CN111549207A - 一种降低高压油管球头硬度的方法及装置 - Google Patents

一种降低高压油管球头硬度的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降低高压油管球头硬度的方法，将成型后的高压油管球头置于退火处理装置中进行退火处理从而降低高压油管球头的硬度，退火处理的方法为在保护气氛下采用高频焊机将球头部分加热至1050～1120℃，然后停止加热，继续通入保护气体，使球头部分冷却至室温；退火处理装置包括机身、设于机身上的高频焊机和支架、以及用于对高压油管进行上料和下料的高压油管移动机构；高频焊机上设有气体保护石英管，气体保护石英管包括用于放置高压油管的主管和与主管连通的支管，支管与保护气体的气源连接；高频焊机的感应线圈绕设于主管的外部，用于加热高压油管的球头。与现有技术相比，本发明具有球头机械性能好、操作方便、定位精确、适合批量生产等优点。

Description

一种降低高压油管球头硬度的方法及装置
技术领域
本发明涉及高压油管加工技术领域，尤其是涉及一种降低高压油管球头硬度的方法及装置。
背景技术
高压油管是高压油路的组成部分，能够承受一定的油压且有一定的疲劳强度，保证管路的密封，车用高压油管主要应用在高压喷射的柴油机和高压喷射的直喷汽油机中，能够承受发动机运转过程中所需的油压。高压油管通过接头与高压油路相连，常见的接头为球形接头。
目前，汽油发动机不锈钢高压油管均是采用零部件组装焊接而成，随着国家对汽车排放的要求逐渐提高，各大汽车厂商通过减小排量和提高发动机工作压力来满足排放要求。随着发动机工作压力的提高，组装焊接形式的油管在工作压力250bar以上情况下可靠性、耐疲劳会大大降低，对使用者会带来威胁。所以工作压力在250bar以上的油管两端密封球头多数采用整体冷镦挤压成型。
球头冷镦成型材料组成会产生马氏体或奥氏体孪晶组织，球头硬度一半达到400HV以上，如此高的硬度会使材料更加脆，在实际工况振动下易产生开裂，造成泄漏；另外高压油管两端球头与高压油泵连接端、高压油轨连接端硬度均大于300Hv1，油管连接油泵及油轨时需要通过材质较软的金属密封接件转接，连接件一般硬度小于170Hv1，二者的硬度差别不仅增加了拧紧泄漏的风险，同时增加了成本。目前，缺少降低高压油管球头部分硬度的方法以及配套的装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的高压油管球头容易开裂的缺陷而提供一种降低高压油管球头硬度的方法以及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种降低高压油管球头硬度的方法，将成型后的高压油管球头置于退火处理装置中进行退火处理从而降低高压油管球头的硬度，所述退火处理的方法为在保护气氛下采用高频焊机将球头部分加热至1050～1120℃，然后停止加热，继续通入保护气体，使球头部分冷却至室温。
退火处理后的油管球头的晶粒度在6级以上。
本发明还提供了一种降低高压油管球头硬度的方法，所述退火处理装置包括机身、设于所述机身上的高频焊机和支架、以及用于对高压油管进行上料和下料的高压油管移动机构；所述高频焊机上设有气体保护石英管，所述气体保护石英管包括用于放置所述高压油管的主管和与所述主管连通的支管，所述支管与保护气体的气源连接；所述高频焊机的感应线圈绕设于所述主管的外部，用于加热所述高压油管的球头。
所述主管的端部设有扩口。
所述支管与所述主管的中间部位连通，并且与所述主管垂直。
所述高压油管移动机构包括设于所述支架上的平移组件、与所述平移组件连接的安装底板、安装于所述安装底板上的推杆夹紧组件、以及设于所述气体保护石英管的主管管口处的上料台；所述高压油管置于所述上料台上，采用推杆夹紧组件夹紧一推杆，通过平移组件带动安装底板平移移动，进而使推杆推动高压油管进入所述气体保护石英管内。
所述高压油管移动机构还包括安装于所述安装底板上的定位组件，通过该定位组件对所述高压油管和推杆的初始位置进行定位，所述平移组件移动距离通过高压油管和推杆的初始位置和高压油管的长度确定。
