一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置及其加工方法
【专利摘要】一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置及其加工方法，包括车床、辅助滚压机构和滚压机构；辅助滚压机构包括连接板、调整螺钉、固定螺钉、辅助滚压轮壳体和辅助滚压轮组件，滚压机构包括显示器、滚压轮壳体、弹簧、压力传感器和滚压轮组件；滚压轮组件中的滚压轮的径向剖面为四角带圆角R的矩形。本发明采用横剖面为矩形的滚压轮，滚压轮两直角处的圆角R与待加工工件的圆弧r一致，采取轮廓滚压方法，可以将环形槽的底面、端面及连接圆弧面一次同时滚压加工。本发明采用了压力传感器测量滚压力的方法，结构简单，使滚压强化效果明显提高。本发明通过改造普通车床组成滚压强化系统，完成滚压强化这道工序，大大节约了设备采购成本。
【专利说明】
一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置及其加工方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种机械加工设备，特别是一种带外套螺母的扩口管接头加工装置及其加工方法。【背景技术】
[0002]在航空液压系统的管路连接标准件中，有一种带外套螺母的扩口管接头标准件 (如图1所示)，带外套螺母的扩口管接头的脖颈结构特性决定了其具有高的应力集中系数， 在高频液压载荷作用下，脖颈部容易产生疲劳裂纹，造成液压油泄露，最终导致飞机发生严重事故。为了强化脖颈部位，传统的作法是采用滚压强化。但是，目前国内没有适合带外套螺母的扩口管接头脖颈滚压强化装置。中国专利CN 201510342840.0公开了《一种大型外螺纹滚压强化装置》，该装置可以对外螺纹进行滚压强化，由于该设备适用于螺纹根部牙底R 的滚压强化，不适于带外套螺母的扩口管接头脖颈这种具有一定宽度的槽底面和槽端面的滚压强化。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种结构简单可靠、能保证带外套螺母的扩口管接头脖颈的滚压强化效果的滚压强化加工装置及其加工方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，包括车床、辅助滚压机构和滚压机构；
[0005]所述的车床至少包括床身、主轴、软爪、三爪夹盘和刀架；
[0006]所述的辅助滚压机构包括连接板、调整螺钉、固定螺钉、辅助滚压轮壳体和辅助滚压轮组件，所述的辅助滚压轮组件安装在辅助滚压轮壳体内，所述的辅助滚压轮壳体通过螺钉与连接板连接，所述的连接板通过固定螺钉连接到床身上，且辅助滚压轮的中心与车床主轴中心同高；
[0007]所述的滚压机构包括显示器、滚压轮壳体、弹簧、压力传感器和滚压轮组件，所述的滚压轮组件安装在滚压轮壳体内，所述的弹簧套装在滚压轮组件的轴上，所述的压力传感器安装在滚压轮组件的轴端，所述的压力传感器通过数据线连接到显示器，所述的滚压轮壳体通过螺钉固定在车床刀架上，滚压轮的中心与车床主轴中心同高。
[0008]进一步地，所述的连接板上有四个腰型孔，车床床身后面板上有四个螺纹孔，连接板通过四个固定螺钉穿过腰型孔固定在车床床身后面板上。
[0009]进一步地，所述的连接板包括刀形板和矩形板，所述的刀形板和矩形板通过调节螺钉连接。
[0010]进一步地，所述的滚压轮组件中的滚压轮的径向剖面为四角带圆角R的矩形。
[0011]进一步地，所述的滚压轮组件中的滚压轮的圆角R为0.1 -0.5mm。
[0012]进一步地，所述的辅助滚压轮组件中的辅助滚压轮与滚压轮组件中的滚压轮尺寸相同。
[0013]进一步地，所述的刀形板上有两个与车床主轴平行的腰型孔，矩形板上有两个与车床主轴垂直的腰型孔。
[0014] —种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置的加工方法，包括以下步骤:
[0015]A、选择滚压参数并作好准备工作
[0016]A1、根据待加工工件脖颈与端面连接处的圆弧r的实际尺寸选择对应的滚压轮，使滚压轮的圆角R与端面转接处的圆弧r相吻合；[〇〇17] A2、检查车床主轴径向跳动和端面跳动，使其符合标准要求；
[0018]A3、将车床三爪卡盘的软爪镗正，保证待加工工件装卡牢固可靠；
[0019]A4、安装滚压机构和辅助滚压机构，调整两个滚压轮中心线与车床主轴中心线在同一水平面内，并选择相关标准规定的车床主轴转速；
[0020]B、进行滚压强化操作
[0021]B1、将待加工工件装卡在车床软爪内，试车检查待加工工件装卡情况是否良好；
