專利名稱：裂紋限制孔制備工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種裂紋限制孔的制備工具，特別是關(guān)于高強度裝甲鋼裂紋限制孔的制備。
背景技術(shù)：
重型裝備，特別是裝甲裝備在使用過程中，有時不可避免地會產(chǎn)生裂紋。在對裂紋進(jìn)行修復(fù)的過程中，需要在裂紋兩端打限制孔，以防止裂紋的進(jìn)一步擴展。目前，制備裂紋限制孔主要有兩種方法機械鉆孔法和熱穿孔法。采用鉆孔等機械法制備的裂紋限制孔表面光滑，當(dāng)材料硬度小于HRC45時，通常情況下可以采用機械鉆孔法來制備裂紋限制孔；但是當(dāng)材料硬度大于HRC45時，如高硬度裝甲鋼，雖然在理論上可以采用硬質(zhì)合金刀具在高硬度材料基體上進(jìn)行鉆孔，但是，由于硬質(zhì)合金較脆，容易折斷，不但成本高、而且清理鑲嵌在基體中、折斷的硬質(zhì)合金刀具既費工又費時，實際應(yīng)用時存在困難。
熱穿孔法包括激光打孔、碳弧氣刨、電弧穿孔、熱切割(如氣割等)穿孔等，其中激光打孔熱影響區(qū)小，表面較光滑，原則上可以用于制備裂紋限制孔；但是，激光打孔設(shè)備昂貴、成本高，也難于實現(xiàn)野外作業(yè)，一般很少應(yīng)用激光制備裂紋限制孔。采用碳弧氣刨、電弧穿孔、熱切割穿孔等方法制備裂紋限制孔，方便靈活，某些裝甲車輛制造廠、大修廠和部隊修理分隊采用上述方法直接刺透裝甲基體制備裂紋限制孔，此方法雖然可輕易地在高硬度材料基體上打孔，但由于限制孔表面粗糙不平、限制孔附近存在熱影響區(qū)、孔邊硬化層、滲碳層、氧化皮、熔渣、甚至開裂等缺陷，留下應(yīng)力集中和裂紋隱患；裂紋修復(fù)后，在限制孔附近開裂的現(xiàn)象時有發(fā)生。
實用新型內(nèi)容本實用新型提出了一套裂紋限制孔制備工具，目的在于去除裂紋限制孔孔邊硬化層、滲碳層、氧化皮、熔渣、甚至開裂等缺陷，克服碳弧氣刨、電弧穿孔等熱穿孔方法制備裂紋限制孔的不足，最大限度地發(fā)揮裂紋限制孔在止裂方面的作用。
本實用新型包含有采用碳弧氣刨、電弧穿孔、熱切割穿孔等熱穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨機和磨頭，磨輪和固定桿連接組成磨頭，磨頭和直磨機匹配時，磨頭通過固定桿與直磨機連接；磨頭和直磨機不匹配時，磨頭通過固定桿插入開口筒夾內(nèi)與直磨機連接。
為延長磨頭壽命，磨輪直徑Φ5-8mm；磨輪長度20-25mm；磨輪頂部倒角或呈紡錐流線型過渡。
本實用新型提出的一套熱穿孔加直磨機打磨裂紋限制孔的制備工具，綜合了熱穿孔法和磨削加工的優(yōu)點，彌補了碳弧氣刨、電弧穿孔等熱穿孔方法制備裂紋限制孔的不足，從而可以最大限度地發(fā)揮裂紋限制孔在防止裂紋擴展方面的作用。


圖1為改進(jìn)后的磨頭和開口筒夾的組件結(jié)構(gòu)圖；圖2為直磨機打磨制備裂紋限制孔結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本實用新型提出了一套熱穿孔加直磨機打磨裂紋限制孔的制備工具。目前在市場上可買到規(guī)格為Φ3.0和Φ6.0mm(夾持端直徑)的標(biāo)準(zhǔn)磨頭(包括磨輪和固定桿)，磨輪材質(zhì)為剛玉或碳化硅、尺寸分別為Φ6.0×12.5和Φ25.0(max.)×32，主要用于機加工表面的精整加工。熱穿孔制備的限制孔直徑位于Φ6.0～10.0mm范圍內(nèi)，采用規(guī)格為Φ3.0mm的磨頭磨削限制孔內(nèi)壁較合適；在對限制孔進(jìn)行磨削時，原則上可選用與Φ3.0mm規(guī)格磨頭匹配的直磨機，但該類直磨機功率較小，為提高效率，建議優(yōu)先采用與Φ6.0mm規(guī)格磨頭匹配的直磨機(輸入電壓220V；輸入功率500W；空載轉(zhuǎn)速27000RPM；凈重約1.3kg)。