所述推杆夹紧组件包括转轴支撑座、架设于所述转轴支撑座上的旋转轴、固定于所述旋转轴上的工件夹紧杆、带动所述旋转轴转动的驱动组件以及用于支撑所述推杆的支撑块；所述支撑块上设有放置所述推杆的V型缺口。
所述驱动组件包括安装于所述安装底板侧边上的连接板、安装于连接板上的压紧气缸支撑座、与所述压紧气缸支撑座转动连接的压紧气缸以及与所述压紧气缸的输出端转动连接的连接杆；所述旋转轴的端部与所述连接杆固定连接。
所述旋转轴的两端通过轴承安装于所述转轴支撑座上。
所述压紧气缸支撑座包括安装于所述连接板上的底部和两个垂直于所述底部的侧部；并且所述压紧气缸的缸体两侧通过转动销安装于两个所述的侧部上。
所述工件夹紧杆垂直安装于所述旋转轴上，并且工件夹紧杆的端部设有圆柱形结构的工件压紧头。
所述定位机构包括与所述旋转轴靠近所述高频焊机的端部连接的延长杆以及固定连接于所述延长杆上的高压油管定位挡片和推杆定位挡片；所述高压油管定位挡片和推杆定位挡片相互平行，并且与工件夹紧杆形成大于0°的夹角。
所述压油管定位挡片和推杆定位挡片的端部均设有扩大部。
所述工件夹紧杆和压油管定位挡片相互垂直。
本发明的装置还包括固定于所述支架上的工装底座，所述安装底板滑动安装于所述工装底座上，所述平移机构为输出端与所述安装底板固定连接的平移气缸。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过高频退火和风冷快速冷却的方式进一步处理高压油管的球头部分，增加固溶处理，消除内部应力，提高了产品的机加性能，通过风冷可确保在退火时起到气体保护作用，不产生氧化；
(2)本发明的装置使用快捷简单，工件定位准，球头加热退火处理效果好，适合批量生产，并且该装置使用技术要求低，可操作性强，夹持组件和定位组件之间联动连接，提高了加工效率。
附图说明
图1为高压油管球头的工艺流程图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2的局部放大图；
图4为气体保护石英管的结构示意图；
图中，1为机身，2为支架，3为高频焊机，4为感应线圈，5为气体保护石英管，51为主管，52为支管，6为定位挡片，61为高压油管定位挡片，62为推杆定位挡片，7为工件夹紧杆，8为旋转轴，9为压紧气缸，10为工装底座，11为平移气缸，12为安装底板，13为支撑块，14为高压油管，15为连接板，16为连接杆，17为上料台，18为推杆，19为控制器，20为冷水机，21为下料台。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
一种降低高压油管球头硬度的方法，将成型后的高压油管球头置于退火处理装置中进行退火处理从而降低高压油管球头的硬度，退火处理的方法为在保护气氛下采用高频焊机3将球头部分加热至1050～1120℃，然后停止加热，继续通入保护气体，使球头部分冷却至室温，退火处理后的油管球头的晶粒度在6级以上。
一般高压油管的加工工艺如图1所示，步骤包括首先对原材料检验，检验项目包括低倍组织、非金属夹杂物以及化学成分，属于本领域的常规检测；进行油管成型，具体包括下料，通过圆盘锯/带锯将棒料按标准长度进行下料，然后进行固溶管坯，加热至1050℃～1080℃；然后进行球头冷镦，使管端成型；然后进行除油，采用超声波清洗除油；此时高压油管的球头部分硬度过大，在实际工况振动下易产生开裂，造成泄漏，需要降低球头成型后的硬度，就必须对球头进行退火处理，本实施例提出了一种退火处理的具体方法以及具体装置。退火处理后的高压油管需要进行产品检验，包括球面轮廓检验和外观检验；最后将高压油管进行清洗、包装。
退火处理装置包括机身1、设于机身1上的高频焊机3和支架2、以及用于对高压油管进行上料和下料的高压油管移动机构。
如图1、图3和图4所示，高频焊机3上设有气体保护石英管5，气体保护石英管5包括用于放置高压油管的主管51和与主管51连通的支管52，支管52与保护气体的气源连接；高频焊机3的感应线圈4绕设于主管51的外部，用于加热高压油管的球头；主管51的端部设有扩口，方便高压油管14被推入主管51内，不会因为主管51和上料台17之间的高度差被卡阻，支管52与主管51的中间部位连通，并且与主管51垂直，保护气体为氮气，氮气通过支管52进入主管51内。本实施例的高压油管14的两端的球头均需要退火处理，通过设置两个感应线圈4同时对球头进行退火处理，两个感应线圈4之间的间距与两个球头之间的距离匹配。
如图1和图2所示，高压油管移动机构包括设于支架2上的平移组件、与平移组件连接的安装底板13、安装于安装底板13上的推杆夹紧组件和定位组件、设于气体保护石英管5的主管51管口处的上料台17；高压油管置于上料台17上，采用推杆夹紧组件夹紧一推杆18，通过平移组件带动安装底板平移移动，进而使推杆18推动高压油管进入气体保护石英管5内，该定位组件对高压油管和推杆18的初始位置进行定位，平移组件移动距离通过高压油管和推杆18的初始位置和高压油管的长度确定。其中，推杆夹紧组件包括转轴支撑座、架设于转轴支撑座上的旋转轴8、固定于旋转轴8上的工件夹紧杆7、带动旋转轴8转动的驱动组件以及用于支撑推杆18的支撑块13；支撑块13上设有放置推杆18的V型缺口，其中驱动组件包括安装于安装底板12侧边上的连接板15、安装于连接板15上的压紧气缸支撑座、与压紧气缸支撑座转动连接的压紧气缸9以及与压紧气缸9的输出端转动连接的连接杆16；旋转轴8的端部与连接杆16固定连接；旋转轴8的两端通过轴承安装于转轴支撑座上；压紧气缸支撑座包括安装于连接板15上的底部和两个垂直于底部的侧部；并且压紧气缸9的缸体两侧通过转动销安装于两个的侧部上；工件夹紧杆7垂直安装于旋转轴8上，并且工件夹紧杆7的端部设有圆柱形结构的工件压紧头；本实施例的定位机构6包括与旋转轴8靠近高频焊机3的端部连接的延长杆以及固定连接于延长杆上的高压油管定位挡片61和推杆定位挡片62；高压油管定位挡片61和推杆定位挡片62相互平行，并且与工件夹紧杆7形成90°的夹角，其中高压油管定位挡片61和推杆定位挡片62的端部均设有扩大部，方便与高压油管14和推杆17接触定位。本实施例中的平移机构为普通的平移机构，为本领域常规的平移机构，可以举例的结构为在支架2上设置工装底座10，安装底板12滑动安装于工装底座10上，平移机构为输出端与所述安装底板12固定连接的平移气缸11。
本实施例的工作原理为：
将夹紧机构和定位机构置于初始位置，压紧气缸9处于缩回状态，此时夹紧机构的工件夹紧杆7朝上，处于非夹持状态，此时高压油管定位挡片61和推杆定位挡片62正好位于气体保护石英管5的主管51的延伸方向上，高压油管定位挡片61正好位于气体保护石英管5的开口处，将高压油管14置于上料台17的V型缺口处上并且高压油管14的一端应该正好接触高压油管定位挡片61，将推杆18置于支撑块13的V型缺口处并且使推杆18的一端正好接触推杆定位挡片62，上料台17和支撑块13会对高压油管14和推杆18实现前后、上下方向的限位使得气体保护石英管5、高压油管14和推杆18的轴心对齐，定位挡片可以实现对高压油管14、推杆18的左右方向的定位，从而完成油管的初始位置定位；然后压紧气缸9伸出，通过连接杆16带动旋转轴8转动从而使工件夹紧杆7转动，压接于推杆18上，工件夹紧杆7和支撑块13配合实现对推杆18夹持固定，同时由于旋转轴8的转动，定位挡片6也发生转动，从而使定位挡片6从气体保护石英管5的轴向方向上挪开。随后，启动平移机构的平移气缸11，气缸带动安装底板12平移，通过推杆18推动高压油管14从而将高压油管14送入气体保护石英管5中，可以通过精确控制气缸从而控制安装底板12的平移距离，将高压油管的球头部分正好置于高频焊机3的感应线圈4处，从而实现精确定位。对于本实施例来说，由于高压油管14的端部初始位置位于气体保护石英管5的管口处，而推杆18的端部基本上与高压油管14的端部横向位置相同，二者之间仅仅存在一个推杆定位挡板62的厚度，因此安装底板12的平移距离为高压油管的长度、高压油管挡板61以及推杆定位挡板62的距离总和。然后，将气体保护石英管的支管端连接气管，用于保护气体进入石英管内，启动高频焊机对球头部分加热退火处理，高频焊机的感应线圈4采用铜，整个安装底座10以及夹紧机构和定位机构的相关部件的材料金属材料，通入石英管内的气体采用氮气，高频焊机会配有控制器19和冷水机20，为高频焊机的配套结构，属于本领域的常规手段，用于控制加热温度；将退火完成的高压油管通过推杆推出气体保护石英管5，进入下料台21。
本实施例装置使用方便快捷：本工装使用快捷简单，工件定位准，可单面加工单面上下工件，适合批量生产。本发明的装置可操作性强：本工装使用技术要求低，可操作性强。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，将成型后的高压油管球头置于退火处理装置中进行退火处理从而降低高压油管球头的硬度，所述退火处理的方法为在保护气氛下采用高频焊机(3)将球头部分加热至1050～1120℃，然后停止加热，继续通入保护气体，使球头部分冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，退火处理后的油管球头的晶粒度在6级以上。
3.根据权利要求1所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述退火处理装置包括机身(1)、设于所述机身(1)上的高频焊机(3)和支架(2)、以及用于对高压油管(14)进行上料和下料的高压油管移动机构；所述高频焊机(3)上设有气体保护石英管(5)，所述气体保护石英管(5)包括用于放置所述高压油管(14)的主管(51)和与所述主管(51)连通的支管(52)，所述支管(52)与保护气体的气源连接；所述高频焊机(3)的感应线圈(4)绕设于所述主管(51)的外部，用于加热所述高压油管(14)的球头。
4.根据权利要求3所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述主管(51)的端部设有扩口。
5.根据权利要求3所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述支管(52)与所述主管(51)的中间部位连通，并且与所述主管(51)垂直。
6.根据权利要求3所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述高压油管移动机构包括设于所述支架(2)上的平移组件、与所述平移组件连接的安装底板、安装于所述安装底板上的推杆夹紧组件、以及设于所述气体保护石英管(5)的主管(51)管口处的上料台；所述高压油管(14)置于所述上料台上，采用推杆夹紧组件夹紧一推杆(18)，通过平移组件带动安装底板平移移动，进而使推杆(18)推动高压油管(14)进入所述气体保护石英管(5)内。
7.根据权利要求6所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述高压油管移动机构还包括安装于所述安装底板上的定位组件，通过该定位组件对所述高压油管(14)和推杆(18)的初始位置进行定位，所述平移组件移动距离通过高压油管(14)和推杆(18)的初始位置和高压油管(14)的长度确定。
8.根据权利要求6所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述推杆夹紧组件包括转轴支撑座、架设于所述转轴支撑座上的旋转轴(8)、固定于所述旋转轴(8)上的工件夹紧杆(7)、带动所述旋转轴(8)转动的驱动组件以及用于支撑所述推杆的支撑块(13)；所述支撑块(13)上设有放置所述推杆的V型缺口。
9.根据权利要求8所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述驱动组件包括安装于所述安装底板(12)侧边上的连接板(15)、安装于连接板(15)上的压紧气缸支撑座、与所述压紧气缸支撑座转动连接的压紧气缸(9)以及与所述压紧气缸(9)的输出端转动连接的连接杆(16)；所述旋转轴(8)的端部与所述连接杆(16)固定连接。
10.根据权利要求8所述的一种降低高压油管球头硬度的方法，其特征在于，所述定位机构包括与所述旋转轴(8)靠近所述高频焊机(3)的端部连接的延长杆以及固定连接于所述延长杆上的高压油管定位挡片(61)和推杆定位挡片(62)；所述高压油管定位挡片(61)和推杆定位挡片(62)相互平行，并且与工件夹紧杆(7)形成大于0°的夹角。
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