專利名稱：液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置，屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各領(lǐng)域?qū)σ簤焊椎念愋鸵笠苍絹碓綇V泛。因此，液壓缸系統(tǒng)內(nèi)摩擦副表面的強(qiáng)化改性由此成為一個日益關(guān)注的課題。表面強(qiáng)化是一種改善機(jī)械零件和構(gòu)件表面性能、提高疲勞強(qiáng)度和耐磨性能的工藝方法，有時還能提高耐腐蝕性能。在表面強(qiáng)化技術(shù)中，作為機(jī)械方式的強(qiáng)化方法，現(xiàn)在主要采用冷滾壓和噴丸兩種方式。但是，冷滾壓或噴丸方法的應(yīng)用在技術(shù)上也受到一定的限制。如滾壓技術(shù)一般只適用于回轉(zhuǎn)體類、硬度在40HRC以下的零件。而且由于加壓為靜載荷形式，為達(dá)到一定量的滾壓變形所需的壓力較大；而噴丸技術(shù)通常用于表面質(zhì)量要求不太高的零件。對于液壓油缸活塞桿而言，目前其表面強(qiáng)化的方式主要是通過淬火的方式來實現(xiàn)。而對于細(xì)長活塞桿而言，熱處理通常會使零件變形，改變其尺寸和形狀精度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置，用其加工細(xì)長活塞桿外表面，得到的表面晶粒小，光潔度高、耐磨性好，能起到金屬晶粒的細(xì)化強(qiáng)化的作用；更進(jìn)一步提高其減摩抗磨性能，增加液壓缸的使用壽命。本實用新型的原理是利用活塞桿表面在常溫狀態(tài)下的冷塑性特點(diǎn)，運(yùn)用滾珠高頻振動產(chǎn)生的機(jī)械能和溫度略高于室溫的熱能的復(fù)合能量對活塞桿表面進(jìn)行無研磨劑的研磨、強(qiáng)化和微小形變處理，使活塞桿表面達(dá)到更好的表面粗糙度，細(xì)化表面金屬的晶粒，同時在表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，提高表面顯微硬度，增強(qiáng)其耐磨性和疲勞壽命。本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置，包括機(jī)床模塊和超聲納米強(qiáng)化裝置，機(jī)床模塊包括臥式車床，安裝在臥式車床上用于固定細(xì)長活塞桿的夾具、噴油管和刀架；所述的超聲納米強(qiáng)化裝置包括以次連接的控制器、超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和滾珠；換能器與刀架連接。其中，超聲納米強(qiáng)化裝置中的控制器用于調(diào)節(jié)納米強(qiáng)化過程中超聲波的參數(shù)并實時監(jiān)控超聲波加工的狀態(tài)；超聲波發(fā)生器用以產(chǎn)生頻率在30KHz交變電壓；換能器將30KHz交變電壓轉(zhuǎn)換成30KHz的機(jī)械振動；變幅桿將小振幅的高頻振動變成大振幅的高頻振動；滾珠將高頻振動傳遞給細(xì)長活塞桿表面進(jìn)行納米強(qiáng)化。在納米強(qiáng)化的過程中，細(xì)長活塞桿由機(jī)床模塊驅(qū)動；換能器與刀架相連，可沿著細(xì)長活塞桿的軸向移動。由噴油管、細(xì)長活塞桿、夾具、臥式車床和刀架組成的機(jī)床模塊，在納米強(qiáng)化的過程中，噴油管向滾珠和活塞桿之間注入潤滑油，活塞桿通過夾具與臥式車床連接，在臥式車床的驅(qū)動下使細(xì)長活塞桿按照設(shè)定的參數(shù)旋轉(zhuǎn)。工作過程是先對細(xì)長活塞桿進(jìn)行半精車；半精車完畢后精車，根據(jù)機(jī)件的不同留出超聲波加工量；開啟噴油管，根據(jù)細(xì)長活塞桿的直徑設(shè)置臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速和刀架進(jìn)給速度，啟動超聲波模塊，進(jìn)行超聲納米強(qiáng)化處理。[0010]本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I)本實用新型適于低剛度件。在滾珠高頻振動時，靠機(jī)械能和溫度略高于室溫的熱能作用于零件表面，而不是而不是主要靠壓力，因此在對零件進(jìn)行處理時不會因為機(jī)械壓力或熱的作用導(dǎo)致零件的變形，可以實現(xiàn)對細(xì)長件和薄壁件的加工。由于不是靠機(jī)械壓力的作用，因此可以對較硬的材料進(jìn)行處理，一般要求零件表面硬度在處理以前不高于HRC60。