專利名稱：一種錐密封管接頭高精度錐孔彈性滾軋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械加工工具，涉及一種高精度錐孔彈性滾軋裝置，特指一種錐 密封管接頭高精度錐孔彈性滾軋裝置。
背景技術(shù)：
錐面密封管接頭由于以精密錐面密封為主同時(shí)配以0形圈等輔助密封(如圖6所 示)，因此密封可靠、穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于機(jī)電、輕工、石油化工等行業(yè)，主要用于液壓、氣動 以及儀表測量以油、氣為介質(zhì)的高、中壓傳動系統(tǒng)管路中。錐面密封管接頭配用于無縫鋼 管、水煤氣管(含各種不銹耐酸鋼管)系統(tǒng)中時(shí)，可免除各種儀器設(shè)備在生產(chǎn)加工制作過程 中因管中液體的滲漏而造成的危害。如圖7所示錐面密封管接頭，圖中管接頭的內(nèi)錐孔錐度為β，內(nèi)錐孔表面粗糙度 要求為RaO. 4，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)JB/T6381. 1規(guī)定，管的內(nèi)徑在φ4 26mm之間。在國內(nèi)現(xiàn)有加 工技術(shù)中通常是采用鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或是鏜孔、拋光的方法來加工。但上述加工方法加工 的錐孔表面很難達(dá)到圖紙的表面粗糙度要求，而且加工效率低。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種錐密封管接頭通用高精度 錐孔滾軋裝置，采用該裝置加工管接頭的錐面內(nèi)孔，生產(chǎn)效率高、通用性好、表面粗糙度可 (RaO. 32，穩(wěn)定達(dá)到工作圖紙要求。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型所述裝置由刀柄體、矩形壓力彈簧、外滑套、定位銷軸、芯套、滾壓心 軸、軸承套、推力球軸承、調(diào)整墊、花蘭套、滾柱等組成。其中(1)刀柄體一端為莫氏錐柄，錐柄可以安裝在機(jī)床尾架套筒的錐孔內(nèi)準(zhǔn)確地定心。 刀柄體的另一端為筒體狀，其內(nèi)孔與芯套外徑滑動配合，兩者通過穿在芯套中部腰形槽的 定位銷軸相連接。在芯套一端的孔內(nèi)放置矩形壓力彈簧，彈簧的一端與刀柄體內(nèi)腔的底部 相接觸，由于芯套的腰形槽一邊與定位銷軸接觸，使得芯套具有一定的彈簧預(yù)緊壓力。當(dāng)芯 套受到一定的軸向力時(shí)，可以自由的向刀柄體內(nèi)縮進(jìn)。由于彈簧的彈性可使?jié)L軋錐孔時(shí)所 受的軸向力和徑向力變化較小，與剛性滾軋裝置相比減小了滾軋頭的磨損，延長了滾軋裝 置的使用壽命。(2)外滑套通過一端的內(nèi)螺紋與芯套另一邊相連接，工作時(shí)可跟隨芯套在刀柄體 外徑上滑動?？煞乐苟ㄎ讳N軸脫落和灰塵污垢進(jìn)入滑動配合表面。(3)如圖2所示，滾壓心軸與軸承套、推力球軸承、調(diào)整墊、花蘭套、滾柱組成裝置 的滾軋頭。滾壓心軸右端的外徑圓柱面，可裝在裝置芯套的安裝孔內(nèi)，并通過緊定螺釘固 定。松開緊定螺釘即可以快速更換符合錐密封管接頭錐孔尺寸大小的滾軋頭。滾壓心軸另 一端圓柱體的頭部有一錐面，錐體的外徑尺寸和錐度大小根據(jù)被滾壓內(nèi)錐的尺寸和角度來 確定。軸承套通過內(nèi)螺紋與滾壓心軸中部臺階的外螺紋相連接。軸承套內(nèi)孔安裝有花蘭套的臺階面和推力球軸承及調(diào)整墊，當(dāng)軸承套旋緊在滾壓心軸上時(shí)，調(diào)整墊用于調(diào)整花蘭套 的臺階面和推力球軸承之間的間隙，使花蘭套能靈活地轉(zhuǎn)動。