CN203209915U - 内螺纹定值冷滚压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内螺纹定值冷滚压装置，它包括滚轮、芯轴、活塞、杆体、压力表和螺钉。所述外露的一端面上设有开口槽，滚轮通过芯轴安装在活塞的开口槽中，活塞中段设有轴向凹槽。所述杆体外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞，轴端轴向安装的螺钉卡在活塞外壁上的轴向凹槽中，组成导向限位的液压油缸结构，杆体内置轴向盲孔联通径向孔共同存放液压油，安装在杆体中段上的压力表借助径向孔沟通轴向盲孔，构成滚轮滚压施力大小通过液压油传递由压力表示值的机构。本实用新型采用液压油缸支承滚轮，且可量化显示施压结构，有利于在同一量值条件下批量滚压，确保冷滚压质量一致、稳定。

Description

内螺纹定值冷滚压装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工用器具，特别是一种内螺纹定值冷滚压装置。

背景技术

冷滚压工艺属于非切削工艺之一，在机械加工行业中应用较广泛。在常温状态下金属构件表面被施压的滚轮辗压，迫使金属构件表面粗糙层的微观外凸金属材料产生塑性流动，多余的金属流到相邻微观凹坑中，其结果除提高金属构件表面粗糙度等级，也使金属构件的表面组织晶粒变细和纤维化，从而产生“冷作硬化”现象，达到提高金属构件的强度、表面硬度和抗疲劳能力的目的。当代石油钻井深度达数千米，石油钻具的螺纹接头除承受连接重量、钻井扭矩外，还要承受冲击力，故对所配套的石油钻具有很高强度要求。现有技术主要通过连接结构优化设计、选择优质材料和改善热处理工艺等手段来实现高强度目标。尽管现有技术有效，能够大幅度提高石油钻具强度，但石油钻井工程中仍偶尔发生钻具断裂的恶性事故。多年来经众多行业专家分析、检测和论证，石油钻具断裂几乎都发生在接头螺纹纹根部，其根本原因是切削成形的螺纹表面相对粗糙，存在较大的内应力，易产生疲劳裂纹，在特殊工况条件下钻井难免不发生石油钻具断裂的恶性事故。

实用新型内容

本实用新型主要针对现有技术的不足，提出一种利用液压结构推动滚轮施压的内螺纹定值冷滚压装置，该装置结构简单、直接施压、即时量化施压。液压增力结构为非刚性结构，具有较强的缓冲能力，柔性滚动辗压，避免发生金属粘结，确保冷滚压质量。

本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。

内螺纹定值冷滚压装置，它包括滚轮、芯轴、活塞、杆体、压力表和螺钉。其改进之处在于：所述滚轮的外轮缘横截面为尖角朝外的角形。所述活塞为设有密封件的圆柱体，外露的一端面上设有开口槽，滚轮通过芯轴安装在活塞的开口槽中，活塞中段外壁设有轴向凹槽，该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直。所述杆体为刚性轴，外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞，轴端轴向安装的螺钉卡在活塞外壁上的轴向凹槽中，组成导向限位的液压油缸结构，杆体内置轴向盲孔联通径向孔共同存放液压油，安装在杆体中段上的压力表借助径向孔沟通轴向盲孔，构成滚轮滚压施力大小通过液压油传递由压力表示值的机构。

上述结构中，杆体为三节轴，中段和外伸轴端为不等直径的圆柱轴，夹持段为矩形体。为了提高冷滚压质量，滚轮整体淬硬至HRC50～55。

本实用新型与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、液压油缸结构简单，制作容易；

2、在液压条件下滚压具有减振作用，被冷滚压的部件表面平整光洁；

3、采用液压油缸支承滚轮，滚压时施力大小通过压力表显示，量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压，确保冷滚压质量一致。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1俯视图。

图3是图1A-A截面图。

图4是图1B-B截面图。

图5是本实用新型用于石油钻具接头内螺纹冷滚压的实施例示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本实用新型作进一步说明。