[0022]B2、旋转车床纵向走刀丝杠，使滚压轮与待加工工件脖颈接触，继续向前走刀，使滚压轮不断增加对脖颈的压力，目视显示器显示的压力传感器检测到的压力达到规定压力时停止纵向走刀;开始横向走刀，达到脖颈端面时，在刀柄上施加规定的压力，保压规定的时间，立即退刀，滚压强化结束。[〇〇23] C、检查滚压强化效果
[0024]滚压强化后，目视检查滚压部位的滚压痕迹，并用粗糙度检测仪和粗糙度对比量块检测滚压表面的粗糙度指标。
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0026]1、现有的滚压强化技术只适合螺纹根底的滚压强化，不适合环形槽底面、端面及连接圆弧面的滚压强化，本发明采用横剖面为矩形的滚压轮，滚压轮两直角处的圆角R与待加工工件的圆弧r 一致，采取轮廓滚压方法，可以将环形槽的底面、端面及连接圆弧面一次同时滚压加工。[〇〇27] 2、本发明采用了压力传感器测量滚压力的方法，结构简单，使滚压强化效果明显提尚。
[0028] 3、本发明通过改造普通车床组成滚压强化系统，完成滚压强化这道工序，大大节约了设备采购成本。【附图说明】[〇〇29]图1是本发明的结构示意图。
[0030]图2是图1的A处局部放大图。[〇〇31]图中:1、连接板，2、调整螺钉，3、固定螺钉，4、显示器，5、辅助滚压轮壳体，6、滚压轮壳体，7、弹簧，8、压力传感器，9、滚压轮组件，10、辅助滚压轮组件，11、床身，12、软爪，13、 三爪夹盘，14、刀架，15、待加工工件。【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，包括车床、辅助滚压机构和滚压机构；
[0033]所述的车床至少包括床身11、主轴、软爪12、三爪夹盘13和刀架14;
[0034]所述的辅助滚压机构包括连接板1、调整螺钉2、固定螺钉3、辅助滚压轮壳体5和辅助滚压轮组件10,所述的辅助滚压轮组件10安装在辅助滚压轮壳体5内，所述的辅助滚压轮壳体5通过螺钉与连接板1连接，所述的连接板1通过固定螺钉3连接到床身11上，且辅助滚压轮的中心与车床主轴中心同高；[〇〇35]所述的滚压机构包括显示器4、滚压轮壳体6、弹簧7、压力传感器8和滚压轮组件9， 所述的滚压轮组件9安装在滚压轮壳体6内，所述的弹簧7套装在滚压轮组件9的轴上，所述的压力传感器8安装在滚压轮组件9的轴端，所述的压力传感器8通过数据线连接到显示器 4，所述的滚压轮壳体6通过螺钉固定在车床刀架14上，滚压轮的中心与车床主轴中心同高。
[0036]进一步地，所述的连接板1上有四个腰型孔，车床床身11后面板上有四个螺纹孔， 连接板1通过四个固定螺钉3穿过腰型孔固定在车床床身11后面板上。
[0037]进一步地，所述的连接板1包括刀形板和矩形板，所述的刀形板和矩形板通过调节螺钉连接。
[0038]进一步地，所述的滚压轮组件9中的滚压轮的径向剖面为四角带圆角R的矩形。 [0039 ] 进一步地，所述的滚压轮组件9中的滚压轮的圆角R为0.1 -0.5mm。
[0040]进一步地，所述的辅助滚压轮组件10中的辅助滚压轮与滚压轮组件9中的滚压轮尺寸相同。
[0041]进一步地，所述的刀形板上有两个与车床主轴平行的腰型孔，矩形板上有两个与车床主轴垂直的腰型孔。
[0042]—种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置的加工方法，包括以下步骤:[〇〇43] A、选择滚压参数并作好准备工作
[0044]A1、根据待加工工件15脖颈与端面连接处的圆弧r的实际尺寸选择对应的滚压轮， 使滚压轮的圆角R与端面转接处的圆弧r相吻合；
[0045]A2、检查车床主轴径向跳动和端面跳动，使其符合标准要求；[〇〇46]A3、将车床三爪卡盘的软爪12镗正，保证待加工工件15装卡牢固可靠；
[0047]A4、安装滚压机构和辅助滚压机构，调整两个滚压轮中心线与车床主轴中心线在同一水平面内，并选择相关标准规定的车床主轴转速；[〇〇48] B、进行滚压强化操作
[0049]B1、将待加工工件15装卡在车床软爪12内，试车检查待加工工件15装卡情况是否良好；
[0050]B2、旋转车床纵向走刀丝杠，使滚压轮与待加工工件15脖颈接触，继续向前走刀， 使滚压轮不断增加对脖颈的压力，目视显示器4显示的压力传感器8检测到的压力达到规定压力时停止纵向走刀;开始横向走刀，达到脖颈端面时，在刀柄上施加规定的压力，保压规定的时间，立即退刀，滚压强化结束。
[0051]C、检查滚压强化效果
[0052]滚压强化后，目视检查滚压部位的滚压痕迹，并用粗糙度检测仪和粗糙度对比量块检测滚压表面的粗糙度指标。[〇〇53]本发明的装配过程如下:[〇〇54]S1、辅助滚压轮机构的装配过程如下:
[0055]S11、将辅助滚压轮组件10安装在辅助滚压轮壳体5内；
