弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具及滚压方法技术

一种弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具及滚压方法。滚压轮位于刀杆一端，并使位于刀杆端头的滚压轮以悬臂梁的形式伸入轴承孔，通过弹簧施加力，实现对该轴承孔的滚压强化，在零件表面引入残余压应力，以提高材料抗疲劳强度，提高制品服役期限即使用寿命。本发明专利技术能够对内孔表面滚压，解决了现有滚压装置不能滚压轴承孔的技术问题。通过本发明专利技术滚压后的轴承孔表面粗糙度为Ra0.2μm，硬化层深度为0.5‑1.5mm。

【技术实现步骤摘要】
弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具及滚压方法
本专利技术涉及航空机械表面滚压强化技术，特别地本专利技术公开一种航空机轮轴承孔滚压具及方法。
技术介绍
航空机轮是飞机包括直升机等有轮航空器起飞着陆装置重要设备之一，承受较大的结构载荷。随着机轮使用寿命和机轮载荷要求的提高，对机轮设计和制造技术也提出了新的要求。机轮轴承孔是轮毂在轮轴上的支承点，轴承安装在轮毂轴承孔，机轮通过轴承围绕轮轴旋转，以便利飞机在地面运动。机轮轴承孔部位受力较大，特别是轴承孔根部(轴承孔底台与孔壁相接处)因结构限制圆角过渡半径r较小，轴承孔根部比较尖或很尖，应力集中严重，容易诱发和萌生疲劳裂纹，导致机轮毂部断裂破坏，甚至造成事故。滚压是一种有效、经济和环保的表面强化技术，显著改善和提高机械制品的疲劳强度和服役寿命，已在航空机轮固定轮缘R、卡环槽处运用。滚压作业也是无切削过程，它是用滚压轮代之以刀尖，滚压轮安装固定在刀杆或带施力机构的刀座端头，或安装固定在刀杆端头旁边，对需要强化的表面在滚压力作用下进行滚碾压平。现有航空机轮没有积极意识到需要对轴承孔实施表面滚压强化，经历台架试验和外场使用，轴承孔部位对长寿命、高负荷航空机轮健壮性影响凸显出来了，有必要对轴承孔滚压强化，而现有机轮滚压装置只能滚压外圆表面，滚压轮进不到轴承孔里。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不足，本专利技术提出一种弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具及滚压方法。所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具包括滚压轮、移动刀杆、刀座、活塞杆、弹簧和端盖。所述移动刀杆一端端面中心有用于安装滚压轮的轴颈；该移动刀杆另一端安装在刀座的上端面。活塞杆和弹簧均位于所述的刀座内，并使该活塞杆与移动刀杆的杆身插接配合。该弹簧的一个端面与活塞杆的端面贴合；所述弹簧的另一端套装在位于所述刀座内的支座上端面中心的凸台上。支座通过螺钉定位；端盖通过螺钉固定在所述刀座的下端面上；所述滚压轮背离刀杆一端的端面外缘处有环形凹槽；所述滚压轮的外圆周表面由弧面和斜面组成。所述环形凹槽的深度为0.5～1.2mm，并且该环形凹槽的槽底面与滚压轮的端面以斜面平滑过渡；该环形凹槽外边缘距离滚压轮外圆周表面的圆弧顶点的距离La为4～5mm。所述滚压轮的外圆周表面的弧面与待滚压强化的表面接触，为实施滚压强化的工作面；该工作面中的圆弧半径与待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径一致，或小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径；当所述工作面中的圆弧半径小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径时，机轮轴承孔根部过渡半径与工作面中的圆弧半径的差≤0.05mm。所述的刀座为中空的长方体，一端端面的几何中心有螺钉的安装孔；另一端的端面有U形的插口。