【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及材料加工，尤其涉及一種管材外表面強化裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、金屬管材是工業(yè)裝備中輸送氣體、液體的—“血管”類重要零部件。但是在一些應(yīng)用中，金屬管材的強度、韌性往往達(dá)不到要求，以及管材表面受到固液介質(zhì)的沖擊等接觸，在管材表面造成各種磨損、腐蝕和疲勞等缺陷，從而使管材失效，減少了金屬管材的使用壽命。提高金屬管材的強度、韌性，以及表面的服役性能一直是研究者關(guān)注的熱點。
2、目前可以實現(xiàn)管材表面強化的方法有表面噴涂、表面沉積、自身表面細(xì)化等。由于自身表面細(xì)化不存在明顯的界限，不易發(fā)生剝落等特點，因此更具有應(yīng)用前景。實現(xiàn)表面自身細(xì)化的方法都可以歸結(jié)為劇烈塑性變形法。具體包括表面機械研磨法、噴丸、高壓扭轉(zhuǎn)、等通道擠壓、表面機械碾磨和表面機械碾壓等技術(shù)，但是這些技術(shù)的設(shè)備通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強化效率低，成本高、對強化管材的形狀要求苛刻，不能滿足管材外表面強化的實際需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強化效率低，成本高、對強化管材的形狀要求苛刻，不能滿足管材外表面強化的實際需求的問題，本專利技術(shù)提供了一種金屬管材表面強化裝置及方法。
2、一種管材外表面強化裝置，包括：床體；兩個主軸電機，分別設(shè)置在所述床體的兩側(cè)；兩個齒輪箱，分別與兩個所述主軸電機相連，用于將所述主軸電機的動力傳輸給主軸；四個所述主軸，分別通過所述齒輪箱與所述主軸電機相連，其中兩個所述主軸豎直安裝在所述床體的上部，另外兩個所述主軸水平安裝在所述床體的下部；十二個強化
3、可選的，所述強化刀具的圓弧半徑與所需強化的管材外圓半徑相匹配。
4、可選的，所述主軸安裝有安裝轉(zhuǎn)盤，所述安裝轉(zhuǎn)盤為“工”型，所述安裝轉(zhuǎn)盤上下兩個端面圓盤上各自均布三個開口，用于安裝所述刀具軸，開口底部設(shè)置有螺紋孔，用于固定所述刀具軸。
5、可選的，所述齒輪箱將所述主軸電機提供的機械能等效地傳給每一個主軸，用于實現(xiàn)同時啟動、同速運行和方向相反的功能。
6、可選的，所述支撐機構(gòu)的支撐軸為圓弧形，并且與所需強化的管材外圓半徑相匹配，所述支撐軸與管材之間通過摩擦力相互作用。
7、可選的，所述主軸電機和所述進(jìn)給電機為變頻電機，用于在一定范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)速。
8、可選的，所述床體上設(shè)置有控制系統(tǒng)，用于根據(jù)管材的尺寸、材質(zhì)和工藝需求，自動調(diào)節(jié)主軸電機和進(jìn)給電機的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，實現(xiàn)管材表面強化的最優(yōu)化。
9、一種管材外表面強化方法，包括以下步驟：
10、s1：根據(jù)需要強化的管材的尺寸和材質(zhì)選擇合適的強化刀具和支撐軸，并進(jìn)行安裝；
11、s2：將需要強化的管材裝夾在支撐機構(gòu)上，并調(diào)整進(jìn)給速度；
12、s3：啟動兩個主軸電機，使兩對主軸和強化刀具高速旋轉(zhuǎn)；
13、s4：啟動進(jìn)給電機，使管材勻速進(jìn)給，當(dāng)管材進(jìn)入強化區(qū)域時，高速旋轉(zhuǎn)的強化刀具對管材外表面進(jìn)行滾打，實現(xiàn)大塑性變形和表面細(xì)化。
14、可選的，所述步驟s3中，主軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)管材的材質(zhì)和工藝需求進(jìn)行設(shè)置。
15、可選的，所述步驟s4中，管材的進(jìn)給速度根據(jù)管材的尺寸和工藝需求進(jìn)行設(shè)置。
16、本專利技術(shù)的有益效果如下：
17、1、本專利技術(shù)的強化刀具采用圓弧形狀，與管材外圓形狀相適應(yīng)，使得在滾打過程中，強化刀具與管材表面之間形成一定的接觸角，從而提高滾打效率和質(zhì)量。
18、2、本專利技術(shù)的主軸安裝有安裝轉(zhuǎn)盤，安裝轉(zhuǎn)盤為“工”型，安裝轉(zhuǎn)盤上下兩個端面圓盤上各自均布三個開口，用于安裝刀具軸，使得強化刀具能夠均勻地分布在管材外圓周上，實現(xiàn)全方位的強化。
19、3、本專利技術(shù)的齒輪箱將所述主軸電機提供的機械能等效地傳給每一個主軸，用于實現(xiàn)同時啟動、同速運行和方向相反的功能，使得強化刀具能夠?qū)懿谋砻娈a(chǎn)生沖擊和摩擦作用，實現(xiàn)大塑性變形和表面細(xì)化。
