[发明专利]一种小内径钢管刻制标准内外伤设备

说明书

本发明公开了一种小内径钢管刻制标准内外伤设备，属于无损检测用的标准样管电火花加工领域，包括精密工作台、控制单元、设置在精密工作台上的移动平台、冷却循环单元、精密运行机构，所述移动平台、冷却循环单元由控制电缆与控制单元相连，移动平台包括配合使用的高精度滚动导轨、精密丝杠、锁紧装置和手轮，配合使用的所述高精度滚动导轨、精密丝杠、锁紧装置和手轮使工件在其轴向X向、径向Y向、垂直Z向上移动，本发明能实现小内径(内径Φ6‑180mm，外径Φ≦210mm)精密钢管和各种特殊钢管(棒)材制作高精度内外伤的需要。

技术领域

本发明属于无损检测用的标准样管电火花加工领域，特别涉及一种小内径钢管刻制标准内外伤设备。

背景技术

精密特殊无缝钢管，具有耐高压，高精度，高光洁度，冷弯不变形等特点，在航空、航天、军工、汽车、船舶、高铁等领域有着广泛的应用，对精密特殊无缝钢管的无损检测(NDT)有着非常高的标准要求，而用于对比测试的小内径高精度标准样管的制作非常困难。

刻伤机专用于在钢管内外壁及各种钢材内外表面制作标准伤，以电火花方式进行加工，可完成纵向、横向和斜向标准人工槽的制作，以及平底孔、矩形凹块的加工。设备采用低电压脉冲放电技术，以μm级的间隙控制电极和工件之间产生火花放电，放电通道中心的高温使工件金属熔化，甚至少量汽化，同时冷却液也部分产生汽化，汽化后的冷却液和金属蒸汽瞬间迅速热膨胀，抛出熔化和汽化了的金属材料，从而实现对金属钢管外伤和内伤的电蚀加工。

现有技术加工内伤的一种方法是将钢管剖成两半或者开一个天窗，加工好内伤后再焊接复原，并打磨焊缝；存在很大的弊端：一是精密钢管焊接打磨后存在变形，难以校正；二是焊缝处材质变化，探伤设备检测时会读取到较大的干扰信号；三是加工费时费力，样管质量低。

针对小内径钢管内外壁加工标准人工缺陷，包括纵向(沿钢管轴向)和横向(垂直于钢管轴向)，人工缺陷要求通常为：长度3-50mm，宽度0.05-0.50mm，深度0.05-1.5mm，加工公差为深度值*±5％，人工槽的宽度由电极片的厚度来确定。在钢管外壁加工制作标准缺陷(外伤)相对容易，而在铜管内壁加工制作标准缺陷(内伤)十分困难，尤其针对在内径6mm钢管内，距管端150mm以上的位置刻制内壁标准人工缺陷，缺陷的宽度为0.05mm，长度为3-25mm，深度0.05-0.2mm时，很难在钢管内壁刻伤，且精度很难达到要求。造成了无损探伤设备无法校准，容易产生漏报和误报的现象。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有的加工内伤方式存在对钢管造成损伤、工艺复杂，及小内径钢管内壁加工缺陷精度低，探伤设备无法校准、容易产生漏报和误报的问题，本发明提供一种小内径钢管(内径Φ6-180mm，外径Φ≦210mm)刻制高精度标准内外伤设备。

本发明采用的技术方案如下：

一种小内径钢管刻制标准内外伤设备，包括精密工作台、控制单元、设置在精密工作台上的移动平台、冷却循环单元、精密运行机构，所述移动平台由控制电缆与控制单元相连，冷却循环单元与控制单元直接相连，移动平台包括配合使用的高精度滚动导轨、精密丝杠、锁紧装置和手轮，配合使用的所述高精度滚动导轨、精密丝杠、锁紧装置和手轮使工件在其轴向X向、径向Y向、垂直Z向上移动，所述高精度滚动导轨包括X向导轨、Y向导轨以及Z向导轨，所述精密丝杠包括X向丝杆、Y向丝杆及Z向丝杆，所述手轮包括X向手轮、Y向手轮及Z向手轮。

优选的，所述X向导轨、Y向导轨以及Z向导轨的长度的比例为(25-15)：1：(5-9)。

优选的，所述精密运行机构包括精密加工刀杆和电极片，所述精密加工刀杆内轴向设置有刀杆内孔，所述精密加工刀杆的一端设置有刀杆窄缝，另一端设置有刀杆冷却液接头，所述电极片设置在刀杆窄缝内。

优选的，所述精密加工刀杆的材料为高钢度硬质合金，外径为2.5-3.5mm，内径为1.2-1.8mm，长度为250-270mm；所述电极片的厚度为0.04-0.2mm。