本發(fā)明涉及煤炭機械領(lǐng)域，特別涉及一種礦用活柱的加工方法。

背景技術(shù)：

伴隨30多年煤炭的大規(guī)模開采與使用，煤炭機械也得到蓬勃發(fā)展。尤其是支護類產(chǎn)品(也稱活柱)，從摩擦支柱到單體液壓支柱的升級，再發(fā)展到大綜采(全機械化采煤)所使用的懸移液壓支架。全國每年大約生產(chǎn)300萬架懸移液壓支架，產(chǎn)生巨大的市場，同時有約30多家企業(yè)在生產(chǎn)該產(chǎn)品。因煤礦里環(huán)境的特殊性(高濕度、高粉塵、高酸性或堿性環(huán)境)會對鐵基材料造成嚴重腐蝕，使支架關(guān)鍵部件立柱的油缸和支撐桿銹蝕損壞或報廢。所以生產(chǎn)懸移液壓支架的企業(yè)在生產(chǎn)過程中都要對支架油缸的密封表面進行防腐處理，才能使立柱有一定的壽命。由此產(chǎn)生各種防腐工藝應用到立柱的生產(chǎn)過程中。

目前市場上采用的修復工藝有兩種方法：1.電鍍工藝2.鎳鈦合金復合工藝。以上兩種方法設計思路相同，都是在鋼管工作表面施加一層防腐層，來隔離腐蝕介質(zhì)與基體的接觸，達到防腐的目的。但實施工藝因不同而造成適用范圍和防腐性能差別巨大。當前普遍使用的電鍍工藝因其生產(chǎn)過程會造成環(huán)境嚴重污染，使用壽命低(約一年左右)等缺點，滿足不了現(xiàn)代工業(yè)的要求，逐浙被放棄使用轉(zhuǎn)而研發(fā)新工藝來替代。鎳鈦合金復合工藝因其生產(chǎn)過程環(huán)保無污染、生產(chǎn)效率高和制成品使用壽命長(理論上可永久防腐)等特點，逐漸被各家企業(yè)視為理想的新工藝，并投入大量資金進行研發(fā)。但其技術(shù)含量高，參數(shù)要求精密，過程控制難、復合成型不穩(wěn)定等技術(shù)難點一直未被攻克。

目前，采用鑲套法來生產(chǎn)一種復合管，在該方法中，用1.2mm厚的鎳鈦合金復焊管加熱膨脹，用液壓力套進鋼管表面，冷卻后利用收縮力使合金管附著在鋼管表面，并形成防腐層。但是其有以下缺點：

①對工件的機械尺寸精度要求極其嚴格，如尺寸精度(合金管的內(nèi)徑尺寸、圓度和圓柱度)不達標則會造成合金層和鋼管層存在間隙而相對松滑進而影響使用效果。

②要求薄壁合金管(因其剛度差，易變形)具有精密的尺寸精度，在技術(shù)上難度太高，不易實現(xiàn)。

③成型后，兩金屬層之間始終存在間隙，影響活柱的機械性能和強度。

④生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品廢品率高。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種礦用活柱的加工方法，復合后的合金層的附著力極強，能達到進行機械加工的強度，生產(chǎn)效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種礦用活柱的加工方法，該礦用活柱為管狀體，該加工方法包括如下步驟：將活柱本體需要復合處的外圓進行車加工，并清洗烘干；用合金板材滾壓成合金管，將合金管的表面清洗并烘干；將合金管套設在活柱本體上進而形成一種復合工件；以及拉動復合工件穿過具有定徑孔的合金拉模，定徑孔的內(nèi)徑小于合金管的外徑，復合工件在定徑孔內(nèi)擠壓穿過時，合金管產(chǎn)生塑性變形并與活柱本體的表面復合成一體進而形成礦用活柱。

