專利名稱：液壓式外螺紋冷滾壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械加工用器具，具體地講，本發(fā)明涉及一種用于外螺紋冷滾壓>J-U裝直。
背景技術(shù)：
冷滾壓工藝屬于非切削工藝之一，在機械加工行業(yè)中應(yīng)用較廣泛。在常溫狀態(tài)下金屬構(gòu)件表面被施壓的滾輪輾壓，迫使金屬構(gòu)件表面粗糙層的微觀外凸金屬材料產(chǎn)生塑性流動，多余的金屬流到相鄰微觀凹坑中，其結(jié)果除提高金屬構(gòu)件表面粗糙度等級，也使金屬構(gòu)件的表面組織晶粒變細和纖維化，從而產(chǎn)生“冷作硬化”現(xiàn)象，達到提高金屬構(gòu)件的強度、表面硬度和抗疲勞能力的目的。當(dāng)代石油鉆井深度達數(shù)千米，石油鉆具的螺紋接頭除承受連接重量、鉆井扭矩外，還要承受沖擊力，故對所配套的石油鉆具有很高強度要求?，F(xiàn)有技術(shù)主要通過連接結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、選擇優(yōu)質(zhì)材料和改善熱處理工藝等手段來實現(xiàn)高強度目標(biāo)。盡管現(xiàn)有技術(shù)有效，能夠大幅度提高石油鉆具強度，但石油鉆井工程中仍偶爾發(fā)生鉆具斷裂的惡性事故。多年來經(jīng)眾多行業(yè)專家分析、檢測和論證，石油鉆具斷裂幾乎都發(fā)生在接頭螺紋紋根部，其根本原因是切削成形的螺紋表面相對粗糙，存在較大的內(nèi)應(yīng)力，易產(chǎn)生疲勞裂紋，在特殊工況條件下鉆井難免不發(fā)生石油鉆具斷裂的惡性事故。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種液壓式外螺紋冷滾壓裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、量化施壓，滾動輾壓，避免過量輾壓造成金屬粘結(jié)。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
液壓式外螺紋冷滾壓裝置，它包括懸臂、液壓油、壓力表、銷釘、叉頭軸、芯軸和滾輪。其改進之處在于:所述叉頭軸置有開口槽的一端朝外，滾輪通過芯軸安裝在開口槽中，滾輪繞芯軸自由轉(zhuǎn)動。叉頭軸中段外壁頂部設(shè)有軸向凹槽，該凹槽與開口槽處在同一中心線上。叉頭軸另一端為圓柱軸，環(huán)外壁設(shè)有密封件。所述懸臂為雙節(jié)聯(lián)體構(gòu)件，前置圓柱形的缸體，后置矩形長條為夾持段，臥姿懸臂的缸體內(nèi)蓄液壓油，叉頭軸以有密封件的一端與懸臂的缸體配合組成液壓油缸。缸體未端設(shè)有朝上的徑向孔溝通壓力表，缸體外壁頂部設(shè)有徑向安裝的銷釘，旋入的銷釘插入叉頭軸中段外壁上的軸向凹槽中組成軸向?qū)蚪Y(jié)構(gòu)。
上述結(jié)構(gòu)中，滾輪的 外輪緣橫向截面為角形，角形與被滾壓螺紋的形狀互補，滾輪整體淬硬至HRC50 55。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果: 1、液壓油缸結(jié)構(gòu)簡單，制作容易； 2、在液壓條件下滾壓具有減振作用，被冷滾壓的部件表面平整光潔； 3、采用液壓油缸支承滾輪，冷滾壓時施力大小通過壓力表顯示，量化施壓有利于控制在同一量值條件下批量冷滾壓，確保冷滾壓質(zhì)量一致。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1俯視圖。
圖3是本發(fā)明用于石油鉆具接頭外螺紋冷滾壓實施例示意圖。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖并結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
