CN205587906U - 一种旋转体内孔表面强化工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转体内孔表面强化工具，包括强化头和力值调整机构，力值调整机构包括夹具体、水平杆、顶杆、弹簧和调整杆；夹具体位于水平杆下方，强化头与水平杆的一端固连，顶杆的顶面与水平杆的另一端相接触；夹具体上设有突部，突部和水平杆的中段通过旋转轴相连；顶杆的下段固设在夹具体内，顶杆的底面通过弹簧和调整杆的顶面相连；调整杆的上段以及弹簧设于夹具体内且均与夹具体间隙配合。本实用新型通过杠杆原理精确确定对挤压或滚压表面施加的力值，对旋转体内孔表面进行强化，且滚压力值范围广，允许滚压零件表面跳动大，大大降低强化工具加工要求及操作技能要求，提高了挤压或滚压的效率与质量，降低了劳动强度及生产成本。

Description

一种旋转体内孔表面强化工具

技术领域

本实用新型属于疲劳寿命专业及工具技术领域，特别涉及一种旋转体内孔表面强化工具。

背景技术

目前航空制造业针对提高零件可靠性、延长使用寿命及降低飞行器使用成本做出不懈的努力，零件表面强化技术是提高零件可靠性、延长使用寿命及降低飞行器使用成本的关键技术。

旋转体内孔表面强化工具主要针对轴类零件内孔表面挤压或滚压强化工艺。目前，旋转体内孔表面强化工具的结构如图1所示，包括强化头3（固定有金刚石挤压头1或滚轮15等）和力值调整机构，所述力值调整机构包括弹簧杠杆和刀柄17，强化头3通过弹簧钢杆16与刀柄17相连，其中刀柄17固定在车床上。当需要对零件内孔表面进行强化时，首先根据需施加在零件内表面的力值以及弹簧钢杆16的弹性系数估算弹簧钢杆16的变形长度t，再通过调整控制弹簧钢杆16的长度来控制施加的力值。这种旋转体内孔表面强化工具制造困难，施加的力值不能精确控制，误差大，对操作人员的操作技能要求高，同时力值调整范围小。

发明内容

现有的旋转体内孔表面强化工具制造困难，施加的力值不能精确控制，误差大，对操作人员的操作技能要求高，同时力值调整范围小。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种改进了的旋转体内孔表面强化工具。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种旋转体内孔表面强化工具，包括强化头和力值调整机构，所述力值调整机构包括夹具体、水平杆、顶杆、弹簧和调整杆；夹具体位于水平杆下方，所述强化头与水平杆的一端固连，顶杆的顶面与水平杆的另一端相接触；夹具体上设有向上的突部，突部和水平杆的中段通过旋转轴相连；顶杆的下段固设在夹具体内，顶杆的底面通过弹簧和调整杆的顶面相连；调整杆的上段以及弹簧设于夹具体内且均与夹具体间隙配合。

进一步地，还包括百分表，所述百分表的测量杆与水平杆的一端相接触，百分表的测量杆与顶杆分位于水平杆的两侧。

进一步地，所述夹具体上还设有限位部，所述限位部与顶杆分位于突部的两侧，当限位部的顶面与水平杆相接触时，水平杆处于水平位置。

作为一种优选方式，所述顶杆的顶面为球面。

作为一种优选方式，所述强化头上固设有金刚石挤压头或滚轮。

本实用新型通过杠杆原理比例放大或缩小力值，精确确定对挤压或滚压表面施加的力值，对旋转体内孔表面进行挤压或滚压强化，且滚压力值范围广，允许滚压零件表面跳动大，大大降低强化工具加工要求及操作技能要求，提高了挤压或滚压的效率与质量，降低了劳动强度及生产成本。

附图说明

图1为现有旋转体内孔表面强化工具结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图5为加载测试力值示意图。

图6为使用过程示意图。

图7为挤压强化的零件图。

图8为本实用新型另一实施例的结构示意图。

图9为滚压强化的零件图。

图10为滚轮与螺纹对刀接触示意图。

其中，1为金刚石挤压头，2为螺钉，3为强化头，4为旋转轴，5为螺母，6为垫片，7为水平杆，8为顶杆，9为弹簧，10为调整杆，11为夹具体，12为突部，13为百分表，14为限位部，15为滚轮，16为弹簧钢杆，17为刀柄，18为刀架。

具体实施方式

如图2至图4所示，本实用新型的一实施例包括强化头3和力值调整机构，所述力值调整机构包括夹具体11、水平杆7、顶杆8、弹簧9和调整杆10；夹具体11位于水平杆7下方，所述强化头3与水平杆7的一端固连，顶杆8的顶面与水平杆7的另一端相接触；夹具体11上设有向上的突部12，突部12和水平杆7的中段通过旋转轴4相连；水平杆7能绕旋转轴4在竖直平面内转动。顶杆8的下段固设在夹具体11内，顶杆8的底面通过弹簧9和调整杆10的顶面相连；调整杆10的上段以及弹簧9设于夹具体11内且均与夹具体11间隙配合。旋转轴4为螺栓，通过螺母5和垫片6等限位。还包括百分表13，所述百分表13的测量杆与水平杆7的一端相接触，百分表13的测量杆与顶杆8分位于水平杆7的两侧。

