專利名稱：對(duì)變形彎曲的工件進(jìn)行校直的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對(duì)發(fā)生彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，特別涉及對(duì)發(fā)生彎曲變形的軸類工件進(jìn)行校直的設(shè)備。
目前，對(duì)軸類工件的校直維護(hù)主要采用火攻法或利用千斤頂?shù)膹?qiáng)力回復(fù)法。在采用火攻法或強(qiáng)力回復(fù)法之前，首先要確定工件的軸中心線的跳動(dòng)量以確定工件的變形量的大小。此外，還要對(duì)工件進(jìn)行探傷以確定是否已發(fā)生裂紋。如果工件的軸中心線跳動(dòng)量已超出設(shè)計(jì)容許的設(shè)定值，并且無(wú)裂紋發(fā)生，則可以對(duì)該工件施行校直處理，例如施以火攻法或強(qiáng)力回復(fù)法。
上述常規(guī)的校直工藝都是要在工件上制造一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力點(diǎn)來(lái)平衡原有存在令軸類工件發(fā)生彎曲變形的應(yīng)力，從而達(dá)到校直的效果。采用火攻法校直時(shí)，因?yàn)楦鞣N工件本身材質(zhì)之間的差異，操作者很難精確地定位應(yīng)力施加點(diǎn)以平衡導(dǎo)致變形的應(yīng)力。而且施以火攻工藝之后，會(huì)令工件的材質(zhì)變硬和變脆，經(jīng)校直后的工件容易在運(yùn)行過程中斷裂。如曲軸材質(zhì)經(jīng)過調(diào)質(zhì)或氮化淬硬，火攻更不宜應(yīng)用。
另一種常規(guī)校直法即采用千斤頂?shù)膹?qiáng)壓回復(fù)法只能將彎曲變形的工件校直到可能接近于平直的水平。應(yīng)力施加點(diǎn)及力度大小是該工藝中十分難以精確掌握的步驟。此外，經(jīng)過強(qiáng)壓校直的工件例如曲軸由于應(yīng)力沒有經(jīng)過很好的分散，也容易在以后的運(yùn)行過程中變形反彈。如果曲軸材質(zhì)經(jīng)過氮化淬硬處理，在強(qiáng)壓過程中則容易斷裂。用千斤頂強(qiáng)壓校直后的曲軸不僅會(huì)在短時(shí)間內(nèi)反彈，而且變形曲軸經(jīng)校直后，不管軸頸尺寸是否良好，所有軸頸要重新研磨。因此，工藝成本提高，工期延長(zhǎng)。
本實(shí)用新型所述的校直設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且工作效率高，可以消除由不平衡應(yīng)力引起的工件彎曲變形。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
以下參照附圖進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型的用于對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的方法和設(shè)備。
參見


圖1，其示意性地說(shuō)明了本實(shí)用新型所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)底座1，一個(gè)立梁2垂直于底座1安裝且能沿著底座1的一側(cè)前后移動(dòng)，一個(gè)橫梁3安裝在所述立梁2上并且可沿著立梁2上下移動(dòng)。在所述底座1上可拆卸地設(shè)置有振動(dòng)裝置4，所述的振動(dòng)裝置4最好有一個(gè)或多個(gè)可以使工件在各個(gè)方向上振動(dòng)的振動(dòng)器構(gòu)成。用于固定和支撐待校直工件6的固定裝置5置于振動(dòng)裝置4之上。在本實(shí)用新型的所述校直設(shè)備中，固定裝置5可以為用于支撐發(fā)生了彎曲變形的工件的V形支架或本領(lǐng)域中常規(guī)使用的其他固定支撐裝置，此外固定裝置5還可以進(jìn)一步包括一個(gè)支撐裝置，例如可以在工件需錘打的位置下設(shè)置一個(gè)類似千斤頂?shù)闹Ъ?，它不僅起固定工件的作用，也起支撐工件的作用，使錘打的效果更加有效。
如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型所述的設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)錘打裝置7，其包括錘打壓力和錘打頻率均可調(diào)的風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10。所述錘打裝置7進(jìn)一步包括一個(gè)用于限定風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10的錘打方向的限位機(jī)構(gòu)9，如一扇形導(dǎo)軌，風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10可以在該扇形導(dǎo)軌中移動(dòng)，以保持風(fēng)錘撞針13與工件的錘打面相垂直。所述的扇形導(dǎo)軌上進(jìn)一步包括一鎖定機(jī)構(gòu)，用于確保所述的風(fēng)錘機(jī)構(gòu)(10)在工作過程中不會(huì)擺動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案，所述錘打裝置7利用滑動(dòng)機(jī)構(gòu)8固定在橫梁3上并能沿著橫梁3左右可移動(dòng)。滑動(dòng)機(jī)構(gòu)8的下端安裝所述扇形導(dǎo)軌以連接風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10。