優(yōu)選地，復合工件通過拉頭驅(qū)動活柱本體的尾端進而穿過定徑孔。

優(yōu)選地，在活柱本體的頭部安裝導向頭，合金管固定在導向頭上，復合工件先由其導向頭部分穿過定徑孔。

優(yōu)選地，活柱本體為碳鋼管，合金管為鎳鈦合金管。

優(yōu)選地，鎳鈦合金管厚0.5-2mm。

優(yōu)選地，定徑孔的內(nèi)徑小于合金管的外徑0.25mm～0.4mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：對合金管尺寸精度不做要求，制管成型容易。復合后的合金層對鋼管的附著力極強，能達到進行機械加工的強度。成型后，兩金屬層之間無間隙，不影響活柱表面的密封性能和強度。生產(chǎn)效率高，無廢品率。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中冷擠壓復合加工中心的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中冷擠壓復合加工中心的一種狀態(tài)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中冷擠壓復合加工中心的另一種狀態(tài)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中冷擠壓復合加工中心的鉗車機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中冷擠壓復合加工中心的合金拉模的結(jié)構(gòu)圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的礦用活柱的加工方法中復合工件的拼裝示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

根據(jù)本發(fā)明具體實施方式的一種礦用活柱的加工方法，該礦用活柱為管狀體，結(jié)合圖1至圖6，該加工方法包括如下步驟：

第一步，將活柱本體61需要復合處的外圓進行車加工，并清洗烘干。

第二步，用合金板材滾壓成合金管62，將合金管62的表面清洗并烘干。

第三步，將合金管62套設在活柱本體61上進而形成一種復合工件6。以及

第四步，拉動復合工件6穿過具有定徑孔的合金拉模71，定徑孔的內(nèi)徑小于合金管62的外徑，復合工件6在定徑孔內(nèi)擠壓穿過時，合金管62產(chǎn)生塑性變形并與活柱本體61的表面復合成一體進而形成礦用活柱。，。

作為一種優(yōu)選實施例，復合工件6通過拉頭驅(qū)動活柱本體61的尾端進而穿過定徑孔。

作為一種優(yōu)選實施例，在活柱本體61的頭部安裝導向頭9，合金管62固定在導向頭9上，復合工件6先由其導向頭部分穿過定徑孔(參加圖2)。

作為一種優(yōu)選實施例，活柱本體61為碳鋼管，合金管62為鎳鈦合金管。

作為一種優(yōu)選實施例，鎳鈦合金管厚0.5-2mm，優(yōu)選0.8mm。

作為一種優(yōu)選實施例，定徑孔的內(nèi)徑小于合金管的外徑0.25mm～0.4mm。

以下以一種具體的礦用活柱為例，以復合外徑為Φ260(-0.052^-0.182)的活柱為列，對該加工方法進行詳細說明：

制胚：將活柱需復合處外圓車加工到Φ258.7mm，再用外圓磨床磨削至尺寸Φ258.4+0.08mm，外圓的橢圓度和直線度不超過0.03mm。加工完成后用工業(yè)清洗劑除去表面的油漬﹑污漬和灰塵。然后放入烘箱烘干，等待復合。

制管：將0.8mm厚的合金板材下料，滾壓成內(nèi)徑為Φ260的圓管，再用直縫焊機焊好接縫處，同時對焊縫進行滾光處理。保證焊縫平整、光滑無缺陷。加工完成后用業(yè)清洗劑除去表面的油漬﹑污漬和灰塵。然后放入烘箱烘干，等待復合。

裝模：將分體式的合金拉模各部分清洗干凈組裝成一體(參加圖5)，然后用內(nèi)徑千分尺檢查內(nèi)徑尺寸(Φ258.74mm)和三處接縫是否平滑(手感不許有錯位感)。然后安裝在復合中心的合金模座內(nèi)，再用復合劑涂抹在模具的定徑帶上。等待復合加工。

拼裝：先將導向頭9安裝在工件內(nèi)孔，中心穿上芯軸81，然后把合金管套在工件外圓上，用液壓機把合金管與導向頭壓縮在一起，并用4個固定銷91把合金管固定在導向頭上(參加圖6)。再整體吊裝安放在復合中心的支撐架上，在合金管外表面均勻涂抹復合劑，等待復合。

裝卡：啟動復合中心的液壓泵站，開啟鉗車驅(qū)動油缸21，帶動傳動齒輪22轉(zhuǎn)動，并使齒輪22上的傳動鉸鏈23前伸來推動鉗嘴25沿著鉗口導軌24閉合(參加圖4)，實現(xiàn)卡緊芯軸81的目的。等待復合。

