[发明专利]一种潜孔冲击器活塞及加工工艺

说明书

技术领域

本发明公开了一种潜孔冲击器活塞及加工工艺，特指一种防止潜孔冲击器活塞因拉伤而早期失效的潜孔冲击器活塞及加工工艺。属于潜孔冲击器制备技术领域。

背景技术

潜孔冲击器的活塞是冲击器的“心脏”，是承受高冲击、高摩擦的运动部件，活塞的一端套装在气缸内，为满足冲击器配气及冲击的需要，活塞与气缸内壁之间的配合间隔一般≤10丝。现有潜孔冲击器活塞以及气缸内壁的表面粗糙度通常为Ra=0.4μm，活塞与气缸内壁配合面为圆柱体，其加工工艺是先将活塞以及气缸内壁进行热处理，然后对活塞表面进行抛丸，降低活塞表面的热应力，最后将活塞与气缸内壁配磨至表面粗糙度通常为Ra=0.4μm，配合间隔≤10丝后，即满足设计要求。由于活塞的外表面与气缸的内表面在热处理后，表面硬度通常达到HRC56-58，硬度非常高，配磨后，表面光洁度非常高，活塞与气缸内壁配合面为面接触，配合尺寸小，活塞与气缸内壁之间形成的润滑油膜非常薄，而活塞的运动频率非常高，活塞与气缸内壁之间的摩擦会使活塞的表面温度急剧升高，导致润滑油膜汽化，导致活塞与气缸内壁之间产生干摩擦，这无疑进一步加剧了活塞与气缸内壁之间的摩擦，形成恶性循环。由于活塞与气缸内壁之间的配合尺寸小，润滑油不能及时进入活塞与气缸内壁之间，以补充被汽化的润滑油膜，导致很多冲击器中活塞因外圆摩擦拉伤出现断裂而早期失效。因此，对现有潜孔冲击器活塞结构及加工工艺进行优化，成为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种结构设计合理、加工制造容易、可有效改善潜孔冲击器活塞工作室润滑效果、延长潜孔冲击器活塞使用寿命的潜孔冲击器活塞及加工工艺。

本发明一种潜孔冲击器活塞，是在活塞与气缸内壁配合面的外圆周上设置至少一圈凹槽，所述凹槽横截面呈U型或V型，凹槽深度≤2mm。

本发明一种潜孔冲击器活塞的进一步改进，是在活塞与气缸内壁配合面的外圆面上布满凹坑，所述凹坑的深度为20-30丝，宽度为5-8丝。

本发明一种潜孔冲击器活塞，所述凹坑采用在活塞表面抛丸的工艺获得。

本发明一种潜孔冲击器活塞的加工工艺，包括下述步骤：

第一步，机加工

将坯料按设计的活塞尺寸，加工成型；

第二步，热处理

将第一步加工成型的活塞按设定的热处理工艺进行处理；

第三步，磨削

将经过热处理的活塞外圆与配套的气缸内圆配磨至达到设计要求；

第四步，抛丸

将活塞钩挂在抛丸机中的自动旋转吊具上，对活塞进行抛丸。

本发明一种潜孔冲击器活塞的加工工艺，所述抛丸工艺参数为：钢球速度78m/s，抛丸量350-450Kg/min，由2个抛丸口同时抛射，钢球直径φ12-14mm，抛丸时间50-60分钟，抛丸口距离工件的距离为0.5m，钢球硬度与活塞硬度相同。

本发明一种潜孔冲击器活塞的加工工艺，对活塞抛丸后，活塞表面布满深度20-30丝，宽度为5-8丝的凹坑。

本发明由于采用上述结构，在活塞与气缸内壁配合面的外圆周上设置至少一圈凹槽，当活塞在气缸中高速运动时，润滑油可以储存在凹槽中，当润滑油膜因高温气化而消失时，储存在凹槽中的润滑油可以随时补充至活塞与气缸内壁之间，形成新的润滑油膜；从而保障活塞与气缸内壁之间的有效润滑。另外，本发明对经过热处理、配磨以后的活塞进行抛丸处理，一方面，利用抛丸，降低活塞表面的热应力以及磨削时产生的加工应力，提高活塞尺寸的稳定性；另一方面，采用硬度与活塞相同的钢丸进行抛丸，通过控制钢球速度、直径以及抛丸口距离工件的距离，保证经过抛丸处理后，活塞表面可以形成密布的凹坑，并使凹坑的深度、大小处于可控的范围，保证活塞外形尺寸满足设计要求。在活塞表面形成密布的凹坑后，活塞在气缸中高速运动时，密布的凹坑中可以储存大量的润滑油，进一步提高了活塞与气缸内壁之间润滑的可靠性。有效降低活塞因摩擦拉伤早期失效的概率，延长冲击器使用寿命。