[發明專利]一種MJ內螺紋滾壓強化裝置及強化方法

有效

• 申請號: 201911063644.4
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN110814446B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 翟甲友;周一冰;李博;賀亞勇;肖細軍;胡阿林;魚增學;曹葉
• 申請（專利權）人: 中航飛機起落架有限責任公司
• 主分類號: B23P9/02
• 分類號: B23P9/02;B23G9/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;張鮮

本發明公開了一種MJ內螺紋滾壓強化裝置及強化方法，裝置包括刀桿、滾壓機構和壓力傳導機構；刀桿下表面長度方向依次開設有第一槽、第二槽和通孔，滾壓機構置于通孔中并可上下運動，壓力傳導機構包括傳力件、彈簧和壓力傳感器，刀桿水平布置，彈簧和壓力傳感器從上至下置于第一槽中，壓力傳感器上下運動并壓縮彈簧；傳力件包括安裝部，以及對稱連接于安裝部沿刀桿長度方向兩端的第一臂和第二臂，安裝部安裝于第二槽中，第一臂與壓力傳感器的底部抵接，第二臂與滾壓機構的底部抵接。對稱設置的傳力件可實現滾壓機構與壓力傳感器之間的等壓力傳遞。由于可直接進行高精度滾壓力顯示及控制，滾壓強化效果的一致性和滾壓精度大大提高。

技術領域

本發明涉及金屬材料表面強化技術領域，尤其涉及一種MJ內螺紋滾壓強化裝置及強化方法。

背景技術

螺紋滾壓強化是利用鋼的彈塑性變形性質，使用一個與螺紋根部圓角的形狀與幾何尺寸相吻合的滾輪，在零件旋轉時，對螺紋根部圓角處施加一定的滾壓力，使該處金屬表面產生一個彈塑性變形層而達到強化螺紋的一種方法。螺紋滾壓強化工藝常用于航空高強度帶MJ螺紋（加強螺紋）金屬零件的制造過程，作為一項特殊過程加以控制，該工藝結合MJ螺紋的結構特點顯著提高零件的疲勞壽命。

MJ螺紋滾壓強化過程中，滾輪對螺紋根部圓角的滾壓力是強化效果的決定性因素，也是滾壓強化工藝的關鍵工藝參數。目前，MJ螺紋滾壓強化所采用的滾壓方法主要有兩種：一是以機床徑向進給量作為主要工藝參數進行間接控制，不同的進給量代表不同的滾壓力，采用該方法時由于不同材料的彈性模量不同、“零件—滾壓工具”組成的系統剛性不同及不同操作者對刀時對“零位置”的觀察確定不同，以同樣的進給量對不同材料或不同零件的螺紋根部圓角進行滾壓強化，其實際作用的滾壓力可能相差很大，從而導致強化效果存在較大差異，滾壓強化效果的一致性較差；二是滾壓工具中自帶表盤，表盤讀數指示滾輪的實際徑向進給量，通過對照表得出滾壓力值，該方法較第一種有較大改進，避免了“機床—工具系統”剛性、材料彈性模量、零件結構或人為等因素的影響，但該方法仍然無法直接精確給出滾壓力值，通過對照表得出的滾壓力值范圍較大，無法滿足MJ內螺紋滾壓強化較小滾壓力的精度要求。同時，上述兩種方法還存在以下共同缺點：1）不能在數控機床上進行MJ螺紋滾壓強化，由于越來越多的零件具有較大的回轉半徑，目前普通機床的回轉半徑均不大，導致部分零件的滾壓強化受到限制；2）滾輪輪緣型面不能自適應螺紋根部圓角部位，滾壓過程中滾輪不能根據螺紋螺距在公差范圍內的變動及機床精度導致滾輪沿機床軸向微小跳動而進行自動調整，以使滾輪及時對準螺紋根部圓角部位，從而導致機床精度、螺紋加工精度等因素對滾壓強化效果的一致性存在一定影響；3）零件裝夾精度要求高，通常要求同軸度在0.05mm以內，但對大型復雜零件或薄壁零件，重復裝夾才能達到該要求，經常耗費大量時間；4）對刀精度要求高，滾輪必須準確對準螺紋根部圓角處，否則容易滾壓到螺紋牙型面上，尤其對內螺紋，滾壓工具占據大部分空間，觀察空間小，對刀難度大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能直接進行高精度滾壓力顯示及控制的MJ內螺紋滾壓強化裝置，還相應提供一種利用該裝置進行內螺紋滾壓強化的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種MJ內螺紋滾壓強化裝置，包括刀桿、滾壓機構和壓力傳導機構；所述刀桿的下表面開設有沿刀桿長度方向依次布置的第一槽、第二槽和通孔，所述滾壓機構置于所述通孔中并可沿通孔的孔壁上下往復運動，所述壓力傳導機構包括傳力件、彈簧和壓力傳感器，所述刀桿水平布置，所述彈簧和壓力傳感器從上至下置于第一槽中，所述壓力傳感器可沿第一槽的槽壁上下往復運動并壓縮所述彈簧；

所述傳力件包括安裝部，以及對稱連接于安裝部沿刀桿長度方向兩端的第一臂和第二臂，所述安裝部安裝于第二槽中，所述第一臂與壓力傳感器的底部抵接，所述第二臂與滾壓機構的底部抵接。