(4)花蘭套的內(nèi)孔與滾壓心軸左端的外徑間隙配合，花蘭套右端的臺階平面與推 力球軸承接觸，使得在承受軸向力后，仍然能夠自由靈活轉(zhuǎn)動。花蘭套左端的錐面上均勻分 布若干個(gè)矩形槽，用于安放滾軋用滾柱。如圖3所示矩形槽的橫截面制作成倒錐形，這樣安 放滾柱后可防止?jié)L柱脫落。滾柱可選用經(jīng)淬硬的標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼滾針代用，也可用高速鋼或硬 質(zhì)合金材料制作。滾柱的數(shù)量根據(jù)被滾軋孔徑的大小確定，一般為3 6個(gè)。(5)滾軋加工原理在內(nèi)錐孔滾軋加工中，滾軋頭的滾柱在被加工錐孔壁的表層 沿圓周作螺旋式的滾動，并對被加工孔壁施加一定的軸向和徑向壓力，工件內(nèi)孔在滾柱的 滾壓力作用下，其表層金屬產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。塑性變形既使零件被加工表面的形 狀發(fā)生變化，也使其組織結(jié)構(gòu)和物理性能發(fā)生改變，工件表面的不平度波峰和波谷被熨平 和填平，從而降低了表面粗糙度值和提高了工件的加工精度，被滾壓層金屬的晶格產(chǎn)生剪 切滑移、扭曲、拉長、纖維化及破碎，使組織變得緊密，晶粒變細(xì)，晶粒形狀也沿著變形最大 的方向延伸，同時(shí)在金屬表層內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，使金屬表面得到強(qiáng)化，提高表層的強(qiáng)度和硬 度。工件內(nèi)孔預(yù)加工表面粗糙度的影響，通過實(shí)驗(yàn)知道，工件內(nèi)孔的預(yù)加工表面粗糙 度以及殘留和復(fù)印等方式會影響滾壓加工后的內(nèi)孔表面粗糙度，圖8是材質(zhì)為SUS316不銹 鋼管接頭工件錐孔滾軋加工前后表面粗糙度的關(guān)系曲線。從該關(guān)系曲線可以看出隨著滾 壓前表面粗糙度值的減小，滾壓后的表面粗糙度值也減小。當(dāng)預(yù)加工表面粗糙度為Ra6. 3 時(shí)，經(jīng)滾壓加工后的表面粗糙度即可< RaO. 4。本實(shí)用新型的效果是與鉆孔、鏜孔、拋光的方法加工相比，采用該裝置滾軋錐密封管接頭的錐面內(nèi)孔， 生產(chǎn)效率可以成倍提高，表面粗糙度可< RaO. 4，穩(wěn)定地達(dá)到工作圖紙要求，并使錐面內(nèi)孔 的金屬表面得到強(qiáng)化，提高表層的強(qiáng)度和硬度。通用性好，可以快速更換符合錐密封管接頭 錐孔尺寸大小的滾軋頭。彈簧的彈性可使?jié)L軋錐孔時(shí)所受的軸向力和徑向力變化較小，與 剛性滾軋裝置相比減小了滾軋頭的磨損，可使?jié)L軋裝置的使用壽命提高3 5倍。

圖1本實(shí)用新型的錐密封管接頭高精度錐孔彈性滾軋裝置示意圖；圖2裝置滾軋頭部分的放大圖；圖3是圖2滾錐部分的局部剖視圖；圖4錐端最大直徑為Cl的滾軋頭部分圖；圖5錐端最大直徑為C2的滾軋頭部分圖；圖6錐面密封管接頭裝配示意圖；圖7錐面密封管接頭零件示意圖；圖8管接頭錐孔滾軋加工前后表面粗糙度的關(guān)系曲線1-刀柄體，2-矩形壓力彈簧，3-外滑套，4-定位銷軸，5-芯套，6_緊定螺釘，7_滾 壓心軸，8-軸承套，9-調(diào)整墊，10-推力球軸承，11-花蘭套，12-滾柱具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型所述裝置由刀柄體1、矩形壓力彈簧2、外滑套3、定位銷軸 4、芯套5、緊定螺釘6、滾壓心軸7、軸承套8、調(diào)整墊9、推力球軸承10、花蘭套11、滾柱12組 成。其中(1)刀柄體1右端為莫氏錐柄，錐柄可以安裝在機(jī)床尾架套筒的錐孔內(nèi)準(zhǔn)確地定 心。