[發明專利]一種孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒及其強化方法

有效

• 申請號: 202010536095.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111635983B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 左楊杰;曹增強;張岐良
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C21D7/04
• 分類號: C21D7/04;C22F1/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李亞男

1.一種孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒，其特征在于：包括芯棒本體；所述芯棒本體包括芯棒強化頭、芯棒中部和芯棒尾部；所述芯棒強化頭的前、后兩端均為錐形面，芯棒強化頭中間部位的外輪廓為圓柱面，所述圓柱面上間隔相同的圓心角沿芯棒長度方向切除圓心角對應的扇形圓柱面；所述芯棒中部為圓柱形，圓柱形表面開設矩形槽；所述芯棒尾部開設螺紋，并與拉伸裝置螺紋連接；

所述圓心角的角度為90°、60°、45°、36°或30°；

所述圓柱面上的切除面與剩余圓柱面之間圓弧過渡；

所述拉伸裝置包括芯棒連接器、驅動螺桿、外套、外六角旋件和鎖緊蓋；所述芯棒尾部的螺紋端穿過頂持頭并與芯棒連接器一端螺紋連接；所述芯棒連接器另一端與驅動螺桿螺紋連接；

所述驅動螺桿外圍與外套螺紋連接，外套內的中心開設臺階孔，臺階孔兩端為內螺紋孔；外套的臺階孔內的孔壁與外六角旋件的圓柱端小間隙配合；并通過外套與鎖緊蓋的螺紋連接，將外六角旋件限制于外套的臺階孔內。

2.一種根據權利要求1所述的孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒的強化方法，其特征在于，包括：

A、對不帶襯套的連接孔冷擠壓強化；

B、對帶襯套的連接孔冷擠壓強化。

3.根據權利要求2所述的孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒的強化方法，其特征在于，A中對不帶襯套的連接孔冷擠壓強化，包括：

A1、芯棒帶螺紋端穿過待強化孔，再穿過頂持頭中心通孔與芯棒連接器螺紋連接；

A2、將芯棒連接器與驅動螺桿螺紋連接，頂持頭與外套螺紋連接；

A3、采用外六角扳手卡持外六角旋件，保持外六角旋件周向不旋轉，將內六角扳手插入驅動螺桿的內六角端，勻速緩慢旋轉內六角扳手，驅動螺桿旋轉帶動芯棒軸向直線運動和周向旋轉運動；

A4、芯棒的強化頭完全通過孔后，完成一次拉扭耦合冷加壓強化，反向旋轉驅動螺桿，使驅動螺桿回到初始位置，卸下芯棒，完成一次強化；

A5、重復步驟A1至步驟A4，進行下一次強化。

4.根據權利要求2所述的孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒的強化方法，其特征在于，B中對帶襯套的連接孔冷擠壓強化，包括：

B1、芯棒帶螺紋端與芯棒連接器螺紋連接，并將芯棒連接器與驅動螺桿螺紋連接，頂持頭與外套螺紋連接；

B2、將襯套套設于芯軸上，將芯軸的頭部穿過待強化孔，并將襯套滑入待強化孔中；

B3、將內六角扳手插入驅動螺桿的內六角端，保持驅動螺桿周向靜止，采用外六角扳手旋轉外六角旋件，驅動螺桿帶動芯棒直線運動，當襯套被芯棒擠壓變形固定在孔壁后，停止旋轉外六角旋件；

B4、保持外六角旋件周向靜止，旋轉驅動螺桿，帶動芯軸軸向直線運動和周向旋轉運動，對孔進行拉旋耦合冷擠壓強化；

B5、當芯棒的強化頭完全通過孔后，完成一次拉扭耦合冷加壓強化，反向旋轉驅動螺桿，使驅動螺桿回到初始位置，即完成一次強化；

B6、重復步驟B1至步驟B5，進行下一次強化。

5.根據權利要求2所述的孔的拉扭耦合冷擠壓強化芯棒的強化方法，其特征在于，所述芯棒強化時，直線拉伸速度和旋轉角速度滿足：

其中，V為芯棒直線拉伸速度；ω為芯棒旋轉角速度；l為強化頭中間柱面部位的長度；α為等間隔圓心角的角度數。