内螺纹定值冷滚压装置制造方法及图纸

技术编号:8953949 阅读:313 留言:0更新日期:2013-07-24 19:48
本发明专利技术公开了一种内螺纹定值冷滚压装置,它包括滚轮、芯轴、活塞、杆体、压力表和螺钉。所述外露的一端面上设有开口槽,滚轮通过芯轴安装在活塞的开口槽中,活塞中段设有轴向凹槽。所述杆体外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞,轴端轴向安装的螺钉卡在活塞外壁上的轴向凹槽中,组成导向限位的液压油缸结构,杆体内置轴向盲孔联通径向孔共同存放液压油,安装在杆体中段上的压力表借助径向孔沟通轴向盲孔,构成滚轮滚压施力大小通过液压油传递由压力表示值的机构。本发明专利技术采用液压油缸支承滚轮,且可量化显示施压结构,有利于在同一量值条件下批量滚压,确保冷滚压质量一致、稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械加工用器具,特别是一种内螺纹定值冷滚压装置
技术介绍
冷滚压工艺属于非切削工艺之一,在机械加工行业中应用较广泛。在常温状态下金属构件表面被施压的滚轮辗压,迫使金属构件表面粗糙层的微观外凸金属材料产生塑性流动,多余的金属流到相邻微观凹坑中,其结果除提高金属构件表面粗糙度等级,也使金属构件的表面组织晶粒变细和纤维化,从而产生“冷作硬化”现象,达到提高金属构件的强度、表面硬度和抗疲劳能力的目的。当代石油钻井深度达数千米,石油钻具的螺纹接头除承受连接重量、钻井扭矩外,还要承受冲击力,故对所配套的石油钻具有很高强度要求。现有技术主要通过连接结构优化设计、选择优质材料和改善热处理工艺等手段来实现高强度目标。尽管现有技术有效,能够大幅度提高石油钻具强度,但石油钻井工程中仍偶尔发生钻具断裂的恶性事故。多年来经众多行业专家分析、检测和论证,石油钻具断裂几乎都发生在接头螺纹纹根部,其根本原因是切削成形的螺纹表面相对粗糙,存在较大的内应力,易产生疲劳裂纹,在特殊工况条件下钻井难免不发生石油钻具断裂的恶性事故。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术的不足,提出一种利用液压结构推动滚轮施压的内螺纹定值冷滚压装置,该装置结构简单、直接施压、即时量化施压。液压增力结构为非刚性结构,具有较强的缓冲能力,柔性滚动辗压,避免发生金属粘结,确保冷滚压质量。本专利技术通过下述技术方案实现技术目标。内螺纹定值冷滚压装置,它包括滚轮、芯轴、活塞、杆体、压力表和螺钉。其改进之处在于:所述滚轮的外轮缘横截面为尖角朝外的角形。所述活塞为设有密封件的圆柱体,夕卜露的一端面上设有开口槽,滚轮通过芯轴安装在活塞的开口槽中,活塞中段外壁设有轴向凹槽,该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直。所述杆体为刚性轴,外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞,轴端轴向安装的螺钉卡在活塞外壁上的轴向凹槽中,组成导向限位的液压油缸结构,杆体内置轴向盲孔联通径向孔共同存放液压油,安装在杆体中段上的压力表借助径向孔沟通轴向盲孔,构成滚轮滚压施力大小通过液压油传递由压力表示值的机构。上述结构中 ,杆体为三节轴,中段和外伸轴端为不等直径的圆柱轴,夹持段为矩形体。为了提高冷滚压质量,滚轮整体淬硬至HRC50 55。本专利技术与现有技术相比,具有以下积极效果: 1、液压油缸结构简单,制作容易; 2、在液压条件下滚压具有减振作用,被冷滚压的部件表面平整光洁; 3、采用液压油缸支承滚轮,滚压时施力大小通过压力表显示,量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压,确保冷滚压质量一致。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是图1俯视图。图3是图1A-A截面图。图4是图1B-B截面图。图5是本专利技术用于石油钻具接头内螺纹冷滚压的实施例示意图。具体实施方式下面根据附图并结合实施例,对本专利技术作进一步说明。图1和图2所示的内螺纹定值冷滚压装置,它包括滚轮1、芯轴2、活塞3、杆体4、压力表5和螺钉6。