2)納米強(qiáng)化。滾珠與零件表面的相互作用是高頻的(頻率是30KHZ)、大能量的且振幅很小的作用，引起零件表面的微小形變，高頻的反復(fù)塑性變形導(dǎo)致晶粒碎化，這種特殊塑性變形方式可以使材料表層附近的晶粒細(xì)化至納米量級，這使得表面晶粒細(xì)化程度比超聲沖擊、機(jī)械研磨等其他強(qiáng)烈塑性變形方式更為嚴(yán)重和均勻。納米晶粒的產(chǎn)生使得零件表面顯微硬度提高20% 100%，提高了零件表面的耐磨性和疲勞壽命。3)表面光潔度高。利用金屬在常溫狀態(tài)下的冷塑性特點(diǎn)，進(jìn)行無研磨劑的研磨、強(qiáng)化和微小形變處理，使金屬零件表面達(dá)到更理想的表面粗糙度要求，可以使機(jī)件的表面光潔度達(dá)到RaO. Ol-RaO. 8，這種超光滑的表面進(jìn)一步增強(qiáng)了其耐磨性。4)效率高。在臥式車床上精車后直接原位進(jìn)行超聲納米強(qiáng)化處理，省去了活塞桿的中間轉(zhuǎn)運(yùn)過程，提高了工作效率。該加工方法比使用磨床加工省一倍的時間，同時加工零件的定位基準(zhǔn)為同一基準(zhǔn)，行位公差容易保證。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中1、控制器，2、超聲波發(fā)生器，3、換能器，4、變幅桿，5、滾珠，6、噴油管，7、細(xì)長活塞桿，8、夾具，9、臥式車床，10、刀架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。如圖I所示，該裝置主要由超聲納米強(qiáng)化裝置和機(jī)床模塊組成。其中，超聲納米強(qiáng)化裝置由控制器I、超聲波發(fā)生器2、換能器3、變幅桿4、滾珠5組成。機(jī)床模塊由噴油管6、細(xì)長活塞桿7、夾具8、臥式車床9和刀架10組成。首先，按照圖I所示的順序建立納米強(qiáng)化裝置。將控制器I、超聲波發(fā)生器2、換能器3、變幅桿4、滾珠5依次連接；將細(xì)長活塞桿7安裝在夾具8上，夾具8、噴油管6和刀架10分別連接在臥式車床9上；將換能器3與刀架10連接。然后，調(diào)節(jié)換能器3、變幅桿4、滾珠5連接體的軸線與細(xì)長活塞桿7的高度保持一致，并與其軸線垂直；調(diào)整滾珠5使其轉(zhuǎn)動靈活、穩(wěn)定起振。開啟噴油管6，啟動臥式車床9對精車后的細(xì)長活塞桿7進(jìn)行超聲納米強(qiáng)化處理。加工完成后，卸下細(xì)長活塞桿7，關(guān)閉超聲納米強(qiáng)化裝置。
權(quán)利要求1.一種液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置，其特征是，包括機(jī)床模塊和超聲納米強(qiáng)化裝置，機(jī)床模塊包括臥式車床(9)，安裝在臥式車床(9)上用于固定細(xì)長活塞桿(7)的夾具(8)、噴油管(6)和刀架(10);所述的超聲納米強(qiáng)化裝置包括以次連接的控制器(I)、超聲波發(fā)生器(2)、換能器(3)、變幅桿(4)和滾珠(5);換能(3)器與刀架(10)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓油缸細(xì)長活塞桿表面納米強(qiáng)化裝置，屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域。主要由超聲納米強(qiáng)化裝置和機(jī)床模塊組成。其中，超聲納米強(qiáng)化裝置由控制器、超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、滾珠組成。機(jī)床模塊由噴油管、細(xì)長活塞桿、夾具、臥式車床和刀架組成。利用納米強(qiáng)化裝置對細(xì)長活塞桿進(jìn)行半精車；半精車完畢后精車，根據(jù)機(jī)件的不同留出超聲波加工量；開啟噴油管，根據(jù)細(xì)長活塞桿的直徑設(shè)置臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速和刀架進(jìn)給速度，啟動超聲納米強(qiáng)化裝置，進(jìn)行超聲納米強(qiáng)化處理。有益效果是提高了活塞桿表面顯微硬度，增強(qiáng)了其耐磨性和疲勞壽命。
文檔編號C21D7/04GK202369614SQ20112051338
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者王世永, 閆梅 申請人:徐州永佳液壓設(shè)備有限公司