图1和图2所示的内螺纹定值冷滚压装置，它包括滚轮1、芯轴2、活塞3、杆体4、压力表5和螺钉6。所述滚轮1是直接与工件被滚压部位接触，本实施例滚压口径为120mm的石油钻具接头内螺纹，滚轮1的外轮缘横截面为尖角朝外的角形。为了提高滚压质量，滚轮1整体淬硬至HRC50～55。所述活塞3为设有密封件3.1的圆柱体，外露的一端面上设有开口槽，滚轮1通过芯轴2安装在活塞3的开口槽中，活塞3中段外壁设有轴向凹槽，该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直。所述杆体4是主体构件，它是一种刚性轴，外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞3，轴端轴向安装的螺钉6卡在活塞3外壁上的轴向凹槽中，组成导向限位的液压油缸结构，杆体4内置轴向盲孔4.1联通径向孔4.3并共同存放液压油，本实施例中杆体4为三节轴，为增加刚性及承载能力，中段4.2直径比外伸轴端直径粗的圆柱轴。杆体4另一端为夹持段，为了便于装夹，将夹持段制成矩形体。杆体4的中段4.2内置径向孔安装压力表5，径向孔沟通轴向盲孔4.1，构成滚轮1滚压施力大小通过液压油传递由压力表5示值的机构。量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压，确保冷滚压质量一致。

本实用新型应用时，先将杆体4的夹持段固定在机床工作台上，通过机床横向传动位移到位，即滚轮1与旋转的石油钻具接头内螺纹接触施压，此时机床工作台按被滚压螺纹的导程纵向移动，滚轮1在绕芯轴2转动时实施对内螺纹的滚压作业。冷滚压是一种利用金属在常温下有“冷作硬化”特性而设计的无切削工艺，被滚压内螺纹表层金属产生微量塑性流动，实现峰谷互补，从而使内螺纹表面粗糙度降低，表层组织冷硬和晶粒细化，形成致密的纤维状。另外，被滚压的内螺纹在冷作硬化过程中残留应力层。总的来说，被冷滚压的石油钻具接头内螺纹极限强度和屈服点都得到提高，其使用性能、抗疲劳强度、耐磨性和耐蚀性也都有明显的提高，大大延长石油钻具接头的使用寿命，减少失效事故的发生。

本实用新型在结构不变的情况下通过置换滚轮1，可对其它轴套类构件的内壁进行冷滚压。例如，选用外轮缘横向截面为圆弧形或矩形的滚轮，就能作石油钻具接头的内台阶进行冷滚压，其应用效果同上述实施例相似。

Claims (3)

1.一种内螺纹定值冷滚压装置，它包括滚轮（1）、芯轴（2）、活塞（3）、杆体（4）、压力表（5）和螺钉（6）；其特征在于：所述滚轮（1）的外轮缘横截面为尖角朝外的角形；所述活塞（3）为设有密封件（3.1）的圆柱体，外露的一端面上设有开口槽，滚轮（1）通过芯轴（2）安装在活塞（3）的开口槽中，活塞（3）中段外壁设有轴向凹槽，该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直；所述杆体（4）为刚性轴，外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞（3），轴端轴向安装的螺钉（6）卡在活塞（3）外壁上的轴向凹槽中，组成导向限位的液压油缸结构，杆体（4）内置轴向盲孔（4.1）联通径向孔（4.3）并共同存放液压油，安装在杆体（4）中段（4.2）上的压力表（5）借助径向孔（4.3）沟通轴向盲孔（4.1），构成滚轮（1）滚压施力大小通过液压油传递由压力表（5）示值的机构。

2.根据权利要求1所述的内螺纹定值冷滚压装置，其特征在于：所述杆体（4）为三节轴，中段（4.2）和外伸轴端为不等直径的圆柱轴，夹持段为矩形体。

3.根据权利要求1所述的内螺纹定值冷滚压装置，其特征在于：所述滚轮（1）整体淬硬至HRC50～55。

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