1.一种金属管材与板材间的塑性连接的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在待连接的壁厚为t1的管材(4)内壁加工若干圈深度为H、宽度为L的环形凹槽,环形凹槽内圆角的半径为R1,外圆角的半径为R2;在待连接的厚度为t2的板材(3)上加工圆孔;
2)将凹模(5)固定,将管材(4)固定放置于孔(6)中,将板材(3)固定放置于凹模(5)的上平面和压边圈(2)的下平面之间,并使板材(3)上的圆孔和孔(6)的轴线重合;施加力F1,将板材(3)压紧;
3)使凸模(1)以速率V向孔(6)做直线运动,对板材(3)进行翻边,继续控制凸模(1)运动,直到板材(3)的翻边与管材(4)内壁紧密接触;
4)使凸模(1)以角速度ω1自转,同时以孔(6)的轴线为中心线、以ΔL为半径、角速度ω2做圆周运动,板材(3)的翻边在凸模(1)的作用力下挤压入管材(4)的环形凹槽中;
5)重复步骤4)的操作,直到板材(3)和管材(4)完全结合;操作凸模(1)远离凹模(5),移开压边圈(2),取出板材(3)和管材(4)的连接件,完成金属管材与板材间的塑性连接。
2.根据权利要求1所述的金属管材与板材间的塑性连接的方法,其特征在于,板材(3)的材质为铜合金、镁合金或铝合金;管材(4)的材质为钛合金、不锈钢、镁合金或铝合金。
3.根据权利要求1所述的金属管材与板材间的塑性连接的方法,其特征在于,1.0mm≤t1≤3.0mm,1.0mm≤t2≤4.0mm,且
4.根据权利要求1所述的金属管材与板材间的塑性连接的方法,其特征在于,环形凹槽的规格如下:
5.根据权利要求1所述的金属管材与板材间的塑性连接的方法,其特征在于,ω1=30~
50rad/s,ω2=0.05~0.1rad/s,ΔL=H。
6.一种实现权利1~5任意一项金属管材与板材间的塑性连接的方法的装置,其特征在于,包括凸模(1)、压边圈(2)和凹模(5);凹模(5)上开有孔(6),压边圈(2)上开有圆孔;使用时,将内壁开有若干凹槽的管材(4)放置固定于孔(6)中,将开有孔的板材(3)固定放置于凹模(5)的上平面和压边圈(2)的下平面之间;凸模(1)为圆柱体,能够与外部动力源连接并在外部电源的驱动下进行朝向凹模(5)的直线运动、自转和以孔(6)的轴线为中心线的圆周运动。
7.根据权利要求6所述的实现金属管材与板材间的塑性连接的方法的装置,其特征在于,凹模(5)为卡盘或管卡结构。
8.根据权利要求6所述的实现金属管材与板材间的塑性连接的方法的装置,其特征在于,压边圈(2)和凹模(5)通过夹具或顶紧装置固定板材(3)。
9.根据权利要求6所述的实现金属管材与板材间的塑性连接的方法的装置,其特征在于,外部动力源为数控渐进成形机床、镗床、铣床或加工中心。
10.根据权利要求6所述的实现金属管材与板材间的塑性连接的方法的装置,其特征在于,凸模(1)的前端为锥体或球体。