所述滚轮I是直接与工件被滚压部位接触,本实施例滚压口径为120mm的石油钻具接头内螺纹,滚轮I的外轮缘横截面为尖角朝外的角形。为了提高滚压质量,滚轮I整体淬硬至HRC50 55。所述活塞3为设有密封件3.1的圆柱体,外露的一端面上设有开口槽,滚轮I通过芯轴2安装在活塞3的开口槽中,活塞3中段外壁设有轴向凹槽,该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直。所述杆体4是主体构件,它是一种刚性轴,外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞3,轴端轴向安装的螺钉6卡在活塞3外壁上的轴向凹槽中,组成导向限位的液压油缸结构,杆体4内置轴向盲孔4.1联通径向孔4.3并共同存放液压油,本实施例中杆体4为三节轴,为增加刚性及承载能力,中段4.2直径比外伸轴端直径粗的圆柱轴。杆体4另一端为夹持段,为了便于装夹,将夹持段制成矩形体。杆体4的中段4.2内置径向孔安装压力表5,径向孔沟通轴向盲孔4.1,构成滚轮I滚压施力大小通过液压油传递由压力表5示值的机构。量化施压有利于控制在同一量值条件下批量冷滚压,确保冷滚压质量一致。本专利技术应用时,先将杆体4的夹持段固定在机床工作台上,通过机床横向传动位移到位,即滚轮I与旋转的石油钻具接头内螺纹接触施压,此时机床工作台按被滚压螺纹的导程纵向移动,滚轮I在绕芯轴2转动时实施对内螺纹的滚压作业。冷滚压是一种利用金属在常温下有“冷作硬化”特性而设计的无切削工艺,被滚压内螺纹表层金属产生微量塑性流动,实现峰谷互补,从而使内螺纹表面粗糙度降低,表层组织冷硬和晶粒细化,形成致密的纤维状。另外,被滚压的内螺纹在冷作硬化过程中残留应力层。总的来说,被冷滚压的石油钻具接头内螺纹 极限强度和屈服点都得到提高,其使用性能、抗疲劳强度、耐磨性和耐蚀性也都有明显的提高,大大延长石油钻具接头的使用寿命,减少失效事故的发生。本专利技术在结构不变的情况下通过置换滚轮1,可对其它轴套类构件的内壁进行冷滚压。例如,选用外轮缘横向截面为圆弧形或矩形的滚轮,就能作石油钻具接头的内台阶进行冷滚压,其应用效果同上述实施例相似。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内螺纹定值冷滚压装置,它包括滚轮(1)、芯轴(2)、活塞(3)、杆体(4)、压力表(5)和螺钉(6);其特征在于:所述滚轮(1)的外轮缘横截面为尖角朝外的角形;所述活塞(3)为设有密封件(3.1)的圆柱体,外露的一端面上设有开口槽,滚轮(1)通过芯轴(2)安装在活塞(3)的开口槽中,活塞(3)中段外壁设有轴向凹槽,该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直;所述杆体(4)为刚性轴,外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞(3),轴端轴向安装的螺钉(6)卡在活塞(3)外壁上的轴向凹槽中,组成导向限位的液压油缸结构,杆体(4)内置轴向盲孔(4.1)联通径向孔(4.3)并共同存放液压油,安装在杆体(4)中段(4.2)上的压力表(5)借助径向孔(4.3)沟通轴向盲孔(4.1),构成滚轮(1)滚压施力大小通过液压油传递由压力表(5)示值的机构。

【技术特征摘要】
1.一种内螺纹定值冷滚压装置,它包括滚轮(I)、芯轴(2)、活塞(3)、杆体(4)、压力表(5)和螺钉(6);其特征在于:所述滚轮(I)的外轮缘横截面为尖角朝外的角形;所述活塞(3)为设有密封件(3.1)的圆柱体,外露的一端面上设有开口槽,滚轮(I)通过芯轴(2)安装在活塞(3)的开口槽中,活塞(3)中段外壁设有轴向凹槽,该轴向凹槽与外置开口槽的轴线相垂直;所述杆体(4)为刚性轴,外伸轴端的外壁上设有径向孔用于安装活塞(3),轴端轴向安装的螺钉(6)卡在活塞(3)外壁上的轴向凹槽中,组成导...

【专利技术属性】
技术研发人员:马根生张希平游志明杨爱华
申请(专利权)人:江苏曙光石油钻采设备有限公司
类型:发明
国别省市:

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