復合：開啟液壓油缸3，驅(qū)動鉗車機構(gòu)2往左運動，拉著芯軸81帶動工件6穿過合金拉模71的定徑內(nèi)孔實現(xiàn)復合加工。

該方法的成型原理及技術(shù)參數(shù)如下：

在復合中心強大的拉力作用下，使鎳鈦合金管受到模具和工件的強力擠壓并產(chǎn)生永久性塑性變形，從而實現(xiàn)與工件復合成一體的目的。其厚度擠壓量的設計計算公式如下：

d(工件外徑)+2δ(合金管壁厚0.8mm)＝D(模具定徑帶內(nèi)徑)+0.3mm(擠壓量)。

復合成型后，獲得的工件外圓直徑為Φ260(目標尺寸)-0.05mm。復合過程中使合金管產(chǎn)生1.65mm的塑性變形?！?塑性變形量)＝2δ(合金管壁厚)+0.05mm。

以下為本實施例提供的一種冷擠壓復合加工中心，如圖1至圖6所示，該冷擠壓復合加工中心包括床身1、合金模座7、鉗車機構(gòu)2以及液壓油缸3，其中床身1的前端位置設有移動的工件支撐架11，該工件支撐架11用來裝卡和支撐待復合工件6，合金模座7設置在工件支撐架11后側(cè)的床身1上，合金模座7用來安裝具有定徑孔的合金拉模71，本實施例中，合金拉模71包括模盒712、復原板711、硬質(zhì)合金磨具714，硬質(zhì)合金磨具714通過壓板713固定在模盒712內(nèi)，復原板711設置在模盒712的一側(cè)。鉗車機構(gòu)2通過直線導軌安裝在床身1上，該鉗車機構(gòu)2用來夾緊待復合工件的拉頭(參見圖3)，拉頭包括芯軸81和固定在芯軸81尾端的法蘭盤82，拉頭通過法蘭盤82驅(qū)動活柱本體61的尾端移動。液壓油缸3設置在床身1后端，液壓油缸3用來驅(qū)動鉗車機構(gòu)2在直線導軌上移動來拉動待復合工件6從合金拉模71的定徑孔中擠壓穿過進而將合金管產(chǎn)生塑性變形與碳鋼管表面復合成一體。

另外，床身1的后端設置有油缸座31，液壓油缸3裝配在油缸座31上。本方案中，需要保證液液壓油缸3、鉗車機構(gòu)2、合金模座7和待加工的工件6中心保持同心?？拷透鬃?1設置有液壓動力站4，液壓動力站4用來給液壓油缸3提供液壓油。直線導軌鋪設在合金模座7后側(cè)的床身上。

當然，該冷擠壓復合加工中心由數(shù)控控制系統(tǒng)5控制。通過設計一套數(shù)控控制系統(tǒng)5，來控制冷擠壓復合加工中心的各項規(guī)定性動作，并實現(xiàn)整個工作流程。

采用本案設計制造的冷擠壓復合加工中心(也稱復合中心)，使復合過程變得簡單高效，復合效果穩(wěn)定，復合后取得的工件質(zhì)量好、耐用。通過冷擠壓復合加工中心，使0.8mm厚的鎳鈦合金管經(jīng)冷擠壓產(chǎn)生塑性變形，與碳鋼管表面復合成一體，并形成防腐層。其特點如下：

①對合金管尺寸精度不做要求，制管成型容易。

②復合后的合金層對鋼管的附著力極強，能達到進行機械加工的強度。

③成型后，兩金屬層之間無間隙，不影響活柱表面的密封性能和強度。

④生產(chǎn)效率高，無廢品率。

下表以幾點性能指標與現(xiàn)有的鑲套法作技術(shù)對比：

綜上，本實施例的冷擠壓復合加工中心，根據(jù)冷擠壓的加工原理進行設計，該設備主要功能是讓合金管產(chǎn)生塑性變形，使其改變外形尺寸，并與內(nèi)部碳鋼管的外形尺寸相吻合，對合金焊管尺寸精度不做要求，制管成型容易，復合后的合金層對鋼管的附著力極強，能達到進行機械加工的強度。成型后，兩金屬層之間無間隙，不影響活柱表面的密封性能和強度，生產(chǎn)效率高，無廢品率。

前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。