如圖1所示，當(dāng)采用與Φ6.0mm規(guī)格磨頭匹配的直磨機磨削限制孔時，由于磨頭規(guī)格為Φ3.0mm，需要設(shè)計開口筒夾2，磨頭的固定桿1插入開口筒夾2內(nèi)，開口筒夾2將直磨機6和特制磨頭連接在一起，開口筒夾2材料選用45#鋼或65#彈簧鋼，油淬淬火處理。由于熱穿孔制備的限制孔內(nèi)壁遠(yuǎn)比機加工表面粗糙，磨削阻力大，而市售Φ3.0mm磨頭的磨輪長度較短(12.5mm)，磨輪消耗快，為延長磨頭使用壽命，需將磨輪3長度加長至20～25mm，磨輪3直徑改為Φ5.0～8.0mm；為改善磨頭的受力狀態(tài)，磨輪3頂部倒角或呈紡錐流線型過渡。
圖2為直磨機打磨制備裂紋限制孔結(jié)構(gòu)圖。首先找出裂紋5的始、末端，在其延長線上5～10mm處，采用熱穿孔方法制備直徑Φ6～10mm的限制孔4。然后將特制磨頭和開口筒夾2組件裝配在直磨機6上，利用直磨機6對裂紋限制孔4進(jìn)行打磨，保證去除孔邊硬化層、滲碳層、氧化皮、熔渣、甚至開裂等缺陷，消除應(yīng)力集中和裂紋隱患，并使限制孔表面粗糙度達(dá)到機加工水平(12.5μm以下)。
權(quán)利要求1.一種裂紋限制孔制備工具，包含有采用碳弧氣刨、電弧穿孔、熱切割穿孔等熱穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨機(6)和磨頭，磨輪(3)和固定桿(1)連接組成磨頭，磨頭和直磨機(6)匹配時，磨頭通過固定桿(1)與直磨機(6)連接；磨頭和直磨機(6)不匹配時，磨頭通過固定桿(1)插入開口筒夾(2)內(nèi)與直磨機(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裂紋限制孔制備工具，其特征在于磨輪(3)直徑Φ5-8mm；磨輪(3)長度20-25mm；磨輪(3)頂部倒角或呈紡錐流線型過渡。
專利摘要本實用新型公開了一套裂紋限制孔制備工具，適用于高硬度材料裂紋限制孔的制備。該裂紋限制孔制備工具包含有采用碳弧氣刨、電弧穿孔、熱切割穿孔等熱穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨機(6)和磨頭，磨輪(3)和固定桿(1)連接組成磨頭，磨頭和直磨機(6)匹配時，磨頭通過固定桿(1)與直磨機(6)連接；磨頭和直磨機(6)不匹配時，磨頭通過固定桿(1)插入開口筒夾(2)內(nèi)與直磨機(6)連接。為延長磨頭壽命，磨輪(3)直徑Φ5－8mm；磨輪(3)長度20－25mm；磨輪(3)頂部倒角或呈紡錐流線型過渡。本實用新型彌補了碳弧氣刨、電弧穿孔等熱穿孔方法制備裂紋限制孔的不足，克服了高硬度材料難于鉆孔的難題，消除應(yīng)力集中和裂紋隱患，并使限制孔表面粗糙度達(dá)到機加工水平。
文檔編號B23P23/00GK2806042SQ20042011557
公開日2006年8月16日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者譚偉, 張驊, 馮建林, 梁志杰, 王海軍 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院