刀柄體1的左端為筒體狀，其內(nèi)孔與芯套5的外徑相滑動配合，兩者通過穿在芯套5中 部腰形槽的定位銷軸4相連接。在芯套5右端的孔內(nèi)放置矩形壓力彈簧2，矩形壓力彈簧2 的右端與刀柄體1內(nèi)腔的底部相接觸，由于芯套5的腰形槽右邊與定位銷軸4相接觸，使得 芯套5具有一定的彈簧預(yù)緊壓力。當(dāng)工作時(shí)芯套5受到一定的軸向力時(shí)，可以自由的向刀 柄體1內(nèi)縮進(jìn)。由于矩形壓力彈簧2的彈性可使?jié)L軋錐孔時(shí)所受的軸向力和徑向力變化較 小，與其它剛性滾軋裝置相比減小了滾軋頭的磨損，延長了滾軋裝置的使用壽命。(2)外滑套3通過左端的內(nèi)螺紋與芯套5左端相連接，工作時(shí)可跟隨芯套5在刀柄 體1的外徑上滑動。可防止定位銷軸4脫落和灰塵污垢進(jìn)入滑動配合表面。(3)如圖2所示，滾壓心軸7與軸承套8、推力球軸承10、調(diào)整墊9、花蘭套11、滾柱 12組成裝置的滾軋頭。滾壓心軸7右端的外徑圓柱面B，(見圖4和圖5)可按裝在芯套5 的安裝孔內(nèi)，并通過緊定螺釘6固定。松開緊定螺釘6即可以快速更換符合錐密封管接頭 錐孔Cl (圖4)或C2(圖5)系列不同尺寸的滾軋頭。滾壓心軸7左端圓柱體的頭部有一錐 面，錐體的外徑尺寸和錐度大小根據(jù)被滾壓錐密封管接頭的內(nèi)錐來確定。軸承套8通過內(nèi) 螺紋與滾壓心軸7中部臺階的外螺紋相連接。軸承套8內(nèi)孔里安裝有花蘭套11的臺階面 和推力球軸承10及調(diào)整墊9，當(dāng)軸承套8旋緊在滾壓心軸7上時(shí)，調(diào)整墊9用于調(diào)整花蘭套 11的臺階面和推力球軸承10之間的間隙，使花蘭套11能繞滾壓心軸7靈活地轉(zhuǎn)動。(4)花蘭套11的內(nèi)孔與滾壓心軸7左端的外徑間隙配合，花蘭套11右端的臺階平 面與推力球軸承10接觸，使花蘭套11在承受軸向力后，仍然能夠自由靈活轉(zhuǎn)動?；ㄌm套11 左端的錐面上均勻分布若干個(gè)矩形槽，用于安放滾軋用滾柱12。如圖3所示矩形槽的橫截 面制作成倒錐形，錐角度為α，這樣在花蘭套11內(nèi)錐槽內(nèi)安放滾柱12后可防止?jié)L柱12脫 落。滾柱12可選用經(jīng)淬硬的標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼滾針代用，也可用高速鋼或硬質(zhì)合金材料制作。滾 柱12的數(shù)量根據(jù)被滾軋孔徑的大小確定，一般為3 6個(gè)。(5)滾軋加工原理在錐密封管接頭錐孔滾軋加工中，滾軋頭的滾柱12在被加工 錐孔壁的表層沿圓周作螺旋式的滾動，并對被加工孔壁施加一定的軸向和徑向壓力，工件 內(nèi)孔在滾柱12的滾壓力作用下，其表層金屬產(chǎn)生彈性變形和塑性變形。塑性變形既使零件 被加工表面的形狀發(fā)生變化，也使其組織結(jié)構(gòu)和物理性能發(fā)生改變，工件表面的不平度波 峰和波谷被熨平和填平，從而降低了表面粗糙度值和提高了工件的加工精度，被滾壓層金 屬的晶格產(chǎn)生剪切滑移、扭曲、拉長、及纖維化，使組織變得緊密，晶粒變細(xì)，晶粒形狀也沿 著變形最大的方向延伸，同時(shí)在金屬表層內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，使金屬表面得到強(qiáng)化，提高表層 的強(qiáng)度和硬度。通過實(shí)驗(yàn)可知，工件內(nèi)孔的預(yù)加工表面粗糙度以及殘留和復(fù)印等方式會影響滾壓 加工后的內(nèi)孔表面粗糙度，圖8是材質(zhì)為SUS316不銹鋼管接頭工件錐孔滾軋加工前后表面 粗糙度的關(guān)系曲線。從該關(guān)系曲線可以看出隨著滾壓前表面粗糙度值的減小，滾壓后的 表面粗糙度值也減小。當(dāng)預(yù)加工表面粗糙度為Ra6. 3時(shí)，經(jīng)滾壓加工后的表面粗糙度即可彡 RaO. 4。
