CN212496293U - 一种细长管内壁旋转挤压强化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械加工技术领域，公开了一种细长管内壁旋转挤压强化装置，该装置包括依次安装有第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座的导轨，第三支撑座底部固定有与导轨配合安装的滑块，且滑块与进给电机连接；第三支撑座安装有支撑杆，且支撑杆与旋转电机连接；第一支撑座和所述第二支撑座之间夹持被加工管件。加工时，先将支撑杆穿进被加工管件，支撑杆前端穿出被加工管件并安装滚压刀具；之后支撑杆在旋转电机驱动下做高速旋转运动，同时在进给电机驱动下由被加工管件中退出，滚压刀具在拉扭作用下实现对被加工管件内壁的旋转挤压强化，从而避免失稳现象的产生，具有提升强化质量，降低劳动强度，提高加工效率的优点。

Description

一种细长管内壁旋转挤压强化装置

技术领域

本实用新型属于机械加工领域，具体的说，是涉及一种细长管内壁强化装置。

背景技术

无缝管材在服役过程中的失效机制以疲劳损伤、腐蚀和磨损较为常见，特别是疲劳失效中裂纹起始于内表面缺陷。故目前多采用管内壁表面强化技术来提高其性能满足使用要求，其中包括喷丸、激光冲击、感应淬火、孔挤压等方式，在航空材料加工孔、各类材料管材内表面上均有应用，但这些加工方式还存在一些问题有待改进：

1.现有加工大多局限于对大直径圆孔及管件长径比较小的情况才可以使用，且并没有对大长径比的管件内壁处理的装置与工艺，对深小孔加工技术有待开发；

2.对于高功率激光器来说造价成本昂贵，加上激光冲击强化连接孔加工过程复杂，工艺还不够完善，故降低加工成本与简化装置尤为关键；

3.细长杆在加工过程中由于压力的作用易发生失稳现象，如果可以避免产生压力即可解决此问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的是细长杆在内壁强化过程中易失稳的技术问题，而提供一种细长管内壁旋转挤压强化装置，可以加工内径在毫米数量级，而长度在数米以上的细长管，能够避免失稳现象产生，具有提升强化质量，降低劳动强度，提高加工效率的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种细长管内壁旋转挤压强化装置，包括安装有第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座的导轨，所述第二支撑座设置在所述第一支撑座和所述第三支撑座之间；所述第三支撑座底部固定有与所述导轨配合安装的滑块，且所述滑块与进给电机连接；所述第三支撑座安装有支撑杆，且所述支撑杆与旋转电机连接；所述第一支撑座和所述第二支撑座之间夹持被加工管件，所述被加工管件在加工前可由所述支撑杆穿进，所述支撑杆前端穿出所述被加工管件并安装有滚压刀具，所述滚压刀具用于在所述支撑杆由所述被加工管件中退出过程中做高速旋转运动，通过拉扭作用实现对所述被加工管件的内壁旋转挤压强化。

进一步地，所述被加工管件两端分别通过卡盘夹持固定于所述第一支撑座和所述第二支撑座。

进一步地，所述第三支撑座通过夹具安装所述支撑杆，所述夹具由内部夹持单元和外部固定单元构成，所述内部夹持单元可相对所述外部固定单元旋转。

进一步地，所述第一支撑座和所述第二支撑座均通过螺栓与所述导轨连接。

本实用新型的有益效果是：

(一)本实用新型提供的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，可使支撑杆退出被加工管件的过程中，利用滚压刀具在拉扭作用下实现对被加工管件内壁的旋转挤压强化，由材料力学可知此过程中支撑杆受到的是拉力，因此可以避免产生受轴向压力导致被加工管件弯曲变形，也就是可以避免失稳现象的产生。

(二)本实用新型提供的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，在进给电机的驱动下通过安装在导轨上的滑块拉动支撑杆做轴向进给运动，同时由旋转电机带动支撑杆做高速旋转运动，使得支撑杆前端的滚压刀具挤压管内壁，达到降低管内壁表面粗糙度并改善表面微观结构的目的；结构简单，使用方便，一次加工即可保证细长管内壁强化效果，降低劳动强度，提高加工效率。

(三)本实用新型提供的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，利用金属在常温下可在外力的作用下产生塑性变形的特点，依靠滚压刀具对被加工管件的内表面施加一定的挤压力，使其表面产生塑性变形完成管内壁的光整加工与表面强化，可使薄壁工件的变形较小，不会损伤被加工表面。

(四)本实用新型提供的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，能够加工内径在毫米数量级，而长度在数米以上的细长管；并且根据被加工管件的长度可自由调节支撑座之间距离，适用性更广。