[0056]S12、用螺钉将辅助滚压轮壳体5与连接板1连接；[〇〇57]S13、用固定螺钉3将辅助滚压轮组件10安装在车床身11后面板上，使辅助滚压轮的中心与车床主轴中心同高；[〇〇58]S2、滚压轮机构的装配过程如下:
[0059]S21、在滚压轮组件9的轴上安装弹簧7和压力传感器8;
[0060]S22、将安装好的滚压轮组件9安装在滚压轮壳体6内；[〇〇611S23、通过车床刀架14的固定螺钉将滚压轮壳体6与车床刀架14固定，采用垫片调整滚压轮高度。
[0062]S3、安装待加工工件15:[〇〇63]采用车床三爪卡盘装卡待加工工件15。
[0064]本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:包括车床、辅助滚压机构和 滚压机构；所述的车床至少包括床身(11)、主轴、软爪(12)、三爪夹盘(13)和刀架(14);所述的辅助滚压机构包括连接板(1)、调整螺钉(2)、固定螺钉(3)、辅助滚压轮壳体(5) 和辅助滚压轮组件(10)，所述的辅助滚压轮组件(10)安装在辅助滚压轮壳体(5)内，所述的 辅助滚压轮壳体(5)通过螺钉与连接板(1)连接，所述的连接板(1)通过固定螺钉(3)连接到 床身(11)上，且辅助滚压轮的中心与车床主轴中心同高；所述的滚压机构包括显示器(4)、滚压轮壳体(6)、弹簧(7)、压力传感器(8)和滚压轮组 件(9)，所述的滚压轮组件(9)安装在滚压轮壳体(6)内，所述的弹簧(7)套装在滚压轮组件 (9)的轴上，所述的压力传感器(8)安装在滚压轮组件(9)的轴端，所述的压力传感器(8)通 过数据线连接到显示器(4)，所述的滚压轮壳体(6)通过螺钉固定在车床刀架(14)上，所述 的滚压轮的中心与车床主轴中心同高。2.根据权利要求1所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的连接板(1)上有四个腰型孔，车床床身(11)后面板上有四个螺纹孔，连接板(1)通过四个 固定螺钉(3)穿过腰型孔固定在车床床身(11)后面板上。3.根据权利要求1所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的连接板(1)包括刀形板和矩形板，所述的刀形板和矩形板通过调节螺钉连接。4.根据权利要求1所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的滚压轮组件(9)中的滚压轮的径向剖面为四角带圆角R的矩形。5.根据权利要求4所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的滚压轮组件(9)中的滚压轮的圆角R为0.1-0.5mm。6.根据权利要求1所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的辅助滚压轮组件(10)中的辅助滚压轮与滚压轮组件(9)中的滚压轮尺寸相同。7.根据权利要求3所述的一种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置，其特征在于:所述 的刀形板上有两个与车床主轴平行的腰型孔，矩形板上有两个与车床主轴垂直的腰型孔。8.—种扩口管接头脖颈的滚压强化加工装置的加工方法，其特征在于:包括以下步骤:A、选择滚压参数并作好准备工作A1、根据待加工工件(15)脖颈与端面连接处的圆弧r的实际尺寸选择对应的滚压轮，使 滚压轮的圆角R与端面转接处的圆弧r相吻合；A2、检查车床主轴径向跳动和端面跳动，使其符合标准要求；A3、将车床三爪卡盘的软爪(12)镗正，保证待加工工件(15)装卡牢固可靠；A4、安装滚压机构和辅助滚压机构，调整两个滚压轮中心线与车床主轴中心线在同一 水平面内，并选择相关标准规定的车床主轴转速；B、进行滚压强化操作B1、将待加工工件(15)装卡在车床软爪(12)内，试车检查待加工工件(15)装卡情况是 否良好；B2、旋转车床纵向走刀丝杠，使滚压轮与待加工工件(15)脖颈接触，继续向前走刀，使 滚压轮不断增加对脖颈的压力，目视显示器(4)显示的压力传感器(8)检测到的压力达到规 定压力时停止纵向走刀;开始横向走刀，达到脖颈端面时，在刀柄上施加规定的压力，保压规定的时间，立即退刀，滚压强化结束；C、检查滚压强化效果滚压强化后，目视检查滚压部位的滚压痕迹，并用粗糙度检测仪和粗糙度对比量块检 测滚压表面的粗糙度指标。
【文档编号】B23B11/00GK105945307SQ201610403814
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】徐得议, 李明珠, 张振, 陶晓杰, 孙蕾
【申请人】大连盛辉钛业有限公司