本实用新型专利技术公开了一套裂纹限制孔制备工具，适用于高硬度材料裂纹限制孔的制备。该裂纹限制孔制备工具包含有采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等热穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨机（６）和磨头，磨轮（３）和固定杆（１）连接组成磨头，磨头和直磨机（６）匹配时，磨头通过固定杆（１）与直磨机（６）连接；磨头和直磨机（６）不匹配时，磨头通过固定杆（１）插入开口筒夹（２）内与直磨机（６）连接。为延长磨头寿命，磨轮（３）直径Φ５－８ｍｍ；磨轮（３）长度２０－２５ｍｍ；磨轮（３）顶部倒角或呈纺锥流线型过渡。本实用新型专利技术弥补了碳弧气刨、电弧穿孔等热穿孔方法制备裂纹限制孔的不足，克服了高硬度材料难于钻孔的难题，消除应力集中和裂纹隐患，并使限制孔表面粗糙度达到机加工水平。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种裂纹限制孔的制备工具，特别是关于高强度装甲钢裂纹限制孔的制备。
技术介绍
重型装备，特别是装甲装备在使用过程中，有时不可避免地会产生裂纹。在对裂纹进行修复的过程中，需要在裂纹两端打限制孔，以防止裂纹的进一步扩展。目前，制备裂纹限制孔主要有两种方法机械钻孔法和热穿孔法。采用钻孔等机械法制备的裂纹限制孔表面光滑，当材料硬度小于HRC45时，通常情况下可以采用机械钻孔法来制备裂纹限制孔；但是当材料硬度大于HRC45时，如高硬度装甲钢，虽然在理论上可以采用硬质合金刀具在高硬度材料基体上进行钻孔，但是，由于硬质合金较脆，容易折断，不但成本高、而且清理镶嵌在基体中、折断的硬质合金刀具既费工又费时，实际应用时存在困难。热穿孔法包括激光打孔、碳弧气刨、电弧穿孔、热切割(如气割等)穿孔等，其中激光打孔热影响区小，表面较光滑，原则上可以用于制备裂纹限制孔；但是，激光打孔设备昂贵、成本高，也难于实现野外作业，一般很少应用激光制备裂纹限制孔。采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等方法制备裂纹限制孔，方便灵活，某些装甲车辆制造厂、大修厂和部队修理分队采用上述方法直接刺透装甲基体制备裂纹限制孔，此方法虽然可轻易地在高硬度材料基体上打孔，但由于限制孔表面粗糙不平、限制孔附近存在热影响区、孔边硬化层、渗碳层、氧化皮、熔渣、甚至开裂等缺陷，留下应力集中和裂纹隐患；裂纹修复后，在限制孔附近开裂的现象时有发生。
技术实现思路
本技术提出了一套裂纹限制孔制备工具，目的在于去除裂纹限制孔孔边硬化层、渗碳层、氧化皮、熔渣、甚至开裂等缺陷，克服碳弧气刨、电弧穿孔等热穿孔方法制备裂纹限制孔的不足，最大限度地发挥裂纹限制孔在止裂方面的作用。本技术包含有采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等热穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨机和磨头，磨轮和固定杆连接组成磨头，磨头和直磨机匹配时，磨头通过固定杆与直磨机连接；磨头和直磨机不匹配时，磨头通过固定杆插入开口筒夹内与直磨机连接。为延长磨头寿命，磨轮直径Φ5-8mm；磨轮长度20-25mm；磨轮顶部倒角或呈纺锥流线型过渡。本技术提出的一套热穿孔加直磨机打磨裂纹限制孔的制备工具，综合了热穿孔法和磨削加工的优点，弥补了碳弧气刨、电弧穿孔等热穿孔方法制备裂纹限制孔的不足，从而可以最大限度地发挥裂纹限制孔在防止裂纹扩展方面的作用。附图说明图1为改进后的磨头和开口筒夹的组件结构图；图2为直磨机打磨制备裂纹限制孔结构图。具体实施方式本技术提出了一套热穿孔加直磨机打磨裂纹限制孔的制备工具。目前在市场上可买到规格为Φ3.0和Φ6.0mm(夹持端直径)的标准磨头(包括磨轮和固定杆)，磨轮材质为刚玉或碳化硅、尺寸分别为Φ6.0×12.5和Φ25.0(max.)×32，主要用于机加工表面的精整加工。