所述夹具体11上还设有限位部14，所述限位部14与顶杆8分位于突部12的两侧，当限位部14的顶面与水平杆7相接触时，水平杆7处于水平位置。

所述顶杆8的顶面为球面。

所述强化头3上固设有金刚石挤压头1，金刚石挤压头1通过螺钉2固定在强化头3上。此实施例适用于点接触挤压强化。

如图8所示为本实用新型另一实施例的结构示意图，其与图2中所示的第一实施例的区别仅在于，所述强化头3上固设有滚轮15，适用于滚压强化。因此在此不对其它部位进行赘述。

本实用新型的操作过程主要分两步，第一，加载前确认挤压力值；第二，加载后一次挤压完成。

1、加载前力值的确定

如图5所示，加载前测试金刚石挤压头1或滚轮15加载点的力值是否与弹簧9力值刻度一致，当达到力值要求时百分表13表针显示移动0-0.05mm，并在调整杆10上相应位置做标记。例如，加载大小为F（F为10 Kg、20 Kg、30 Kg）的力值，则在调整杆10上标记三条刻度线，从上到下依次为10 Kg刻度线、20 Kg刻度线、30 Kg刻度线。

2、使用过程

如图6所示，在车床卡盘夹持零件并找正挤压表面跳动不大于0.03mm，车床刀架18夹持夹具体11，调整杆10调整至所需挤压力值，加载点移动至强化面，并接触强化面，百分表13表针显示移动0-0.05mm；加载点移出强化面，启动机床，旋转零件，加载点径向进给至强化面且百分表13表针显示移动0-0.05mm；加载点轴向进给进入需强化表面，实施对零件表面强化。

如图7所示，某型号活塞杆材料30CrMnSiA，零件φ48H7孔及12°锥面（M面）因需要精密配合及耐磨，所以，要求用金刚石挤压头1对M面进行挤压强化处理。被挤压表面不允许有纵向沟槽、孔、压痕及划伤等。金刚石挤压强化属于精加工工序，一般在电镀前或电镀后进行；在进行挤压前，表面必须达到零件尺寸要求。

金刚石挤压通常一次走刀完成，进给量一般在0.05～0.12mm；加载力值约15Kg；在挤压过程中，在被挤压表面上涂20#工业润滑油，润滑油中不允许有坚硬的颗粒和杂质。

本实用新型另一实施例适应于以滚轮方式对内圆柱体、圆锥体等表面进行滚压强化，如MJ螺纹根部进行滚压强化。

如图9所示，某型号活塞杆有MJ48×1.5-5H6H螺纹要求，该零件材料为材料30CrMnSiA，热处理强度为σb＝1175±100Mpa，按MJ螺纹要求，螺纹牙底应为一条光滑的曲线，曲线上任何一处连接圆弧半径值不应小于0.15011P。因活塞杆为高强度钢，对螺纹牙底进行强化处理会大大提高零件螺纹处的疲劳寿命。滚轮15滚压强化属于精加工工序，一般在电镀前进行；在进行挤压前，表面必须达到零件尺寸要求；滚轮15与螺纹对刀两边需均匀接触，保证螺纹牙底R与牙型面圆滑连接，如图10所示。

滚轮15滚压强化通常一次走刀完成，滚压表面产生0.005～0.03mm增大或减小变形；在滚轮15滚压强化过程中，在被滚压强化表面上涂20#工业润滑油，润滑油中不允许有坚硬的颗粒和杂质。

Claims (5)

1. 一种旋转体内孔表面强化工具，包括强化头（3）和力值调整机构，其特征在于，所述力值调整机构包括夹具体（11）、水平杆（7）、顶杆（8）、弹簧（9）和调整杆（10）；夹具体（11）位于水平杆（7）下方，所述强化头（3）与水平杆（7）的一端固连，顶杆（8）的顶面与水平杆（7）的另一端相接触；夹具体（11）上设有向上的突部（12），突部（12）和水平杆（7）的中段通过旋转轴（4）相连；顶杆（8）的下段固设在夹具体（11）内，顶杆（8）的底面通过弹簧（9）和调整杆的顶面相连；调整杆（10）的上段以及弹簧（9）设于夹具体（11）内且均与夹具体（11）间隙配合。

2. 如权利要求1所述的旋转体内孔表面强化工具，其特征在于，还包括百分表（13），所述百分表（13）的测量杆与水平杆（7）的一端相接触，百分表（13）的测量杆与顶杆（8）分位于水平杆（7）的两侧。

3. 如权利要求1或2所述的旋转体内孔表面强化工具，其特征在于，所述夹具体（11）上还设有限位部（14），所述限位部（14）与顶杆（8）分位于突部（12）的两侧，当限位部（14）的顶面与水平杆（7）相接触时，水平杆（7）处于水平位置。

4. 如权利要求1或2所述的旋转体内孔表面强化工具，其特征在于，所述顶杆（8）的顶面为球面。

5. 如权利要求1或2所述的旋转体内孔表面强化工具，其特征在于，所述强化头（3）上固设有金刚石挤压头（1）或滚轮（15）。