[发明专利]一种孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒及其强化方法

权利要求书

1.一种孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒，其特征在于：包括芯棒本体；所述芯棒本体包括芯棒强化头、芯棒中部和芯棒尾部；所述芯棒强化头的前、后两端均为锥形面，芯棒强化头中间部位的外轮廓为圆柱面，所述圆柱面上间隔相同的圆心角沿芯棒长度方向切除圆心角对应的扇形圆柱面；所述芯棒中部为圆柱形，圆柱形表面开设矩形槽；所述芯棒尾部开设螺纹，并与拉伸装置螺纹连接；

所述圆心角的角度为90°、60°、45°、36°或30°；

所述圆柱面上的切除面与剩余圆柱面之间圆弧过渡；

所述拉伸装置包括芯棒连接器、驱动螺杆、外套、外六角旋件和锁紧盖；所述芯棒尾部的螺纹端穿过顶持头并与芯棒连接器一端螺纹连接；所述芯棒连接器另一端与驱动螺杆螺纹连接；

所述驱动螺杆外围与外套螺纹连接，外套内的中心开设台阶孔，台阶孔两端为内螺纹孔；外套的台阶孔内的孔壁与外六角旋件的圆柱端小间隙配合；并通过外套与锁紧盖的螺纹连接，将外六角旋件限制于外套的台阶孔内。

2.一种根据权利要求1所述的孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒的强化方法，其特征在于，包括：

A、对不带衬套的连接孔冷挤压强化；

B、对带衬套的连接孔冷挤压强化。

3.根据权利要求2所述的孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒的强化方法，其特征在于，A中对不带衬套的连接孔冷挤压强化，包括：

A1、芯棒带螺纹端穿过待强化孔，再穿过顶持头中心通孔与芯棒连接器螺纹连接；

A2、将芯棒连接器与驱动螺杆螺纹连接，顶持头与外套螺纹连接；

A3、采用外六角扳手卡持外六角旋件，保持外六角旋件周向不旋转，将内六角扳手插入驱动螺杆的内六角端，匀速缓慢旋转内六角扳手，驱动螺杆旋转带动芯棒轴向直线运动和周向旋转运动；

A4、芯棒的强化头完全通过孔后，完成一次拉扭耦合冷加压强化，反向旋转驱动螺杆，使驱动螺杆回到初始位置，卸下芯棒，完成一次强化；

A5、重复步骤A1至步骤A4，进行下一次强化。

4.根据权利要求2所述的孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒的强化方法，其特征在于，B中对带衬套的连接孔冷挤压强化，包括：

B1、芯棒带螺纹端与芯棒连接器螺纹连接，并将芯棒连接器与驱动螺杆螺纹连接，顶持头与外套螺纹连接；

B2、将衬套套设于芯轴上，将芯轴的头部穿过待强化孔，并将衬套滑入待强化孔中；

B3、将内六角扳手插入驱动螺杆的内六角端，保持驱动螺杆周向静止，采用外六角扳手旋转外六角旋件，驱动螺杆带动芯棒直线运动，当衬套被芯棒挤压变形固定在孔壁后，停止旋转外六角旋件；

B4、保持外六角旋件周向静止，旋转驱动螺杆，带动芯轴轴向直线运动和周向旋转运动，对孔进行拉旋耦合冷挤压强化；

B5、当芯棒的强化头完全通过孔后，完成一次拉扭耦合冷加压强化，反向旋转驱动螺杆，使驱动螺杆回到初始位置，即完成一次强化；

B6、重复步骤B1至步骤B5，进行下一次强化。

5.根据权利要求2所述的孔的拉扭耦合冷挤压强化芯棒的强化方法，其特征在于，所述芯棒强化时，直线拉伸速度和旋转角速度满足：

其中，V为芯棒直线拉伸速度；ω为芯棒旋转角速度；l为强化头中间柱面部位的长度；α为等间隔圆心角的角度数。