[发明专利]一种金属管材内壁表面滚压加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种金属管材内壁表面滚压加工装置及加工方法，采用滚压轮、连接轴和压头形成能够自转及公转的滚压结构，滚压轮为圆锥体，连接轴一端和压头一端固定连接，连接轴和压头之间沿连接轴轴线周向均匀设置多个滚压轮，通过利用锥体结构的滚压轮表面能够对待加工金属管材的内表面逐步扩撑，同时，采用连接轴和压头作为滚压头的自转支架，滚压头在轴向进给的过程中，同时能够自转滚压，避免滚压头与管材内表面滑动摩擦而导致擦伤的问题，本发明采用锥体滚压轮，能够循序滚压，避免金属管材内壁表面大幅度的扩撑，结构简单，可实现对金属管材内壁等空间狭小工件的机械表面加工，有效提高该类材料的加工效率、提升制品使用性能、降低生产能耗。

技术领域

本发明属于金属管材内壁表面加工技术领域，具体涉及一种金属管材内壁表面滚压加工装置及方法。

背景技术

在腐蚀介质和载荷的作用下，油管等金属管材发生的腐蚀等失效大多数是从内壁开始的，对材料表面的结构及表层性能十分敏感。表面工程技术正是被广泛应用来解决此类问题的表面强化处理工艺。机械表面处理是在金属表面引入塑性变形，甚至产生加工硬化，并产生残余压应力的强化方法，目前传统的机械表面强化处理如表面喷丸、激光表面冲击等技术中，设备通常较复杂且庞大，对操作空间要求大，对于金属管材等难以实现内壁的机械表面强化处理，无法有效提高金属管材内壁的耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属管材内壁表面滚压加工装置及方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属管材内壁表面滚压加工装置，包括滚压轮、连接轴和压头，滚压轮为圆锥体，连接轴一端和压头一端固定连接，连接轴和压头之间沿连接轴轴线周向均匀设置多个滚压轮，滚压轮的轴线与连接轴的轴线平行，滚压轮能够沿其自身轴线转动，连接轴能够带动滚压轮沿连接轴的轴线转动。

进一步的，滚压轮两端设有其轴线同轴的定位孔，压头与滚压轮接触一端端面设有定位孔，连接轴与滚压轮接触一端端面设有定位孔，压头与滚压轮的定位孔之间设有第一滚珠，连接轴与滚压轮的定位孔之间设有第二滚珠。

进一步的，压头的一端设有螺纹杆，连接轴的一端设有通孔，压头的一端穿过连接轴的通孔通过螺母紧固连接，滚压轮两端分别与连接轴和压头通过滚珠接触。

进一步的，连接轴的另一端与机床旋转进给轴固定连接。

进一步的，压头与连接轴连接的中段为锥体，锥体表面与滚压轮表面贴合。

进一步的，滚压轮设有沿其轴线设置的通孔，连接轴与压头相对一端端面分别设有一个定位孔，连接轴与压头的定位之间设有定位销，滚压轮通过定位销固定于连接轴与压头之间，滚压轮与连接轴之间以及滚压轮与压头之间均设有轴承。

进一步的，滚压轮锥体表面安装有调节片，调节片卡箍在滚压轮表面。

一种金属管材内壁表面滚压加工方法，包括以下步骤：

步骤1)：将待加工金属管材固定于机床固定轴上，按滚压要求取相应规格的滚压轮，将滚压轮通过压头与连接轴配合压紧安装，然后将连接轴的另一端固定于机床旋转进给轴上；

步骤2)：通过旋转进给轴按设定进给速度以及转动速度工作，滚压轮从所需加工管材的一端开始第一次滚压，直至对所需加工内壁全部完成第一次滚压，此为一个滚压加工周期；

步骤3)：一个滚压加工周期结束后，回到初始位置进行下一个加工周期；或滚压过程反向以末端作为起点开始下一个加工周期；直至在金属管材内壁形成均匀加工深度的表面。

进一步的，待加工金属管材内表面涂润滑油、润滑脂、合金化膜层或防护膜。

进一步的，滚压加工后可对待加工金属管材进行热处理。