風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10移動(dòng)到位后，扇形導(dǎo)軌上的鎖定機(jī)構(gòu)便能將風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10鎖定，以保證風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10在工作過程中不會(huì)前后左右擺動(dòng)。當(dāng)對(duì)工件6進(jìn)行錘打時(shí)，風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10可沿著扇形導(dǎo)軌移動(dòng)，因此可以對(duì)工件的各個(gè)需錘打的不同位置進(jìn)行錘打。從圖中可以看出，所述風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10包括風(fēng)錘11，自動(dòng)定中套管12和風(fēng)錘撞針13。
在本實(shí)用新型中，將彎曲變形的工件固定在固定裝置上之前進(jìn)一步要確定工件彎曲變形部位。該技術(shù)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所共知的，例如，用平面儀測(cè)定軸類工件的軸中心線的跳動(dòng)量，平面儀顯示的數(shù)據(jù)超過了設(shè)計(jì)的變形容許值的部位即為低點(diǎn)部位，是必須要錘打的部位。
在本實(shí)用新型中，所述錘打的力度根據(jù)工件的表面硬度確定，以不致使工件的表面產(chǎn)生明顯的打擊痕跡為宜。通常情況下，錘打頻率為每分鐘800次左右，優(yōu)選為每分鐘800次以上，最優(yōu)選為每分鐘1000次以上。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案中，振動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率優(yōu)選在工件共振頻率下進(jìn)行，以達(dá)到應(yīng)力的充分平衡。
根據(jù)本實(shí)用新型，通過對(duì)彎曲變形的工件的低點(diǎn)部位進(jìn)行具有一定頻率的反復(fù)錘打，使彎曲工件應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力得到釋放并分散。它和利用千斤頂強(qiáng)壓回復(fù)法不同，本實(shí)用新型的錘打裝置的錘打部位是工件的壓應(yīng)力集中區(qū)，彎曲工件的內(nèi)部的不平衡應(yīng)力在錘打的過程中得到了重新調(diào)整。此外，由于每次錘打的壓力適宜，避免了使用千斤頂時(shí)壓力不適造成的缺陷。因而，經(jīng)過錘打后的工件在隨后的振動(dòng)過程中將不會(huì)使工件發(fā)生明顯的變形。
盡管錘打后的工件內(nèi)部的應(yīng)力得到重新調(diào)整，但為避免變形回復(fù)，必需將工件進(jìn)行振動(dòng)，以進(jìn)一步平衡工件內(nèi)部的應(yīng)力。在本實(shí)用新型的設(shè)備中進(jìn)一步包含一振動(dòng)裝置4，用于對(duì)經(jīng)過錘打的工件進(jìn)行振動(dòng)。根據(jù)在本實(shí)用新型，所述的振動(dòng)裝置最好能使工件在各個(gè)方向上振動(dòng)，并能確保較長(zhǎng)的工件的振動(dòng)可以整體進(jìn)行，以充分分配的平衡彎曲工件內(nèi)的應(yīng)力。
本實(shí)用新型的設(shè)備中包括控制裝置14，用以控制錘打裝置7的錘打強(qiáng)度和頻率，以及振動(dòng)裝置4的振動(dòng)頻率和方向。可以采用一個(gè)控制裝置來(lái)對(duì)所述風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10和所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)4的加以控制，也可以分別采用各自的控制裝置，這屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常規(guī)的知識(shí)。本領(lǐng)域普遍技術(shù)人員可以知道如何設(shè)計(jì)控制裝置，如用可調(diào)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)裝置4不同的振動(dòng)頻率。
在對(duì)軸類工件進(jìn)行校直時(shí)，將工件6固定到固定裝置5上，首先利用常規(guī)的方法測(cè)定工件的軸中心線的跳動(dòng)量及材質(zhì)硬度，確定軸類工件彎曲變形的位置。將工件6鎖定在固定裝置5上，利用平面儀確定工件上超過設(shè)計(jì)容許值的低點(diǎn)部位，即需校直的變形彎曲部位，然后使工件6的低點(diǎn)部位面向風(fēng)錘撞針13。在工件的錘打部位下可放置一個(gè)類似千斤頂?shù)闹Ъ?，把工件要錘打的部位支撐住。
根據(jù)上述確定的軸中心線的跳動(dòng)量及硬度，利用風(fēng)錘控制裝置14設(shè)置風(fēng)錘11的氣壓及錘打頻率，將自動(dòng)定中套管12對(duì)準(zhǔn)工件低點(diǎn)部位，風(fēng)錘撞針13剛好接觸工件6的表面。啟動(dòng)控制裝置14以使風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10工作，對(duì)工件6的低點(diǎn)部位進(jìn)行錘打。風(fēng)錘11對(duì)工件的錘打力度按工件材質(zhì)的硬度參數(shù)來(lái)設(shè)定的，以不會(huì)在錘打的工件表面上造成坑點(diǎn)為適宜。風(fēng)錘11錘打的頻率及每一點(diǎn)的錘打時(shí)間根據(jù)工件軸中心線的跳動(dòng)量來(lái)設(shè)定的，其目的是要將工件6的低點(diǎn)部位的應(yīng)力通過這樣的反復(fù)錘打而分散或釋放，工件6在隨后的振動(dòng)步驟中能使應(yīng)力在整個(gè)工件上均勻分布，從而使工件6很容易地自然回中。重復(fù)上述過程直至工件的軸中心線的跳動(dòng)量回復(fù)到設(shè)計(jì)容許范圍內(nèi)即可。