圖1所示的液壓式外螺紋冷滾壓裝置，它包括懸臂1、液壓油2、壓力表3、銷釘4、叉頭軸5、芯軸6和滾輪7。所述叉頭軸5為直桿構(gòu)件，朝外的軸端設(shè)有開口槽，滾輪7通過芯軸6安裝在開口槽中，滾輪7繞芯軸6自由轉(zhuǎn)動。本實施例滾壓石油鉆具接頭的外螺紋，該螺紋為三角形，故滾輪7的外輪緣橫向截面為角形，其角度等于被滾壓的石油鉆具接頭外螺紋角度。為了提高冷滾壓質(zhì)量，滾輪7整體淬硬至HRC50 55。叉頭軸5中段外壁頂部設(shè)有軸向凹槽，該凹槽與軸端的開口槽處在同一中心線上。叉頭軸5另一端為圓柱軸，環(huán)外壁設(shè)有密封件5.1。所述懸臂I為雙節(jié)聯(lián)體構(gòu)件，前置圓柱形的缸體，后置矩形長條為夾持段，臥姿懸臂I的缸體內(nèi)蓄液壓油2，將叉頭軸5以有密封件5.1的一端塞入懸臂I的缸體中組成液壓油缸。為了便于掌握滾壓時施力大小，在懸臂I的缸體未端設(shè)有朝上的徑向孔溝通壓力表3，滾輪7對石油鉆具接頭外螺紋的作用力，通過液壓油2傳導(dǎo)使壓力表3的指針產(chǎn)生相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，直觀地反映滾壓時施力大小，有利于指導(dǎo)操作工按工藝設(shè)定值冷滾壓，確保產(chǎn)品冷滾壓質(zhì)量。本發(fā)明為了做到滾輪7位置穩(wěn)定，在懸臂I的缸體外壁頂部設(shè)有徑向安裝的銷釘4，旋入的銷釘4插入叉頭軸5中段外壁上的軸向凹槽中組成軸向?qū)蚪Y(jié)構(gòu)，同時也保持懸臂I的缸體與叉頭軸5的裝配關(guān)系。
本發(fā)明應(yīng)用時，先將懸臂I的夾持段固定在機床工作臺上，通過機床橫向傳動位移到位，即滾輪7與旋轉(zhuǎn)的石 油鉆具接頭外紋接觸施壓，此時機床工作臺按被滾壓螺紋的導(dǎo)程軸向移動，滾輪7在繞芯軸6轉(zhuǎn)動時實施對外螺紋的冷滾壓作業(yè)。冷滾壓是一種利用金屬在常溫下有“冷作硬化”特性而設(shè)計的無切削工藝，被滾壓外螺紋表層金屬產(chǎn)生微量塑性流動，實現(xiàn)峰谷互補，從而使外螺紋表面粗糙值降低，表層組織冷硬和晶粒細化，形成致密的纖維狀。另外，被冷滾壓的外螺紋在冷作硬化過程中殘留應(yīng)力層?？偟膩碚f，被冷滾壓的石油鉆具接頭外螺紋極限強度和屈服點都得到提高，其使用性能、抗疲勞強度、耐磨性和耐蝕性也都有明顯的提高，大大延長石油鉆具接頭的使用壽命，減少失效事故的發(fā)生。
本發(fā)明在結(jié)構(gòu)不變的情況下通過置換滾輪7，可對其它軸套類構(gòu)件的外壁進行冷滾壓。例如，選用外輪緣橫向截面為圓弧形或矩形的滾輪7，就能夠作石油鉆具接頭的外臺階冷滾壓，其應(yīng)用效果同上述實施例相同。
權(quán)利要求
1.一種液壓式外螺紋冷滾壓裝置，它包括懸臂(I)、液壓油(2)、壓力表(3)、銷釘(4)、叉頭軸(5)、芯軸(6)和滾輪(7);其特征在于:所述叉頭軸(5)置有開口槽的一端朝外，滾輪(7)通過芯軸(6)安裝在開口槽中，滾輪(7)繞芯軸(6)自由轉(zhuǎn)動；叉頭軸(5)中段外壁頂部設(shè)有軸向凹槽，該凹槽與開口槽處在同一中心線上；叉頭軸(5)另一端為圓柱軸,環(huán)外壁設(shè)有密封件(5.1);所述懸臂(I)為雙節(jié)聯(lián)體構(gòu)件，前置圓柱形的缸體，后置矩形長條為夾持段，臥姿懸臂(I)的缸體內(nèi)蓄液壓油(2)，叉頭軸(5)以有密封件(5.1)的一端與懸臂(I)的缸體配合組成液壓油缸；缸體未端設(shè)有朝上的徑向孔溝通壓力表(3)，缸體外壁頂部設(shè)有徑向安裝的銷釘(4)，旋入的銷釘(4)插入叉頭軸(5)中段外壁上的軸向凹槽中組成軸向?qū)蚪Y(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式外螺紋冷滾壓裝置，其特征在于:所述滾輪(7)的外輪緣橫向截面為角形，角 形與被滾壓螺紋的形狀互補，滾輪(7)整體淬硬至HRC50 55。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓式外螺紋冷滾壓裝置，它包括懸臂、液壓油、壓力表、銷釘、叉頭軸、芯軸和滾輪。所述叉頭軸朝外的開口槽通過芯軸安裝滾輪，中段頂部設(shè)有的軸向凹槽與開口槽同軸線，叉頭軸另一端為圓柱軸，環(huán)壁外設(shè)有密封件。所述懸臂為雙節(jié)聯(lián)體構(gòu)件，前置圓柱形缸體，后置矩形長條為夾持段。缸體內(nèi)置液壓油，將叉頭軸有密封件的一端塞入缸體中組成液壓油缸。缸體末端設(shè)有徑向孔溝通壓力表，缸體外壁頂部設(shè)有徑向安裝的銷釘，旋入的銷釘插入叉頭軸中段外壁上的軸向凹槽中組成導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用液壓油缸支承滾輪，冷滾壓時施力大小由壓力表顯示，量化施壓有利于控制在同一量值條件下批量冷滾壓，確保冷滾壓質(zhì)量一致、穩(wěn)定。
文檔編號B23P9/02GK103212941SQ20131015273
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者張希平, 游志明, 楊愛華, 蔣后平 申請人:江蘇曙光石油鉆采設(shè)備有限公司