附图说明

图1是本实用新型所提供的细长管内壁旋转挤压强化装置的结构示意图。

上述图中：1：第一支撑座；2：导轨；3：第二支撑座；4：滑块；5：卡盘；6：被加工管件；7：滚压刀具；8：支撑杆；9：夹具；10：第三支撑座。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供了一种细长管内壁旋转挤压强化装置，包括直线型的导轨2，导轨2上安装有第一支撑座1、第二支撑座3和第三支撑座10，并且第一支撑座1、第二支撑座3和第三支撑座10需保持同轴度良好。第一支撑座1和第三支撑座10安装导轨2的两端，第二支撑座3安装在第一支撑座1和第三支撑座10之间。第一支撑座1和第二支撑座3通过螺栓与导轨2连接，可以根据被加工管件6长度自由调节位置。第三支撑座10底部固定有与导轨2配合安装的滑块，滑块4与进给电机的主轴相连接；在进给电机的驱动下，第三支撑座10可在滑块4的带动下在导轨2上做直线或曲线运动。

被加工管件6安装在第一支撑座1和第二支撑座2之间，第一支撑座1和第二支撑座2内部均安装有卡盘，被加工管件6的两端分别通过卡盘夹持，防止有挠度产生。

第三支撑座10内部安装有夹具9，夹具9将支撑杆8的尾部夹持固定，并使支撑杆8前端朝向被加工管件6，并且支撑杆8与被加工管件6同轴线设置。夹具9由可以相对转动的内部夹持单元和外部固定单元构成，支撑杆8通过夹具9的内部夹持单元连接于旋转电机的主轴；在旋转电机的驱动下，仅内部夹持单元与支撑杆8一同进行旋转，而外部固定单元固定安装于第三支撑座10，不做旋转运动。

支撑杆8的前端通过螺纹连接滚压刀具7，滚压刀具7可以方便地在支撑杆8上安装和拆卸。根据被加工管件6的直径确定支撑杆8与滚压刀具7的直径，并且要保证有足够的刚度。支撑杆8在未安装滚压刀具7时先穿进被加工管件6，由被加工管件6的另一端穿出后，在支撑杆8前端安装滚压刀具7。安装好滚压刀具7后，进给电机的驱动滑块4通过第三支撑座10拉动支撑杆8在导轨2上做轴向进给运动，同时由旋转电机带动支撑杆8做高速旋转运动，使支撑杆8头部的滚压刀具7与被加工管件6的产生旋压运动，从而实现对被加工管件6内壁的旋转挤压强化。

基于上述细长管内壁旋转挤压强化装置进行加工，先开启进给电机将支撑杆8沿轴线方向穿过被加工管件6，此时支撑杆8上未连接滚压刀具7，直至支撑杆8前端从被加工管件6的另一端穿出；然后将滚压刀具7安装到支撑杆8前端，开启旋转电机，由夹具9带动支撑杆8做高速旋转运动，并开启进给电机，由滑块4带动第三支撑座10使支撑杆8从被加工管件6中退出，这样使支撑杆8前端的滚压刀具7与被加工管件6的内壁做旋转挤压运动，此时支撑杆8受拉扭作用，并未产生压力，故可避免细长杆易于产生的失稳现象，实现一次完成对被加工管件6内壁的旋转挤压强化，提高加工效率。试验完毕后，将支撑杆8卸下平放，防止由于自重导致的挠度弯曲。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种细长管内壁旋转挤压强化装置，其特征在于，包括安装有第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座的导轨，所述第二支撑座设置在所述第一支撑座和所述第三支撑座之间；所述第三支撑座底部固定有与所述导轨配合安装的滑块，且所述滑块与进给电机连接；所述第三支撑座安装有支撑杆，且所述支撑杆与旋转电机连接；所述第一支撑座和所述第二支撑座之间夹持被加工管件，所述被加工管件在加工前可由所述支撑杆穿进，所述支撑杆前端穿出所述被加工管件并安装有滚压刀具，所述滚压刀具用于在所述支撑杆由所述被加工管件中退出过程中做高速旋转运动，通过拉扭作用实现对所述被加工管件的内壁旋转挤压强化。

2.根据权利要求1所述的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，其特征在于，所述被加工管件两端分别通过卡盘夹持固定于所述第一支撑座和所述第二支撑座。

3.根据权利要求1所述的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，其特征在于，所述第三支撑座通过夹具安装所述支撑杆，所述夹具由内部夹持单元和外部固定单元构成，所述内部夹持单元可相对所述外部固定单元旋转。

4.根据权利要求1所述的一种细长管内壁旋转挤压强化装置，其特征在于，所述第一支撑座和所述第二支撑座均通过螺栓与所述导轨连接。

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