如圖4和圖5所示，風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10在控制裝置14的控制下可以在錘打的過程中沿著扇形導(dǎo)軌左右移動(dòng)，于是風(fēng)錘11的錘打可以在工件的所有低點(diǎn)部位進(jìn)行。對(duì)于直徑較大的軸類工件，可以用常規(guī)方法控制滑動(dòng)機(jī)構(gòu)8沿著橫梁3左右移動(dòng)以對(duì)大直徑的工件的低點(diǎn)部位逐一錘打。
當(dāng)工件6的低點(diǎn)部位沿著工件軸線分布時(shí)，立梁2沿著底座1的前后移動(dòng)可以保證風(fēng)錘機(jī)構(gòu)10對(duì)工件所有應(yīng)力集中區(qū)進(jìn)行錘打。
錘打完畢后，移開錘打裝置7。由控制裝置14驅(qū)動(dòng)振動(dòng)裝置4對(duì)經(jīng)錘打的工件進(jìn)行高頻振動(dòng)。高頻振動(dòng)的目的是要進(jìn)一步釋放工件內(nèi)的應(yīng)力并使殘余應(yīng)力分布均勻。這有助于給工件在繼續(xù)服役期間不易再次反彈變形，達(dá)到安全使用的目的。基于此目的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定振動(dòng)裝置的頻率及振動(dòng)時(shí)間。
本實(shí)用新型可以用于消除各種生產(chǎn)或維修的軸類、鋼結(jié)構(gòu)或焊接工件的應(yīng)力。
權(quán)利要求1.對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于包括一底座(1)；垂直安裝在所述底座(1)上并且可沿所述底座(1)的一側(cè)前后移動(dòng)的一立梁(2)；與所述立梁(2)相連并且可沿所述立梁(2)上下移動(dòng)的一橫梁(3)；固定安裝在所述底座(1)上且可拆卸的一振動(dòng)裝置(4)；安裝在所述振動(dòng)裝置(4)上用于固定和支撐工件(6)的一固定裝置(5)；懸掛在所述橫梁(3)上包括一個(gè)風(fēng)錘機(jī)構(gòu)(10)的一錘打裝置(7)；以及與風(fēng)錘裝置(10)和振動(dòng)裝置(4)相連接一控制裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述固定裝置(5)為一V形支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述固定裝置(5)進(jìn)一步包括一個(gè)支撐在所述工件(6)需錘打的位置處的支撐裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述的錘打裝置(7)通過一個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)懸掛在所述橫梁(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述錘打裝置(7)進(jìn)一步包括一個(gè)用于限定風(fēng)錘機(jī)構(gòu)(10)錘打方向一扇形導(dǎo)軌(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述的扇形導(dǎo)軌(9)上進(jìn)一步包括一鎖定機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述風(fēng)錘機(jī)構(gòu)(10)包括一風(fēng)錘(11)，一自動(dòng)定中套管(12)和一風(fēng)錘撞針(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述的振動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)包括一個(gè)或多個(gè)可以使工件在各個(gè)方向上振動(dòng)的振動(dòng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一權(quán)利要求所述的對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，其特征在于所述的工件(6)為曲軸。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種對(duì)彎曲變形的工件進(jìn)行校直的設(shè)備，包括一底座；垂直安裝在所述底座上并且可沿所述底座的一側(cè)前后移動(dòng)的一立梁；與所述立梁相連并且可沿所述立梁上下移動(dòng)的一橫梁；固定安裝在所述底座上且可拆卸的一振動(dòng)裝置；安裝在所述振動(dòng)裝置上用于固定和支撐工件的一固定裝置；懸掛在所述橫梁上包括一個(gè)風(fēng)錘機(jī)構(gòu)的一錘打裝置；以及與風(fēng)錘裝置和振動(dòng)裝置相連接的一控制裝置。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且工作效率高。
文檔編號(hào)B21D3/00GK2566955SQ02229888
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者錢遠(yuǎn)強(qiáng) 申請(qǐng)人:錢遠(yuǎn)強(qiáng)