热穿孔制备的限制孔直径位于Φ6.0～10.0mm范围内，采用规格为Φ3.0mm的磨头磨削限制孔内壁较合适；在对限制孔进行磨削时，原则上可选用与Φ3.0mm规格磨头匹配的直磨机，但该类直磨机功率较小，为提高效率，建议优先采用与Φ6.0mm规格磨头匹配的直磨机(输入电压220V；输入功率500W；空载转速27000RPM；净重约1.3kg)。如图1所示，当采用与Φ6.0mm规格磨头匹配的直磨机磨削限制孔时，由于磨头规格为Φ3.0mm，需要设计开口筒夹2，磨头的固定杆1插入开口筒夹2内，开口筒夹2将直磨机6和特制磨头连接在一起，开口筒夹2材料选用45#钢或65#弹簧钢，油淬淬火处理。由于热穿孔制备的限制孔内壁远比机加工表面粗糙，磨削阻力大，而市售Φ3.0mm磨头的磨轮长度较短(12.5mm)，磨轮消耗快，为延长磨头使用寿命，需将磨轮3长度加长至20～25mm，磨轮3直径改为Φ5.0～8.0mm；为改善磨头的受力状态，磨轮3顶部倒角或呈纺锥流线型过渡。图2为直磨机打磨制备裂纹限制孔结构图。首先找出裂纹5的始、末端，在其延长线上5～10mm处，采用热穿孔方法制备直径Φ6～10mm的限制孔4。然后将特制磨头和开口筒夹2组件装配在直磨机6上，利用直磨机6对裂纹限制孔4进行打磨，保证去除孔边硬化层、渗碳层、氧化皮、熔渣、甚至开裂等缺陷，消除应力集中和裂纹隐患，并使限制孔表面粗糙度达到机加工水平(12.5μm以下)。权利要求1.一种裂纹限制孔制备工具，包含有采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等热穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨机(6)和磨头，磨轮(3)和固定杆(1)连接组成磨头，磨头和直磨机(6)匹配时，磨头通过固定杆(1)与直磨机(6)连接；磨头和直磨机(6)不匹配时，磨头通过固定杆(1)插入开口筒夹(2)内与直磨机(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种裂纹限制孔制备工具，其特征在于磨轮(3)直径Φ5-8mm；磨轮(3)长度20-25mm；磨轮(3)顶部倒角或呈纺锥流线型过渡。专利摘要本技术公开了一套裂纹限制孔制备工具，适用于高硬度材料裂纹限制孔的制备。该裂纹限制孔制备工具包含有采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等热穿孔方法穿孔的工具，其特征在于配有直磨机(6)和磨头，磨轮(3)和固定杆(1)连接组成磨头，磨头和直磨机(6)匹配时，磨头通过固定杆(1)与直磨机(6)连接；磨头和直磨机(6)不匹配时，磨头通过固定杆(1)插入开口筒夹(2)内与直磨机(6)连接。为延长磨头寿命，磨轮(3)直径Φ5－8mm；磨轮(3)长度20－25mm；磨轮(3)顶部倒角或呈纺锥流线型过渡。本技术弥补了碳弧气刨、电弧穿孔等热穿孔方法制备裂纹限制孔的不足，克服了高硬度材料难于钻孔的难题，消除应力集中和裂纹隐患，并使限制孔表面粗糙度达到机加工水平。文档编号B23P23/00GK2806042SQ20042011557公开日2006年8月16日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日专利技术者谭伟, 张骅, 冯建林, 梁志杰, 王海军 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种裂纹限制孔制备工具，包含有采用碳弧气刨、电弧穿孔、热切割穿孔等热穿孔方法穿孔的工具，其特征在于：配有直磨机（６）和磨头，磨轮（３）和固定杆（１）连接组成磨头，磨头和直磨机（６）匹配时，磨头通过固定杆（１）与直磨机（６）连接；磨头和直磨机（６）不匹配时，磨头通过固定杆（１）插入开口筒夹（２）内与直磨机（６）连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟，张骅，冯建林，梁志杰，王海军，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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