CN103255281A - 薄壁管件形状稳定性加工方法 - Google Patents

薄壁管件形状稳定性加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103255281A
CN103255281A CN2013102157991A CN201310215799A CN103255281A CN 103255281 A CN103255281 A CN 103255281A CN 2013102157991 A CN2013102157991 A CN 2013102157991A CN 201310215799 A CN201310215799 A CN 201310215799A CN 103255281 A CN103255281 A CN 103255281A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thin
wall pipe
pipe fitting
walled pipe
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102157991A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103255281B (zh
Inventor
赵显华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310215799.1A priority Critical patent/CN103255281B/zh
Publication of CN103255281A publication Critical patent/CN103255281A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103255281B publication Critical patent/CN103255281B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

一种薄壁管件形状稳定性加工方法，是将薄壁管件套装在芯轴上，使超声波刀具与薄壁管件表面接触并施加预加力，通过超声波刀具对薄壁管件的表面进行高频冲击，这样，超声能通过超声波刀具直接输入到材料内部，对工件进行超高频的小振幅微锻造，在微锻造的过程中工件表层金属产生塑性变形流动，工件表层材料的原子及微观组织在超声波能量的作用下被激活，使薄壁管件的金属残余应力场被改变，非稳定状态的晶粒变成稳定状态，使材料的塑性大幅度提高，使金属更容易发生塑性变形，薄壁管件的形状得到稳定。

Description

薄壁管件形状稳定性加工方法
技术领域
本发明涉及一种用于对薄壁管件进行加工以确保其形状稳定的方法，属于薄壁管件加工技术领域。
背景技术
金属薄壁管件通常壁厚与外径之比小于6%，有的薄壁管件的壁厚只有几十微米，这样的金属薄壁管件通常是拉伸成型，存在非常大的应力，导致零件变形，达不到所要求的形状，并且其内部晶粒发生严重的变形，处于非稳定状态，使得薄壁管件的形状也不稳定。
超声波振动能够消除应力，一般都是在具有一定强度的铸件或焊件上进行，但是在薄壁管件上的应用未见诸报道，薄壁管件形状的稳定性是一项亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明针对现有薄壁管件加工技术存在的不足，提供一种操作方便、能够使管件形状稳定的薄壁管件形状稳定性加工方法。
本发明的薄壁管件形状稳定性加工方法，是：
将薄壁管件套装在芯轴上，使超声波刀具与薄壁管件表面接触并施加预加力，通过超声波刀具对薄壁管件的表面进行高频冲击，这样，超声能通过超声波刀具直接输入到材料内部，使薄壁管件的金属残余应力场被改变，非稳定状态的晶粒变成稳定状态，薄壁管件的形状得到稳定。
薄壁管件的壁厚不大于2.5mm。
预加力为5公斤-50公斤。
本发明采用简单的超声波冲击实现薄壁管件的形状稳定性，取得了意料不到的效果，实际是对工件进行超高频的小振幅微锻造，在微锻造的过程中工件表层金属晶粒产生塑性变形流动，工件表层材料的原子层及微观组织在超声波能量的作用下被激活，使材料的塑性大幅度提高，其内部的晶粒变成稳定状态，确保了薄壁管件形状的稳定。
附图说明
图1是本发明薄壁零件精整方法的原理示意图。
图2是超声波对管壁作用机理示意图。
图中：1、芯轴，2、薄壁管件，3、超声波刀具，4、卡盘，5、顶尖。
具体实施方式
如图1所示，本发明对薄壁管件2的精整方法，是将薄壁管件2套装在芯轴1上，两者的配合为间隙配合，薄壁管件2应紧密套装在芯轴1上，配合间隙以0.01mm-0.03mm为宜，或根据具体情况确定。然后将芯轴1装夹在车床的卡盘4上，如果芯轴1较长的话，其尾端通过顶尖5顶住，采用一夹一顶装夹方式，然后在车床的刀架上安装超声波刀具3，先使超声波刀具3与薄壁管件2表面接触并施加5公斤-50公斤的预加力，通过超声波刀具3的工具头对薄壁管件2的表面进行高频（每秒2万次以上）冲击，超声波冲击时的冲击振幅可定为5μm-25μm，芯轴1转动的线速度为2米/分钟-100米/分钟，超声波刀具的进给量为0.05mm/转-0.9mm/转。这样，超声能通过工具头直接输入到零件材料内部，工件表层材料的原子及微观组织在超声波能量的作用下被激活，使材料的塑性大幅度提高，使金属更容易发生塑性变形，但在超声波去掉后材料又恢复原来的机械性能。同时，工具头实际是对工件进行超高频的小振幅微锻造，在微锻造的过程中工件表层金属产生塑性变形流动，使薄壁管件2的金属残余应力场被改变，非稳定状态的晶粒变成稳定状态。超声刀具对芯轴上的薄壁零件按加工工艺进行加工时，使零件的形状更符合芯轴的形状，如能够达到设计要求的圆度和直线度等形状公差。
超声波刀具3可采用现有文献中提到的结构，如CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》。
如果，所加工的工件不是圆形管件，而是其它形状（如多边形），则应该使用相应形状的芯轴，超声波刀具3的工具头按照工件的形状进行超声波冲击。工具头以一定的轨迹运动是使金属内部晶粒的流动均匀一致，对工件表层进行金属削峰填谷。
图2给出了超声波振动对薄壁管件2的作用机理，中部曲线是超声波能量随作用深度的衰减程度，根据实验，超声波振动对金属工件冲击作用层的厚度最大为6mm，而能产生塑性变形层的的厚度最大为2.5mm，因此本发明将薄壁管件2的壁厚确定为不大于2.5mm。

