專利名稱：液壓油缸細長活塞桿表面納米強化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓油缸細長活塞桿表面納米強化裝置，屬于表面工程技術領域。
背景技術：
隨著科學技術的進步，各領域對液壓缸的類型要求也越來越廣泛。因此，液壓缸系統內摩擦副表面的強化改性由此成為一個日益關注的課題。表面強化是一種改善機械零件和構件表面性能、提高疲勞強度和耐磨性能的工藝方法，有時還能提高耐腐蝕性能。在表面強化技術中，作為機械方式的強化方法，現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用在技術上也受到一定的限制。如滾壓技術一般只適用于回轉體類、硬度在40HRC以下的零件。而且由于加壓為靜載荷形式，為達到一定量的滾壓變形所需的壓力較大；而噴丸技術通常用于表面質量要求不太高的零件。對于液壓油缸活塞桿而言，目前其表面強化的方式主要是通過淬火的方式來實現。而對于細長活塞桿而言，熱處理通常會使零件變形，改變其尺寸和形狀精度。
發明內容本實用新型提供一種液壓油缸細長活塞桿表面納米強化裝置，用其加工細長活塞桿外表面，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化強化的作用；更進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下的冷塑性特點，運用滾珠高頻振動產生的機械能和溫度略高于室溫的熱能的復合能量對活塞桿表面進行無研磨劑的研磨、強化和微小形變處理，使活塞桿表面達到更好的表面粗糙度，細化表面金屬的晶粒，同時在表面產生壓應力，提高表面顯微硬度，增強其耐磨性和疲勞壽命。本實用新型是通過如下技術方案實現的一種液壓油缸細長活塞桿表面納米強化裝置，包括機床模塊和超聲納米強化裝置，機床模塊包括臥式車床，安裝在臥式車床上用于固定細長活塞桿的夾具、噴油管和刀架；所述的超聲納米強化裝置包括以次連接的控制器、超聲波發生器、換能器、變幅桿和滾珠；換能器與刀架連接。其中，超聲納米強化裝置中的控制器用于調節納米強化過程中超聲波的參數并實時監控超聲波加工的狀態；超聲波發生器用以產生頻率在30KHz交變電壓；換能器將30KHz交變電壓轉換成30KHz的機械振動；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長活塞桿表面進行納米強化。在納米強化的過程中，細長活塞桿由機床模塊驅動；換能器與刀架相連，可沿著細長活塞桿的軸向移動。由噴油管、細長活塞桿、夾具、臥式車床和刀架組成的機床模塊，在納米強化的過程中，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，在臥式車床的驅動下使細長活塞桿按照設定的參數旋轉。工作過程是先對細長活塞桿進行半精車；半精車完畢后精車，根據機件的不同留出超聲波加工量；開啟噴油管，根據細長活塞桿的直徑設置臥式車床的主軸轉速和刀架進給速度，啟動超聲波模塊，進行超聲納米強化處理。[0010]本實用新型具有以下優點I)本實用新型適于低剛度件。在滾珠高頻振動時，靠機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，因此在對零件進行處理時不會因為機械壓力或熱的作用導致零件的變形，可以實現對細長件和薄壁件的加工。由于不是靠機械壓力的作用，因此可以對較硬的材料進行處理，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，高頻的反復塑性變形導致晶粒碎化，這種特殊塑性變形方式可以使材料表層附近的晶粒細化至納米量級，這使得表面晶粒細化程度比超聲沖擊、機械研磨等其他強烈塑性變形方式更為嚴重和均勻。納米晶粒的產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下的冷塑性特點，進行無研磨劑的研磨、強化和微小形變處理，使金屬零件表面達到更理想的表面粗糙度要求，可以使機件的表面光潔度達到RaO. Ol-RaO. 8，這種超光滑的表面進一步增強了其耐磨性。4)效率高。在臥式車床上精車后直接原位進行超聲納米強化處理，省去了活塞桿的中間轉運過程，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為同一基準，行位公差容易保證。
圖I是本實用新型結構示意圖。圖I中1、控制器，2、超聲波發生器，3、換能器，4、變幅桿，5、滾珠，6、噴油管，7、細長活塞桿，8、夾具，9、臥式車床，10、刀架。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖I所示，該裝置主要由超聲納米強化裝置和機床模塊組成。其中，超聲納米強化裝置由控制器I、超聲波發生器2、換能器3、變幅桿4、滾珠5組成。機床模塊由噴油管6、細長活塞桿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化裝置。將控制器I、超聲波發生器2、換能器3、變幅桿4、滾珠5依次連接；將細長活塞桿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，調節換能器3、變幅桿4、滾珠5連接體的軸線與細長活塞桿7的高度保持一致，并與其軸線垂直；調整滾珠5使其轉動靈活、穩定起振。開啟噴油管6，啟動臥式車床9對精車后的細長活塞桿7進行超聲納米強化處理。加工完成后，卸下細長活塞桿7，關閉超聲納米強化裝置。
權利要求1.一種液壓油缸細長活塞桿表面納米強化裝置，其特征是，包括機床模塊和超聲納米強化裝置，機床模塊包括臥式車床(9)，安裝在臥式車床(9)上用于固定細長活塞桿(7)的夾具(8)、噴油管(6)和刀架(10);所述的超聲納米強化裝置包括以次連接的控制器(I)、超聲波發生器(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長活塞桿表面納米強化裝置，屬于表面工程技術領域。主要由超聲納米強化裝置和機床模塊組成。其中，超聲納米強化裝置由控制器、超聲波發生器、換能器、變幅桿、滾珠組成。機床模塊由噴油管、細長活塞桿、夾具、臥式車床和刀架組成。利用納米強化裝置對細長活塞桿進行半精車；半精車完畢后精車，根據機件的不同留出超聲波加工量；開啟噴油管，根據細長活塞桿的直徑設置臥式車床的主軸轉速和刀架進給速度，啟動超聲納米強化裝置，進行超聲納米強化處理。有益效果是提高了活塞桿表面顯微硬度，增強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 優先權日2011年12月6日
發明者王世永, 閆梅 申請人:徐州永佳液壓設備有限公司