gè)緊固環(huán)厚度時(shí),控制環(huán)狀沖壓上模2向上運(yùn)動(dòng),使緊固環(huán)1留置在桿狀沖壓模4上,從而完成一個(gè)緊固環(huán)的沖壓動(dòng)作;
C.移動(dòng)記憶合金板6,重復(fù)步驟A和步驟B進(jìn)行多次沖壓,隨著沖壓動(dòng)作的進(jìn)行,多個(gè)緊固環(huán)堆疊落在桿狀沖壓模4的凸臺(tái)42上,并在環(huán)狀沖壓上模2的向下壓力作用下依次通過(guò)凸臺(tái)42和導(dǎo)柱43落入-30~-70℃的液氮和酒精混合液5中,完成記憶合金緊固環(huán)的沖壓及擴(kuò)徑成形;
D.將桿狀沖壓模4從下模座拆下,從導(dǎo)柱43上取出所有緊固環(huán)。
為保證桿狀沖壓模4上的所有緊固環(huán)均能通過(guò)凸臺(tái)42進(jìn)行擴(kuò)徑以避免材料浪費(fèi)導(dǎo)致成本增加,在沖壓后期,在步驟C和步驟D之間還包括步驟E.將記憶合金板6換為普通金屬板繼續(xù)沖壓,直至該沖頭41上的所有緊固環(huán)均通過(guò)該凸臺(tái)42。
本發(fā)明采用板材沖壓同時(shí)對(duì)其進(jìn)行低溫?cái)U(kuò)徑,可以達(dá)到降低制備成本的目的。由于本發(fā)明形狀記憶合金緊固環(huán)的制備方法采用直接沖壓板材的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)形狀記憶合金緊固環(huán)制備的焊接工序,并且在沖壓的過(guò)程中完成低溫?cái)U(kuò)徑,生產(chǎn)過(guò)程十分簡(jiǎn)單快捷,有效解決了小直徑(內(nèi)徑為3-15mm)形狀記憶合金緊固環(huán)加工難度高及成本高的問(wèn)題。
以上所述,僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施方式,非對(duì)本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施所做的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變換,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。