该刀座的内孔为圆形；所述内孔的孔径与活塞杆的上的活塞头的直径相同，并使二者之间滑动配合。该内孔表面的上部有径向凸出的活塞杆的限位台；该限位台处的内径与活塞杆杆身的直径相同，并使二者之间滑动配合，并支承活塞杆，同时限制活塞杆的行程。在所述刀座外表面一侧有凸出的条形装夹台，通过装夹台将刀座装夹在车床上。所述装夹台的高度小于刀座的高度；该装夹台的长度等于刀座的长度与端盖的长度之和。所述的活塞杆的外圆周表面为三级阶梯面。其中活塞杆上端的外径与移动刀杆上的活塞杆安装孔的孔径相同；该活塞杆下端的外径与所述刀座的内径相同，并使二者之间间隙配合；该活塞杆杆身的直径与所述刀座中部凸台处的内径相同，并使二者之间间隙配合。在所述活塞杆上端的阶梯差所形成的端面用于固定和支承移动刀杆。所述端盖中心有螺孔，螺钉拧入该螺孔中，通过该螺钉推动支座向刀座孔内移动，进而压缩弹簧推动活塞杆，从而推动移动刀杆将滚压轮压在要滚压的表面上；刀座夹持固定后，机轮轴承孔端面距开刀座外侧面有不少于25mm间距。本专利技术提出的利用所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具对航空机轮轴承孔滚压强化的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1、装夹滚压具。步骤2、滚压。将滚压轮中心线水平对正机轮轴承孔中心线；开动机床通过操纵托板使滚压轮压与机轮轴承孔表面接触；当滚压轮接触机轮轴承孔表面后，调整螺钉压向弹簧，使弹簧逐步变形产生弹簧力至所需滚压力，从机轮轴承孔孔口处对机轮轴承内表面径向加压；匀速纵向进刀，当滚压轮走刀到机轮轴承孔底时，操纵托板纵向进给，滚压轮对机轮轴承内表面施加纵向加压力并保持25～35s该压力；将滚压轮保持纵向加压，即对机轮轴承孔底台面加压，匀速横向退刀，至机轮轴承孔底台面凸缘，即从机轮轴承孔底内圆孔改出滚压轮，拧松螺钉退出，解除弹簧力。完成第一次滚压。滚压中采用机油或机油与煤油混合液对滚压轮和滚压面润滑冷却。滚压时车床主轴的转速为35～90转/min，滚压余量为：0.03～0.08mm，走刀速度为15～25mm/min。滚压后，检测机轮轴承孔内表面的粗糙度、硬化层深度以及机轮轴承孔尺寸。若达不到滚压要求，重复所述第一次滚压过程，直至达到要求；所述的粗糙度为Ra0.2μm；硬化层深度为0.5-1.5mm。滚压前轴承孔的直径不能加工到位，留有0.03-0.08mm的滚压余量。本专利技术使滚压轮位于刀杆一端，并使刀杆以悬臂梁的形式伸入轴承孔，通过弹簧施加力，实现对该轴承孔的滚压强化。滚压强化主要是在零件表面引入残余压应力，以提高材料抗疲劳强度，提高制品服役期限即使用寿命。通过本专利技术滚压后的轴承孔表面粗糙度为Ra0.2μm，硬化层深度为0.5-1.5mm。滚压强化主要是在零件表面引入残余压应力，以提高材料抗疲劳强度，提高制品服役期限即使用寿命。本专利技术对现有滚压装置改造得到的滚压具，可以对内孔表面滚压，解决了现有滚压装置不能滚压轴承孔的技术问题。本专利技术结构合理，简便可行，可有效解决现有技术存在不足。本专利技术是通过下述途径来实现的：将滚压轮设置成处在离开刀杆或刀座固定点一段距离，以适当长度的悬臂梁形式伸入机轮轴承孔实现滚压强化的目的。使用本专利技术解决了现有滚压装置不能滚压轴承孔的技术问题，扩大了表面滚压强化技术在航空机轮上的应用范围，同时，采用本专利技术对机轮轴承孔表面特别是轴承孔根部滚压强化，引入有益的残余压应力，改善应力集中和受力状况，提高了该部位疲劳强度，延缓了疲劳裂纹萌生，提高了机轮承载能力和使用寿命。根据现有理论分析和样机试验，轴承孔根部滚压强化后疲劳强度提高至少25％以上，满足长寿命、高负荷航空机轮技术使用要求。附图说明图1是专利技术的结构示意图；图2是图1中滚压轮的局部放大图；图3是刀座的立体结构示意图。图中：1.滚压轮；2.端盖；3.轴承；4.轴颈；5.螺钉；6.移动刀杆；7.刀座；8.活塞杆；9.弹簧；10.支座；M：装夹面。