Claims (3)

1.一种薄壁管件形状稳定性加工方法，其特征是：
将薄壁管件套装在芯轴上，使超声波刀具与薄壁管件表面接触并施加预加力，通过超声波刀具对薄壁管件的表面进行高频冲击，这样，超声能通过超声波刀具直接输入到材料内部，使薄壁管件的金属残余应力场被改变，非稳定状态的晶粒变成稳定状态，薄壁管件的形状得到稳定。
2.根据权利要求1所述的薄壁管件形状稳定性加工方法，其特征是：所述薄壁管件的壁厚不大于2.5mm。
3.根据权利要求1所述的薄壁管件形状稳定性加工方法，其特征是：所述预加力为5公斤-50公斤。
CN201310215799.1A 2013-06-03 2013-06-03 薄壁管件形状稳定性加工方法 Active CN103255281B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310215799.1A CN103255281B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 薄壁管件形状稳定性加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310215799.1A CN103255281B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 薄壁管件形状稳定性加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103255281A true CN103255281A (zh) 2013-08-21
CN103255281B CN103255281B (zh) 2015-06-03

Family

ID=48959487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310215799.1A Active CN103255281B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 薄壁管件形状稳定性加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103255281B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104959402A (zh) * 2015-06-02 2015-10-07 陈继明 一种超声波焊接整形及应力消除设备
CN107350817A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 厦门理工学院 辊筒模具表面微结构的加工方法及加工装置
CN115369233A (zh) * 2022-04-07 2022-11-22 西北工业大学 一种消除带内筋筒形件流动旋压残余应力的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1690231A (zh) * 2004-04-28 2005-11-02 赵显华 超声波金属表面加工装置
CN1714162A (zh) * 2002-11-18 2005-12-28 新日本制铁株式会社 利用超声波冲击处理提高冷加工部的强度的方法及破坏韧性和疲劳强度高的金属制品

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1756125A1 (ru) * 1990-07-10 1992-08-23 Минский радиотехнический институт Способ упрочнени поверхности металлических изделий

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1714162A (zh) * 2002-11-18 2005-12-28 新日本制铁株式会社 利用超声波冲击处理提高冷加工部的强度的方法及破坏韧性和疲劳强度高的金属制品
CN1690231A (zh) * 2004-04-28 2005-11-02 赵显华 超声波金属表面加工装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104959402A (zh) * 2015-06-02 2015-10-07 陈继明 一种超声波焊接整形及应力消除设备
CN107350817A (zh) * 2017-09-05 2017-11-17 厦门理工学院 辊筒模具表面微结构的加工方法及加工装置
CN107350817B (zh) * 2017-09-05 2024-02-13 厦门理工学院 辊筒模具表面微结构的加工方法及加工装置
CN115369233A (zh) * 2022-04-07 2022-11-22 西北工业大学 一种消除带内筋筒形件流动旋压残余应力的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103255281B (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103920786B (zh) 一种基于振动的板材软凸模成形方法
CN110724804B (zh) 一种齿根齿面超声辅助振动喷丸强化工艺方法
CN103255281B (zh) 薄壁管件形状稳定性加工方法
Song et al. Diametrical growth in the forward flow forming process: simulation, validation, and prediction
Fang et al. Enhancement of insulation coating durability in electrochemical drilling
CN103014276B (zh) 一种锥压与激光冲击相结合的小孔强化方法
CN105945122A (zh) 一种金属管材成形设备及其方法
CN105563021A (zh) 缸筒类零件内孔的加工方法
Ni et al. A novel free-form transducer for the ultra-precision diamond cutting of die steel
Jin et al. A sheet blank rotary forging process for disk-like parts with thickened rims
Hwang et al. Study of large-expansion-ratio tube hydroforming with movable dies
Seo et al. Development of audio frequency vibration microforming system
Cui et al. Deep drawing of cylindrical cup using incremental electromagnetic assisted stamping with radial magnetic pressure
CN204672963U (zh) 加工航空铝合金的超声振动车削装置
Luo et al. Kinematics analysis on ultrasonic deep rolling with longitudinal-torsional vibration
Stanasel et al. The parametric design of the ultrasonic exponential horns
Linnemann et al. Media-based forming of micro-flow channels into thin sheet metal by electromagnetically driven tools
CN107537907A (zh) 一种汽车变速器导向套筒的成型方法
Bonnen et al. Electrohydraulic sheet metal forming of aluminum panels
CN103231101B (zh) 一种旋转超声切削刀具
Woo et al. Numerical and experimental study on electrohydraulic forming process
JP2016073988A (ja) ハイドロフォーミング加工品の製造方法および製造装置
Singh et al. A study on the tool geometry and stresses induced in tool in ultrasonic machining process applied for the tough and brittle materials
Lang et al. Research on the innovative hybrid impact hydroforming
JP2006082163A (ja) ディンプル加工方法およびディンプル加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant