CN113649776A - 一种冲击裂解的工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种冲击裂解的工艺及设备，包括装置架体、冲断机构、下压固定减壳机构、摆正减壳机构和输送定位减壳机构；冲断机构包括齿轮传动装置、驱动装置和冲击锤，驱动装置用于驱动齿轮传动装置转动，冲击锤随齿轮传动装置的转动而向上抬起后，在自身重力的作用下，向下摆动对金属零件进行敲击；下压固定减壳机构包括第二升降装置和工型铁，第二升降装置通过升降，将工型铁压至和金属零件之间相抵接；摆正减壳机构包括U型杆，U型杆通过相对于装置架体转动，对金属零件进行压紧；输送定位减壳机构用于放置金属零件，借此，本发明具有能够通过在轴承座部施加冲击载荷实现轴承座从应力槽处发生脆性断裂，提高了精确性的优点。

Description

一种冲击裂解的工艺及设备

技术领域

本发明属于金属裂解技术领域，特别涉及一种冲击裂解的工艺及设备。

背景技术

目前，减速器外壳是汽车传动系统中重要零部件，目前减速器壳差速器轴承座多为分体式，即一半差速器轴承座与减速器外壳铸造为一体，另外一半差速器轴承座单独铸造并单独加工，通过螺栓与定位销将减速器壳与另一半轴承座连接在一起。行业现行工艺是通过机床将两工件配合面加工平整，并钻螺纹孔及定位销孔，通过螺栓及定位销连接在一起。该工艺方案下零件易在汽车行驶过程中产生的两侧轴向力作用下发生变形及位移，影响整桥传动的稳定性。

现有技术中，常通过汽车连杆胀断工艺对中后桥减速器轴承座进行裂解，该裂解方法为使用压力从轴承座内圈胀断，形成不规则断裂面，但是该裂解的方法并不精确，无法对需要裂解的地方做出准确的判断，从而影响后期的工作。

本发明中的减速器轴承座与减速器壳体为一体铸造成型(金属零件)，在所需断裂的部位加工出应力槽，通过在应力槽内制造氢脆来降低此处金属键的结合力，实现轴承座的脆性断裂，然后通过在轴承座部施加冲击载荷实现轴承座从应力槽处发生脆性断裂，满足利用凹凸不平表面实现高精度啮合以及生产线的节拍需求，同时可以取消原结构中两定位销的设计。

发明内容

本发明提出一种冲击裂解的工艺及设备，能够通过在轴承座部施加冲击载荷实现轴承座从应力槽处发生脆性断裂，提高了精确性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种冲击裂解的设备，包括装置架体、冲断机构、下压固定减壳机构、摆正减壳机构和输送定位减壳机构；

所述装置架体由数个方管和平板焊接而成；

所述冲断机构设置于装置架体的顶部，冲断机构包括齿轮传动装置、驱动装置和冲击锤，所述驱动装置用于驱动齿轮传动装置转动，所述冲击锤和齿轮传动装置之间固定连接，所述冲击锤随齿轮传动装置的转动而向上抬起后，在自身重力的作用下，向下摆动，对金属零件进行敲击，完成裂解；

所述下压固定减壳机构设置于装置架体的内部，所述下压固定减壳机构对应设置于金属零件的上方，所述下压固定减壳机构包括第二升降装置和工型铁，所述工型铁设置于第二升降装置的底部，所述第二升降装置通过升降，将工型铁压至和金属零件之间相抵接；

所述摆正减壳机构包括相同的两组，两组摆正减壳机构分别设置于装置架体内部的左右两端，所述摆正减壳机构包括U型杆，所述U型杆通过相对于装置架体转动，对金属零件进行压紧；

所述输送定位减壳机构包括滑道和放置台，所述滑道设置于装置架体的底部，所述放置台呈矩型设置，所述放置台滑动设置于滑道的顶部，所述放置台的顶部用于放置所述金属零件。

作为一种优选的实施方式，装置架体包括立柱和底板，立柱呈门型设置，立柱包括相同的两个，两个立柱之间平行设置，两个立柱的顶面之间通过连接梁一体连接设置，两个立柱的底面之间通过所述底板一体连接设置，底板的长度大于两个立柱之间的距离设置，所述滑道固定设置于底板的顶部，两个立柱的侧面之间通过护板一体连接设置。

作为一种优选的实施方式，齿轮传动装置包括齿轮安装板，齿轮安装板呈L型设置，齿轮安装板固定设置于连接梁的顶部，齿轮安装板的前侧由左至右依次啮合设置有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，其中第三齿轮和第四齿轮之间啮合设置有第五齿轮。

作为一种优选的实施方式，驱动装置设置于齿轮安装板的后侧，驱动装置包括电控盒、电机和磁粉离合器，其中电控盒固定设置于齿轮安装板的顶部，电机固定设置于电控盒的顶部，电机和电控盒之间电连接，磁粉离合器的后端和电机之间固定连接，磁粉离合器的前端贯穿齿轮安装板后，和第五齿轮之间固定连接，磁粉离合器和第五齿轮连接的一端设置有第一锁止键。

作为一种优选的实施方式，冲击锤包括相同的两个，两个冲击锤分别设置于齿轮安装板的左右两端，冲击锤包括锤体和锤杆，其中一个锤杆的一端和第一齿轮之间固定连接，另一端和锤体之间固定连接，另一个锤杆的一端和第四齿轮之间固定连接，另一端和锤体之间固定连接。

作为一种优选的实施方式，冲断机构还包括锁止装置，锁止装置设置于齿轮安装板的后侧，锁止装置包括滑杆、锁止杆、转体和连杆；

滑杆贯穿滑杆固定件设置，滑杆固定件和齿轮安装板之间固定连接设置，滑杆固定件的一侧设置有触体固定件，触体固定件和齿轮安装板之间固定连接设置，触体固定件的内侧固定设置有触体，触体和电控盒之间电连接设置；

锁止杆贯穿锁止杆限位件设置，锁止杆限位件和齿轮安装板之间固定连接设置，锁止杆限位件包括相同的两个，其中一个锁止杆限位件置于另一个锁止杆限位件的上方，锁止杆外侧套设有锁止杆弹簧，锁止杆弹簧置于两个锁止杆限位件之间，锁止杆的横截面呈正方形设置，锁止杆的底部设置有第一倾斜面；

转体贯穿齿轮安装板设置，转体置于齿轮安装板前侧的一端和第二齿轮之间固定连接，并设置有第二锁止键，转体置于齿轮安装板后侧的一端固定设置有圆柱轴，圆柱轴和锁止杆的底端之间相抵接；

连杆的一端和滑杆之间相铰接，连杆的另一端和圆柱轴之间相铰接。

作为一种优选的实施方式，第二升降装置包括升降架、底座、顶紧板和挡罩；

升降架包括第一架体和第二架体，第一架体和第二架体之间相互交叉，呈X型设置，第一架体呈梯型设置，第一架体的顶端和连接梁的底部之间相铰接，连接梁的底部固定设置有第一滑轨，第二架体呈梯型设置，第二架体的底端和底座之间相铰接，第二架体的顶端设置有第二滚轮，第二滚轮和第一滑轨之间滑动连接设置，第一架体和第二架体之间连接设置有气缸；

底座呈门字型设置，底座的顶部固定设置有第二滑轨，第一架体的底端设置有第一滚轮，第一滚轮和第二滑轨之间滑动连接设置，底座的底部和顶紧板之间固定连接设置，底座和顶紧板之间共同构成第三空腔；

所述工型铁固定设置于顶紧板的底部；

挡罩固定设置于第三空腔内，挡罩呈弧型设置，挡罩的中部固定设置内挡板。

作为一种优选的实施方式，摆正减壳机构包括转动杆、棘轮装置和卡套；

卡套包括相同的两个，两个卡套分别对应设置于两个立柱的内侧；

转动杆连接两个卡套设置；

棘轮装置包括相同的两个，两个棘轮装置分别设置于转动杆的前后两端，棘轮装置套设于转动杆的外侧，转动杆和电控盒之间电连接设置，棘轮装置和所述U型杆之间固定连接设置，棘轮装置内设置有第四腔室，所述转动杆设置于该第四腔室内，转动杆外侧套设有棘轮，棘轮和转动杆之间设置有第三锁止键，棘轮的顶部设置有棘爪，棘爪的底部设置有第二倾斜面，第二倾斜面和棘轮之间相卡合，棘爪的外侧套设有棘爪弹簧，棘爪弹簧置于该第四腔室内，棘爪的顶端伸出第四腔室并设置有按钮，按钮的底部固定设置有棘爪销，棘爪装置的顶面设置有棘爪孔，棘爪销插入棘爪孔设置。

作为一种优选的实施方式，冲断机构的外侧设置有第二防护罩，第二防护罩包括顶板、第一侧板和第二侧板；

顶板上设置有上下贯通的锁止孔，锁止杆的顶端贯穿锁止孔设置；

第一侧板包括相同的两个，两个第一侧板分别设置于顶板的左右两侧；

第二侧板包括相同的两个，两个第二侧板分别设置于顶板的前后两侧，第一侧板和第二侧板之间设置有间隙，所述冲击锤于间隙内进行上下转动。

一种冲击裂解的工艺，包括如下步骤：

步骤1、对金属零件进行氢脆处理；

步骤2、电机通过磁粉离合器带动第五齿轮转动，第五齿轮将动力传递给其他四个齿轮，将冲击锤向上抬升，转体随第二齿轮转动而转动，圆柱轴在转体的动力作用下，相对于锁止杆转动，连杆在圆柱轴的动力作用下，推动滑杆向触体的方向移动，当滑杆和触体相抵接时，电控盒控制电机停止运转，且磁粉离合器分离，圆柱轴在锁止杆的作用下进行锁止，此时冲击锤置于最高位置；

步骤3、控制气缸收缩，升降架随气缸进行收缩，工型铁随升降架被抬升至最高位置；

步骤4、将放置台移动至底板外侧，于放置台的顶部放置氢脆处理后的金属零件后，进行固定，将放置台推至底板内部；

步骤5、驱动转动杆转动，棘轮随转动杆转动，棘轮在棘爪的作用下，带动U型杆由金属零件上方的位置朝向金属零件转动，棘爪在第二倾斜面的作用下，防止棘轮朝向反方向移动，金属零件在U型杆的作用下摆正并被压紧固定；

步骤6、控制气缸伸长，在升降架的作用下，将工形铁紧紧压在金属零件上，将金属零件完全固定，同时，顶紧板卡在两轴承座孔中部位置，支承在金属零件应力槽背侧下方1～2mm位置；

步骤7、将锁止杆抬起，冲击锤在重力作用下，向下转动，在齿轮的作用下，可以保证两个冲击锤同时动作，同时冲击金属零件轴承座中间上方面积大且毛坯为平整处，形成大力矩，使轴承座发生断裂；

步骤8、连接纵梁可以限制冲击锤继续摆动，在挡罩的作用下被冲断的半个轴承座掉落在挡罩内，完成对轴承座的裂解，然后将磁粉离合器连接，开始进行对下一个减速器壳轴承座的裂解；

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明通过先对金属零件的轴承座进行氢脆处理，之后对金属零件的氢脆部位进行冲击断裂，解决了氢脆处理后搁置时间较长，氢脆时间不好掌握的情况，同时，冲击锤的同时下落，提高了轴承座断裂的同时性和。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为齿轮传动装置的结构示意图；

图3为本发明的后视图；

图4为装置架体的结构示意图；

图5为驱动装置的结构示意图；

图6为锁止装置的结构示意图；

图7为第二升降装置的结构示意图；

图8为第二升降装置的结构分解示意图；

图9为放置台的结构示意图；

图10为棘轮装置的结构示意图；

图11为氢脆装置的结构示意图；

图12为电解介质循环路线图；

图13为电路示意图；

图14为金属零件的结构示意图；

图15为图14中A处的放大结构示意图；

图16为应力槽的结构示意图；

图17为应力槽的第一剖切图；

图18为应力槽的第二剖切图；

图19为工装的结构示意图；

图20为电解液循环系统的结构示意图；

图21为反应辅助系统的结构示意图；

图22为反应辅助系统的结构分解示意图；

图23为接头部的结构示意图；

图24为外部固定系统的结构示意图。

图中，1-电解液循环系统；2-电化学反应系统；3-反应辅助系统；4-外部固定系统；5-装置架体；6-冲断机构；7-下压固定减壳机构；8-摆正减壳机构；9-输送定位减壳机构；10-水泵；11-电解液存储箱；12-支撑架；13-第一输送管道；14-第二输送管道；20-接头部；21-进口通道；22-出口通道；23-石墨电极；30-第一升降装置；31-推进装置；32-第一软管；33-第二软管；34-工作台；35-支撑台；36-电源；300-导轨板；301-驱动电机；302-上端固定件；303-下端固定件；304-丝杆；305-滚珠螺母；306-滑动板；307-滑块；310-接头导向块；311-盖板；312-气缸；350-第一固定盘；351-第二固定盘；352-固定柱；40-第一防护罩；41-推拉门；42-防护玻璃；43-把手；50-立柱；51-连接梁；52-底板；53-护板；54-第一滑轨；60-齿轮传动装置；61-驱动装置；62-冲击锤；63-锁止装置；70-第二升降装置；71-工型铁；80-转动杆；81-棘轮装置；82-卡套；83-U型杆；90-滑道；91-放置台；92-定位体；600-第一齿轮；601-第二齿轮；602-第三齿轮；603-第四齿轮；604-第五齿轮；605-齿轮安装板；610-电机；611-磁粉离合器；612-电控盒；620-锤体；621-锤杆；630-滑杆；631-触体；632-锁止杆；633-锁止杆弹簧；634-转体；635-连杆；636-圆柱轴；637-锁止杆限位件；638-第一倾斜面；700-第一架体；701-第二架体；703-气缸；704-底座；705-顶紧板；706-第二滑轨；707-挡罩；708-内挡板；810-棘爪；811-棘轮；812-第三锁止键；813-棘爪弹簧；814-棘爪孔；815-棘爪销；816-按钮；817-第二倾斜面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1至10所示，一种冲击裂解的设备，包括装置架体5、冲断机构6、下压固定减壳机构7、摆正减壳机构8和输送定位减壳机构9；

装置架体5由数个方管和平板焊接而成；

所述冲断机构6设置于装置架体5的顶部，冲断机构6包括齿轮传动装置60、驱动装置61和冲击锤62，所述驱动装置61用于驱动齿轮传动装置60转动，所述冲击锤62和齿轮传动装置60之间固定连接，所述冲击锤62随齿轮传动装置60的转动而向上抬起后，在自身重力的作用下，向下摆动，对金属零件进行敲击，完成裂解；

下压固定减壳机构7设置于装置架体5的内部，所述下压固定减壳机构7对应设置于金属零件的上方，所述下压固定减壳机构7包括第二升降装置70和工型铁71，所述工型铁71设置于第二升降装置70的底部，所述第二升降装置70通过升降，将工型铁71压至和金属零件之间相抵接；

摆正减壳机构8包括相同的两组，两组摆正减壳机构8分别设置于装置架体5内部的左右两端，所述摆正减壳机构8包括U型杆83，所述U型杆83通过相对于装置架体5转动，对金属零件进行压紧；

输送定位减壳机构9包括滑道90和放置台91，所述滑道90设置于装置架体5的底部，所述放置台91呈矩型设置，所述放置台91滑动设置于滑道90的顶部，所述放置台91的顶部用于放置所述金属零件。

装置架体5包括立柱50和底板52，立柱50呈门型设置，立柱50包括相同的两个，两个立柱50之间平行设置，两个立柱50的顶面之间通过连接梁51一体连接设置，两个立柱50的底面之间通过所述底板52一体连接设置，底板52的长度大于两个立柱50之间的距离设置，所述滑道90固定设置于底板52的顶部，两个立柱50的侧面之间通过护板53一体连接设置。

齿轮传动装置60包括齿轮安装板605，齿轮安装板605呈L型设置，齿轮安装板605固定设置于连接梁51的顶部，齿轮安装板605的前侧由左至右依次啮合设置有第一齿轮600、第二齿轮601、第三齿轮602和第四齿轮603，其中第三齿轮602和第四齿轮603之间啮合设置有第五齿轮604。

驱动装置61设置于齿轮安装板605的后侧，驱动装置61包括电控盒612、电机和磁粉离合器611，其中电控盒612固定设置于齿轮安装板605的顶部，电机固定设置于电控盒612的顶部，电机和电控盒612之间电连接，磁粉离合器611的后端和电机之间固定连接，磁粉离合器611的前端贯穿齿轮安装板605后，和第五齿轮604之间固定连接，磁粉离合器611和第五齿轮604连接的一端设置有第一锁止键。

冲击锤62包括相同的两个，两个冲击锤62分别设置于齿轮安装板605的左右两端，冲击锤62包括锤体620和锤杆621，其中一个锤杆621的一端和第一齿轮600之间固定连接，另一端和锤体620之间固定连接，另一个锤杆621的一端和第四齿轮603之间固定连接，另一端和锤体620之间固定连接。

冲断机构6还包括锁止装置63，锁止装置63设置于齿轮安装板605的后侧，锁止装置63包括滑杆630、锁止杆、转体634和连杆635；

滑杆630贯穿滑杆630固定件设置，滑杆630固定件和齿轮安装板605之间固定连接设置，滑杆630固定件的一侧设置有触体631固定件，触体631固定件和齿轮安装板605之间固定连接设置，触体631固定件的内侧固定设置有触体631，触体631和电控盒612之间电连接设置；

锁止杆贯穿锁止杆限位件设置，锁止杆限位件和齿轮安装板605之间固定连接设置，锁止杆限位件包括相同的两个，其中一个锁止杆限位件置于另一个锁止杆限位件的上方，锁止杆外侧套设有锁止杆弹簧633，锁止杆弹簧633置于两个锁止杆限位件之间，锁止杆的横截面呈正方形设置，锁止杆的底部设置有第一倾斜面638；

转体634贯穿齿轮安装板605设置，转体634置于齿轮安装板605前侧的一端和第二齿轮601之间固定连接，并设置有第二锁止键，转体634置于齿轮安装板605后侧的一端固定设置有圆柱轴636，圆柱轴636和锁止杆的底端之间相抵接；

连杆635的一端和滑杆630之间相铰接，连杆635的另一端和圆柱轴636之间相铰接。

第二升降装置70包括升降架、底座704、顶紧板705和挡罩707；

升降架包括第一架体700和第二架体701，第一架体700和第二架体701之间相互交叉，呈X型设置，第一架体700呈梯型设置，第一架体700的顶端和连接梁51的底部之间相铰接，连接梁51的底部固定设置有第一滑轨54，第二架体701呈梯型设置，第二架体701的底端和底座704之间相铰接，第二架体701的顶端设置有第二滚轮，第二滚轮和第一滑轨54之间滑动连接设置，第一架体700和第二架体701之间连接设置有气缸；

底座704呈门字型设置，底座704的顶部固定设置有第二滑轨706，第一架体700的底端设置有第一滚轮，第一滚轮和第二滑轨706之间滑动连接设置，底座704的底部和顶紧板705之间固定连接设置，底座704和顶紧板705之间共同构成第三空腔；

所述工型铁71固定设置于顶紧板705的底部；

挡罩707固定设置于第三空腔内，挡罩707呈弧型设置，挡罩707的中部固定设置内挡板。

摆正减壳机构8包括转动杆80、棘轮装置81和卡套82；卡套82包括相同的两个，两个卡套82分别对应设置于两个立柱50的内侧；转动杆80连接两个卡套82设置；

棘轮装置81包括相同的两个，两个棘轮装置81分别设置于转动杆80的前后两端，棘轮装置81套设于转动杆80的外侧，转动杆80和电控盒612之间电连接设置，棘轮装置81和所述U型杆83之间固定连接设置，棘轮装置81内设置有第四腔室，所述转动杆80设置于该第四腔室内，转动杆80外侧套设有棘轮，棘轮和转动杆80之间设置有第三锁止键812，棘轮的顶部设置有棘爪810，棘爪的底部设置有第二倾斜面817，第二倾斜面817和棘轮之间相卡合，棘爪的外侧套设有棘爪弹簧813，棘爪弹簧813置于该第四腔室内，棘爪的顶端伸出第四腔室并设置有按钮816，按钮816的底部固定设置有棘爪销815，棘爪装置的顶面设置有棘爪孔814，棘爪销815插入棘爪孔814设置。

冲断机构6的外侧设置有第二防护罩，第二防护罩包括顶板、第一侧板和第二侧板；顶板上设置有上下贯通的锁止孔，锁止杆的顶端贯穿锁止孔设置；第一侧板包括相同的两个，两个第一侧板分别设置于顶板的左右两侧；第二侧板包括相同的两个，两个第二侧板分别设置于顶板的前后两侧，第一侧板和第二侧板之间设置有间隙，所述冲击锤62于间隙内进行上下转动。

一种冲击裂解的工艺，包括如下步骤：

步骤1、对金属零件的轴承座进行应力槽的制备；

步骤2、于应力槽处充入电解液进行氢脆处理；

步骤3、电机通过磁粉离合器611带动第五齿轮604转动，第五齿轮604将动力传递给其他四个齿轮，将冲击锤62向上抬升，转体634随第二齿轮601转动而转动，圆柱轴636在转体634的动力作用下，相对于锁止杆转动，连杆635在圆柱轴636的动力作用下，推动滑杆630向触体631的方向移动，当滑杆630和触体631相抵接时，电控盒612控制电机停止运转，且磁粉离合器611分离，圆柱轴636在锁止杆的作用下进行锁止，此时冲击锤62置于最高位置；

步骤4、控制气缸收缩，升降架随气缸进行收缩，工型铁71随升降架被抬升至最高位置；

步骤5、将放置台91移动至底板52外侧，于放置台91的顶部放置氢脆处理后的金属零件后，进行固定，将放置台91推至底板52内部；

步骤6、驱动转动杆80转动，棘轮随转动杆80转动，棘轮在棘爪的作用下，带动U型杆83由金属零件上方的位置朝向金属零件转动，棘爪在第二倾斜面817的作用下，防止棘轮朝向反方向移动，金属零件在U型杆83的作用下摆正并被压紧固定；

步骤7、控制气缸伸长，在升降架的作用下，将工形铁紧紧压在金属零件上，将金属零件完全固定，同时，顶紧板705卡在两轴承座孔中部位置，支承在金属零件应力槽背侧下方1～2mm位置；

步骤8、将锁止杆抬起，冲击锤62在重力作用下，向下转动，在齿轮的作用下，可以保证两个冲击锤62同时动作，同时冲击金属零件轴承座中间上方面积大且毛坯为平整处，形成大力矩，使轴承座发生断裂；

步骤9、连接纵梁可以限制冲击锤62继续摆动，在挡罩707的作用下被冲断的半个轴承座掉落在挡罩707内，完成对轴承座的裂解，然后将磁粉离合器611连接，开始进行对下一个减速器壳轴承座的裂解；

步骤10、连接纵梁限制冲击锤62继续摆动，在挡罩707的作用下被冲断的半个轴承座掉落在挡罩707内，完成对金属零件轴承座的裂解，然后将磁粉离合器611连接，开始进行对下一个金属零件轴承座的裂解

根据图11至图24所示，金属零件采用氢脆装置进行氢脆处理，氢脆装置包括电解液循环系统1、电化学反应系统2、反应辅助系统3和外部固定系统4；

电化学反应系统2包括接头部20，接头部20包括若干个，若干个接头部20沿圆周均分设置于金属零件的外侧，金属零件的侧壁外表面设置有应力槽，接头部20内分别设置有进口通道21和出口通道22；

电解液循环系统1包括水泵10、电解液存储箱11和支撑架12，支撑架12设置于地面上，水泵10固定设置于支撑架12的底部，水泵10和接头部20之间通过第一输送管道13连通设置，电解液存储箱11固定设置于支撑架12的顶部，电解液存储箱11和水泵10之间通过连接管连通设置，电解液存储箱11和接头部20之间通过第二输送管道14连通设置；

反应辅助系统3包括第一升降装置30和推进装置31，第一升降装置30用于调节接头部20的位置，使接头部20对应应力槽位置，推进装置31用于向前推进接头部20，使接头部20和应力槽之间形成电解池；

外部固定系统4包括第一防护罩40，第一防护罩40罩设于电化学反应系统2、电解液循环系统1、反应辅助系统3的外侧。

接头部20采用金属材质制成，接头部20的后端固定设置有阴极，接头部20的前端设置有石墨阳极23，石墨阳极23的端头插入电解池内设置。

反应辅助系统3还包括工作台34和支撑台35；

工作台34固定设置于电解液存储箱11的顶部，工作台34的顶部固定设置于若干电源36，电源36和电化学反应系统2一一对应设置，电源36的一端和石墨阳极23之间电连接，电源36的另一端和阴极之间电连接；

支撑台35固定设置于工作台34的顶部，第一升降装置30和推进装置31均设置于支撑台35上。

支撑台35的顶部固定设置有固定架，固定架包括第一固定盘350、第二固定盘351和固定柱352，第一固定盘350呈圆型设置，第一固定盘350固定设置于支撑台35的顶部，第二固定盘351呈环型设置，第二固定盘351设置于第一固定盘350的上方，第一固定盘350和第二固定盘351之间通过固定柱352固定连接，所述金属零件放置于第一固定盘350的顶部，第二固定盘351套设于金属零件顶端的外侧。

第一升降装置30包括导轨板300、滑动板306、驱动电机和丝杆304；

导轨板300固定设置于支撑台35的顶部，导轨板300包括若干个，若干个导轨板300沿圆周均分设置于固定架的周围；

滑动板306的一侧固定设置于滑块307，滑块307和导轨板300之间滑动连接设置，滑动板306和导轨板300之间共同围成第一空腔；

丝杆304设置于第一空腔内，丝杆304的顶端外侧固定套设有上端固定件302，丝杆304的底端外侧固定套设有下端固定件303，丝杆304中部外侧套设有滚珠螺母305，滚珠螺母305设置于上端固定件302和下端固定件303之间，滚珠螺母305和丝杆304之间传动连接，滚珠螺母305和滑动板306之间固定连接设置；

驱动电机固定设置于丝杆304的底部，用于驱动丝杆304转动。

推进装置31包括接头导向块310、盖板311和气缸；

接头导向块310呈L型设置，盖板311设置于接头导向块310的顶部，盖板311和接头导向块310之间通过螺钉固定连接，接头导向块310和盖板311之间共同围成第二空腔，所述接头部20置于第二空腔内设置，气缸固定设置于滑动板306的一侧，气缸的伸缩柱贯穿滑动板306后，和接头部20的后端之间固定连接设置。

第一输送管道13和进口通道21之间通过第一软管32连通设置，所述第二输送管道14和出口通道22之间通过第二软管33连通设置。

金属零件进行氢脆的方法，包括如下步骤：

步骤1、在金属零件待进行氢脆的部位设置应力槽，该应力槽的尖端朝向断裂扩展方向设置；

步骤2、将金属零件放置于固定架内进行定位，使金属零件侧壁的应力槽水平放置；

步骤3、启动驱动电机，驱动丝杆304转动，滚珠螺母305带动滑动板306相对于导轨板300上下移动，用于使接头部20和应力槽相对应；

步骤4、启动气缸推动接头部20移动至应力槽处，接头部20的前端和应力槽之间压紧形成密闭的空腔，此时石墨阳极23插入该空腔内，并不和应力槽之间相接触；

步骤5、启动水泵10，令电解介质储存箱中的液体开始循环，通过第一介质软管，填充满接头部20和应力槽之间形成的空腔内，形成一个封闭的电解池；

步骤6、打开电源36，交流电通过直流稳压电源36转换为直流电，直流电通过专电解接头，正极接石墨阳极23，负极接阴极，此时电解池内的电解介质被电解为各种正离子与负离子，应力槽本体成为阴极，石墨阳极23为阳极；

步骤7、电解一定时间，待应力槽内表面完成H⁺的富集并渗透后，切断电源36，关闭水泵10，气缸退出，将金属零件拆卸；

步骤8、将金属零件存储在专用场地，等待氢脆反应引发断裂。

在金属零件待进行氢脆的部位设置应力槽的方法为，使用刀尖圆角为R0.2，角度为60°菱形的刀具，采用铣削方式加工出应力槽，该应力槽的尖端方向为裂纹扩展方向，同时，应力槽规格为：张角60°，槽深2mm，应力槽根部圆角R0.2，槽长60mm，应力槽边缘距离金属零件边缘距离2mm，呈一个船型凹槽，船形两端圆弧半径为R25mm。

本发明所运用的方法与阴极保护法类似，属于利用电化学反应来达到目标，但是实施的方式及目的不同。阴极保护法是通过给被保护金属提供电子，防止被保护金属因失去电子而变成金属离子，造成金属腐蚀。而本发明利用了金属的氢脆现象作为金属材料断裂的手段。

氢脆又叫氢致断裂，即金属材料在氢与应力的联合作用下产生的破坏现象，在发生氢脆现象时展现出裂纹迅速扩展的特点，在各领域中，经常会发生氢脆导致金属材料突然脆断从而造成严重事故。本发明通过技术手段在金属零件需要断裂的部位准确的引发氢脆，在不造成零件其他部位氢脆风险的前提下，利用氢脆现象制造零件的断裂。

其中应力槽加工的适用方式有三种：机械切削加工(如铣削、拉削)、线切割加工、激光加工，相关加工目前已经有成熟工艺，如发动机连杆635的应力槽加工就应用上述方法。

本发明使用铣刀在金属零件上加工出平面及应力槽，使用刀尖圆角为R0.2，角度为60°菱形的刀具，采用铣削方式加工出应力槽，该应力槽的尖端方向为裂纹扩展方向，同时，应力槽规格为：张角60°，槽深2mm，应力槽根部圆角R0.2，槽长60mm，应力槽边缘距离金属零件边缘距离2mm，呈一个船型凹槽，船形两端圆弧半径为R25mm，船形凹槽两端R25mm的过渡圆弧作用是引导裂纹方向，覆盖整个断裂面；应力槽边缘距离零件边缘2mm不加工通透，作用是保证后续专用电解接头的密封垫能够将应力槽进行密封，不让电解介质外泄；根部圆角R0.2是由于加工刀具刀尖制造精度限制，理论上越小越好。

本发明所用电解介质为以5％的NaCl溶液为基液，配置0.07％H2S溶液，电解介质温度为25±1℃，氢脆处理保持时间为25±5mi n，氢脆处理时间根据金属零件的不同而改变，根据实验结果，所用时间为25±5mi n。

本发明利用原理为：通过外加电源36，应力槽及其附近的金属成为阴极，在电流作用下，电解池中的电解液发生电解，生成H+、Na+、HS-、S2-等，其中带正电荷的H+、Na+向阴极移动，H+在金属表面由于亲和力作用，从金属表面进入金属晶格空位或原子间的间隙，同时由于阴极附近的HS-与S2-由于特性吸附原因也会抑制阴极表面的H+合成氢分子，这都会造成阴极表面形成H+富集，令其浓度增加，在浓度梯度的作用下，氢原子向金属内部扩算的速度增加，填充了应力槽内表面区域的金属空隙或位错造成的微观缺陷之中。当应力水平和氢含量在局部地区达到临界值时将将沿着应力槽的尖端方向开裂，随着氢向高应力区扩散,经一定的孕育期后在裂纹尖端处再次出现临界状态,于是又发生第二次氢脆开裂,这个过程不断反复,在裂纹尖端不断形成和扩展新的裂纹，最终造成材料的断裂。

氢脆现象对所有金属都有影响，其中高强钢、钛合金材料对氢脆尤为敏感，对于本发明，具备高应力的材料更容易实现氢致断裂。对于其他材料则存在一定的滞后断裂情况，此时可根据实际需求对材料施加轻微载荷加速氢脆断裂过程，具体施加方式可按照不同零件结构分别设计，本发明中不进行列举。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冲击裂解的设备，其特征在于，包括装置架体、冲断机构、下压固定减壳机构、摆正减壳机构和输送定位减壳机构；

所述冲断机构设置于装置架体的顶部，冲断机构包括齿轮传动装置、驱动装置和冲击锤，所述驱动装置用于驱动齿轮传动装置转动，所述冲击锤和齿轮传动装置之间固定连接，所述冲击锤随齿轮传动装置的转动而向上抬起后，在自身重力的作用下，向下摆动，对金属零件进行敲击，完成裂解；

所述下压固定减壳机构设置于装置架体的内部，所述下压固定减壳机构对应设置于金属零件的上方，所述下压固定减壳机构包括第二升降装置和工型铁，所述工型铁设置于第二升降装置的底部，所述第二升降装置通过下降，将工型铁压至和金属零件之间相抵接；

所述摆正减壳机构包括相同的两组，两组摆正减壳机构分别设置于装置架体内部的左右两端，所述摆正减壳机构包括U型杆，所述U型杆通过相对于装置架体转动，对金属零件进行压紧；

所述输送定位减壳机构包括滑道和放置台，所述滑道设置于装置架体的底部，所述放置台滑动设置于滑道的顶部，所述金属零件放置于放置台的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述装置架体包括立柱和底板，立柱呈门型设置，立柱包括相同的两个，两个立柱之间平行设置，两个立柱的顶面之间通过连接梁一体连接设置，两个立柱的底面之间通过所述底板一体连接设置，底板的长度大于两个立柱之间的距离设置，所述滑道固定设置于底板的顶部，两个立柱的侧面之间通过护板一体连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述齿轮传动装置包括齿轮安装板，齿轮安装板呈L型设置，齿轮安装板固定设置于连接梁的顶部，齿轮安装板的前侧由左至右依次啮合设置有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，其中第三齿轮和第四齿轮之间啮合设置有第五齿轮。

4.根据权利要求3所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述驱动装置设置于齿轮安装板的后侧，驱动装置包括电控盒、电机和磁粉离合器，其中电控盒固定设置于齿轮安装板的顶部，电机固定设置于电控盒的顶部，电机和电控盒之间电连接，磁粉离合器的后端和电机之间固定连接，磁粉离合器的前端贯穿齿轮安装板后，和第五齿轮之间固定连接，磁粉离合器和第五齿轮连接的一端设置有第一锁止键。

5.根据权利要求4所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述冲击锤包括相同的两个，两个冲击锤分别设置于齿轮安装板的左右两端，冲击锤包括锤体和锤杆，其中一个锤杆的一端和第一齿轮之间固定连接，另一端和锤体之间固定连接，另一个锤杆的一端和第四齿轮之间固定连接，另一端和锤体之间固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述冲断机构还包括锁止装置，锁止装置设置于齿轮安装板的后侧，锁止装置包括滑杆、锁止杆、转体和连杆；

滑杆贯穿滑杆固定件设置，滑杆固定件和齿轮安装板之间固定连接设置，滑杆固定件的一侧设置有触体固定件，触体固定件和齿轮安装板之间固定连接设置，触体固定件的内侧固定设置有触体，触体和电控盒之间电连接设置；

锁止杆贯穿锁止杆限位件设置，锁止杆限位件和齿轮安装板之间固定连接设置，锁止杆限位件包括相同的两个，其中一个锁止杆限位件置于另一个锁止杆限位件的上方，锁止杆外侧套设有锁止杆弹簧，锁止杆弹簧置于两个锁止杆限位件之间，锁止杆的横截面呈正方形设置，锁止杆的底部设置有第一倾斜面；

转体贯穿齿轮安装板设置，转体置于齿轮安装板前侧的一端和第二齿轮之间固定连接，并设置有第二锁止键，转体置于齿轮安装板后侧的一端固定设置有圆柱轴，圆柱轴和锁止杆的底端之间相抵接；

连杆的一端和滑杆之间相铰接，连杆的另一端和圆柱轴之间相铰接。

7.根据权利要求2所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述第二升降装置包括升降架、底座、顶紧板和挡罩；

升降架包括第一架体和第二架体，第一架体和第二架体之间相互交叉，呈X型设置，第一架体呈梯型设置，第一架体的顶端和连接梁的底部之间相铰接，连接梁的底部固定设置有第一滑轨，第二架体呈梯型设置，第二架体的底端和底座之间相铰接，第二架体的顶端设置有第二滚轮，第二滚轮和第一滑轨之间滑动连接设置，第一架体和第二架体之间连接设置有气缸；

底座呈门字型设置，底座的顶部固定设置有第二滑轨，第一架体的底端设置有第一滚轮，第一滚轮和第二滑轨之间滑动连接设置，底座的底部和顶紧板之间固定连接设置，底座和顶紧板之间共同构成第三空腔；

所述工型铁固定设置于顶紧板的底部；

挡罩固定设置于第三空腔内，挡罩呈弧型设置，挡罩内的中部固定设置内挡板。

8.根据权利要求1所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述摆正减壳机构包括转动杆、棘轮装置和卡套；

卡套包括相同的两个，两个卡套分别对应设置于两个立柱的内侧；

转动杆连接两个卡套设置；

棘轮装置包括相同的两个，两个棘轮装置分别设置于转动杆的前后两端，棘轮装置套设于转动杆的外侧，转动杆和电控盒之间电连接设置，棘轮装置和所述U型杆之间固定连接设置，棘轮装置内设置有第四腔室，所述转动杆设置于该第四腔室内，转动杆外侧套设有棘轮，棘轮和转动杆之间设置有第三锁止键，棘轮的顶部设置有棘爪，棘爪的底部设置有第二倾斜面，第二倾斜面和棘轮之间相卡合，棘爪的外侧套设有棘爪弹簧，棘爪弹簧置于该第四腔室内，棘爪的顶端伸出第四腔室并设置有按钮，按钮的底部固定设置有棘爪销，棘爪装置的顶面设置有棘爪孔，棘爪销插入棘爪孔设置。

9.根据权利要求5所述的一种冲击裂解的设备，其特征在于，所述冲断机构的外侧设置有第二防护罩，第二防护罩包括顶板、第一侧板和第二侧板；

顶板上设置有上下贯通的锁止孔，锁止杆的顶端贯穿锁止孔设置；

第一侧板包括相同的两个，两个第一侧板分别设置于顶板的左右两侧；

第二侧板包括相同的两个，两个第二侧板分别设置于顶板的前后两侧，第一侧板和第二侧板之间设置有间隙，所述冲击锤于间隙内进行上下转动。

10.一种冲击裂解的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、对金属零件进行氢脆处理；

步骤2、驱动电机运转，电机通过磁粉离合器带动第五齿轮转动，第五齿轮将动力传递给其他四个齿轮，将冲击锤向上抬升，转体随第二齿轮转动而转动，圆柱轴在转体的动力作用下，相对于锁止杆转动，连杆在圆柱轴的动力作用下，推动滑杆向触体的方向移动，当滑杆和触体相抵接时，电控盒控制电机停止运转，且磁粉离合器分离，圆柱轴在锁止杆的作用下进行锁止，此时冲击锤置于最高位置；

步骤3、控制气缸收缩，升降架随气缸进行收缩，工型铁随升降架被抬升至最高位置；

步骤4、将放置台移动至底板外侧，于放置台的顶部放置氢脆处理后的金属零件后，进行固定，将放置台推至底板内部；

步骤5、驱动转动杆转动，棘轮随转动杆转动，棘轮在棘爪的作用下，带动U型杆由金属零件上方的位置朝向金属零件转动，棘爪在第二倾斜面的作用下，防止棘轮朝向反方向移动，金属零件在U型杆的作用下摆正并被压紧固定；

步骤6、控制气缸伸长，在升降架的作用下，将工形铁紧紧压在金属零件上，将金属零件完全固定，同时，顶紧板卡在两轴承座孔中部位置，支承在金属零件应力槽背侧下方1～2mm位置；

步骤7、将锁止杆抬起，冲击锤在重力作用下，向下转动，在齿轮的作用下，可以保证两个冲击锤同时动作，同时冲击金属零件轴承座中间上方面积大且毛坯为平整处，形成大力矩，使轴承座发生断裂；

步骤8、连接纵梁可以限制冲击锤继续摆动，在挡罩的作用下被冲断的半个轴承座掉落在挡罩内，完成对轴承座的裂解，然后将磁粉离合器连接，开始进行对下一个减速器壳轴承座的裂解。

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