具体实施方式实施例1本实施例是一种航空机轮轴承孔滚压具，包括滚压轮1、移动刀杆6、刀座7、活塞杆8、端盖2。所述移动刀杆为直柄刀杆，刀杆身为矩形截面。该移动刀杆一端端面中心有轴颈4，用于安装滚压轮1；该移动刀杆另一端安装在刀座7上。活塞杆8和弹簧9均位于所述的刀座内，并使该活塞杆与移动刀杆6的杆身插接配合。该弹簧的一个端面与活塞杆的端面贴合；所述弹簧的另一端套装在位于所述刀座内的支座10上端面中心的凸台上。支座10通过螺钉5定位；端盖2通过螺钉5固定在所述刀座的下端面上。滚压轮1的中心孔内安装有轴承3，通过该轴承将所述滚压轮安装在刀杆端头轴颈上。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，包括滚压轮、移动刀杆、刀座、活塞杆、弹簧和端盖；所述移动刀杆一端端面中心有用于安装滚压轮的轴颈；该移动刀杆另一端安装在刀座的上端面；活塞杆和弹簧均位于所述的刀座内，并使该活塞杆与移动刀杆的杆身插接配合；该弹簧的一个端面与活塞杆的端面贴合；所述弹簧的另一端套装在位于所述刀座内的支座上端面中心的凸台上；支座通过螺钉定位；端盖通过螺钉固定在所述刀座的下端面上；所述滚压轮背离刀杆一端的端面外缘处有环形凹槽；所述滚压轮的外圆周表面由弧面和斜面组成。

【技术特征摘要】
1.一种弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，包括滚压轮、移动刀杆、刀座、活塞杆、弹簧和端盖；所述移动刀杆一端端面中心有用于安装滚压轮的轴颈；该移动刀杆另一端安装在刀座的上端面；活塞杆和弹簧均位于所述的刀座内，并使该活塞杆与移动刀杆的杆身插接配合；该弹簧的一个端面与活塞杆的端面贴合；所述弹簧的另一端套装在位于所述刀座内的支座上端面中心的凸台上；支座通过螺钉定位；端盖通过螺钉固定在所述刀座的下端面上；所述滚压轮背离刀杆一端的端面外缘处有环形凹槽；所述滚压轮的外圆周表面由弧面和斜面组成。2.如权利要求1所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，所述环形凹槽的深度为0.5～1.2mm，并且该环形凹槽的槽底面与滚压轮的端面以斜面平滑过渡；该环形凹槽外边缘距离滚压轮外圆周表面的圆弧顶点的La为4～5mm。3.如权利要求1所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，所述滚压轮的外圆周表面的弧面与待滚压强化的表面接触，为实施滚压强化的工作面；该工作面中的圆弧半径与待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径一致，或小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径；当所述工作面中的圆弧半径小于待滚压强化的机轮轴承孔根部过渡半径时，机轮轴承孔根部过渡半径与工作面中的圆弧半径的差≤0.05mm。4.如权利要求1所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，所述的刀座为中空的长方体，一端端面的几何中心有螺钉的安装孔；另一端的端面有U形的插口；该刀座的内孔为圆形；所述内孔的孔径与活塞杆的上的活塞头的直径相同，并使二者之间滑动配合；该内孔表面的上部有径向凸出的活塞杆的限位台；该限位台处的内径与活塞杆杆身的直径相同，并使二者之间滑动配合，并支承活塞杆，同时限制活塞杆的行程；在所述刀座外表面一侧有凸出的条形装夹台，通过装夹台将刀座装夹在车床上；所述装夹台的高度小于刀座的高度；该装夹台的长度等于刀座的长度与端盖的长度之和。5.如权利要求1所述弹簧施力的航空机轮轴承孔滚压具，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永乐，娄金涛，杨尊社，王宏儒，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61