20、4、本專利技術(shù)的支撐機構(gòu)的支撐軸為圓弧形，并且與所需強化的管材外圓半徑相匹配，所述支撐軸與管材之間通過摩擦力相互作用，使得管材能夠穩(wěn)定地進(jìn)給，并且不會在滾打過程中產(chǎn)生滑動或偏移。
21、5、本專利技術(shù)的電機為變頻電機，用于在一定范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)速，使得強化刀具能夠根據(jù)不同的管材材質(zhì)和工藝需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。
22、6、本專利技術(shù)的床體上設(shè)置有控制系統(tǒng)，用于根據(jù)管材的尺寸、材質(zhì)和工藝需求，自動調(diào)節(jié)主軸電機和進(jìn)給電機的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，以實現(xiàn)管材表面強化的最優(yōu)化。
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1.一種管材外表面強化裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述強化刀具(7)的圓弧半徑與所需強化的管材外圓半徑相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述主軸(6)安裝有安裝轉(zhuǎn)盤(4)，所述安裝轉(zhuǎn)盤(4)為“工”型，所述安裝轉(zhuǎn)盤(4)上下兩個端面圓盤上各自均布三個開口，用于安裝所述刀具軸，所述開口底部設(shè)置有螺紋孔，用于固定所述刀具軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述齒輪箱(2)將所述主軸電機(1)提供的機械能等效地傳給每一個主軸(6)，用于實現(xiàn)同時啟動、同速運行和方向相反的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述支撐機構(gòu)(5)的支撐軸為圓弧形，并且與所需強化的管材外圓半徑相匹配，所述支撐軸與管材之間通過摩擦力相互作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述主軸電機(1)和所述進(jìn)給電機(9)為變頻電機，用于控制轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化
8.一種使用權(quán)利要求1-7任一項所述的管材外表面強化裝置進(jìn)行管材外表面強化的方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的管材外表面強化方法，其特征在于，所述步驟S3中，主軸(6)的轉(zhuǎn)速根據(jù)管材的材質(zhì)和工藝需求進(jìn)行設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的管材外表面強化方法，其特征在于，所述步驟S4中，管材的進(jìn)給速度根據(jù)管材的尺寸和工藝需求進(jìn)行設(shè)置。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種管材外表面強化裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述強化刀具(7)的圓弧半徑與所需強化的管材外圓半徑相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述主軸(6)安裝有安裝轉(zhuǎn)盤(4)，所述安裝轉(zhuǎn)盤(4)為“工”型，所述安裝轉(zhuǎn)盤(4)上下兩個端面圓盤上各自均布三個開口，用于安裝所述刀具軸，所述開口底部設(shè)置有螺紋孔，用于固定所述刀具軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述齒輪箱(2)將所述主軸電機(1)提供的機械能等效地傳給每一個主軸(6)，用于實現(xiàn)同時啟動、同速運行和方向相反的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管材外表面強化裝置，其特征在于，所述支撐機構(gòu)(5)的支撐軸為圓弧形，并且與所需強化的管材外圓半徑相匹配，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龍巖，羅金恒，鄺獻(xiàn)任，武剛，朱麗霞，王帥，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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