權(quán)利要求一種錐密封管接頭高精度錐孔彈性滾軋裝置，其特征在于所述裝置包括刀柄體(1)、外滑套(3)、芯套(5)和滾軋頭；刀柄體(1)一端為莫氏錐柄，刀柄體(1)筒體狀的另一端的內(nèi)孔與芯套(5)外徑滑動配合，刀柄體(1)和芯套(5)通過穿在芯套(5)中部腰形槽的定位銷軸(4)相連接；芯套(5)一端的孔內(nèi)放置矩形壓力彈簧(2)，使得芯套(5)具有一定的彈簧預(yù)緊壓力，工作中芯套(5)受到較大的軸向力時(shí)，能向刀柄體(1)內(nèi)縮進(jìn)；外滑套(3)通過一端的內(nèi)螺紋與芯套(5)另一邊相連接，工作時(shí)跟隨芯套(5)在刀柄體(1)外徑上滑動，防止定位銷軸(4)脫落和灰塵污垢進(jìn)入滑動配合表面；滾軋頭由滾壓心軸(7)、軸承套(8)、推力球軸承(10)、調(diào)整墊(9)、花蘭套(11)和滾柱(12)組成，滾壓心軸(7)右端的外徑圓柱面B安裝在芯套(5)的安裝孔內(nèi)，滾壓心軸(7)另一端圓柱體的頭部有一錐體，錐體的外徑尺寸和錐度大小根據(jù)被滾壓內(nèi)錐的尺寸和角度來確定，軸承套(8)通過內(nèi)螺紋與滾壓心軸(7)中部臺階的外螺紋相連接，軸承套(8)內(nèi)孔安裝有花蘭套(11)的臺階面和推力球軸承(10)及調(diào)整墊(9)，當(dāng)軸承套(8)旋緊在滾壓心軸(7)上時(shí)，調(diào)整墊(9)用于調(diào)整花蘭套(11)的臺階面和推力球軸承(10)之間的間隙，使花蘭套(11)能靈活地轉(zhuǎn)動；花蘭套(11)左端的錐面上均勻分布若干個(gè)矩形槽，用于安放滾軋用滾柱(12)。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于滾壓心軸(7)右端的外徑圓柱面B通過緊定 螺釘(6)固定在芯套(5)的安裝孔內(nèi)，松開緊定螺釘(6)能快速更換符合錐密封管接頭錐 孔尺寸大小的滾軋頭。
3.權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于滾柱(12)的數(shù)量為3 6個(gè)，矩形槽的橫截 面制作成倒錐形。
4.權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于滾柱(12)選用經(jīng)淬硬的標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼滾針代 用，或用高速鋼或硬質(zhì)合金材料制作。
專利摘要一種錐密封管接頭高精度錐孔彈性滾軋裝置，屬于機(jī)械加工工具。由刀柄體、矩形壓力彈簧、外滑套、定位銷軸、芯套、滾壓心軸、軸承套、推力球軸承、調(diào)整墊、花蘭套、滾柱組成。采用該裝置滾軋錐密封管接頭的錐面內(nèi)孔，與現(xiàn)有的鉆孔、鏜孔、拋光的加工方法相比，生產(chǎn)效率可以成倍提高，表面粗糙度可≤Ra0.4，穩(wěn)定地達(dá)到工作圖紙要求，并使錐面內(nèi)孔的金屬表面得到強(qiáng)化，提高表層的強(qiáng)度和硬度。通用性好，可以快速更換符合錐密封管接頭錐孔尺寸大小的滾軋頭。彈簧的彈性可使?jié)L軋錐孔時(shí)所受的軸向力和徑向力變化較小，與剛性滾軋裝置相比減小了滾軋頭的磨損，使?jié)L軋裝置的使用壽命提高3～5倍。
文檔編號B23P9/02GK201693329SQ20102904416
公開日2011年1月5日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者葛濤 申請人:江蘇大學(xué)