[发明专利]一种滚压力恒定的平面滚压刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面滚压刀具，尤其是一种滚压力恒定的平面滚压刀具。

背景技术

滚压法是指在滚压刀具的作用下，外力诱导金属材料表面发生强塑性变形，通过近表层材料的塑性流动激活晶体内部的位错、层错等非平衡缺陷，通过位错增殖、孪生、滑移等晶体学运动将小角大晶界逐渐切割为大角小晶界，实现表面大晶粒被分割细化为超细晶或纳米晶。滚压加工是无切屑加工的一种，它不仅可以达到很高的光洁度，而且可提高被加工零件的机械性能——表面硬度、材料的疲劳性能、材料的耐腐蚀性能等。滚压法的实质是利用高硬度的无刃工具——滚珠或滚轮，使其对被加工表面造成局部高压。由于工具沿被加工表面滚动，形成了表面材料的弹性-塑性变形，使前一工序留于表面的微观凸峰被碾平，并且使材料的表层晶粒变小，最终变成纳米晶。

滚压刀具通过刀柄与铣床等机床的主轴连接，带动刀头转动，从而带动刀头上的滚轮在工件表面滚动来实现滚压加工。滚压刀具一般分为刚性和弹性两种。对于刚性结构的滚压刀具，只适合于滚压粗大的零件，传统的滚压器是无弹性的，加工是刚性的，易使工件表面产生“麻点”、“起皮”等缺陷。刚性滚压时，工艺系统刚性差将造成滚压力的波动，使表面质量不均匀。当滚轮的滚压力和滚压件的材料很均匀时，才能获得良好的滚压效果。在表面质量要求高的滚压加工时，目前常见的滚压刀具在加工的过程中由于机械振动或者机械本身的设计并不能保证刀具与工件之间的滚压力为一个恒定的值，这样滚压效果相比较恒力下的滚压加工，加工效果较差。

发明内容

为克服现有滚压刀具存在滚压力不恒定的不足，本发明提供一种给予恒定滚压力、滚压效果较好的滚压力恒定的平面滚压刀具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种滚压力恒定的平面滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀柄上设有与机床主轴配合的轴孔，所述刀头包括刀柄连接块、用于检测工件表面滚压力的力传感器、气压压板、恒力气缸、刀柄连接架和滚轮组件，所述刀柄连接块位于刀柄的下方并与刀柄固定连接，所述刀柄连接架位于所述刀柄连接块的下方并与刀柄连接块固定连接，所述刀柄连接架为中空结构，所述刀柄连接架的上端内设有底座，所述底座位于刀柄连接块的下方并与刀柄连接块固定连接；

所述恒力气缸位于刀柄连接架内并布置在底座的下方，所述恒力气缸包括缸筒、储气套和活塞，所述缸筒位于所述储气套内，所述储气套的上部设有进气腔，所述储气套的下部设有出气腔，所述缸筒的上部设有与所述进气腔连通的缸筒进气口，所述缸筒的下部设有与所述出气腔连通的缸筒出气口，所述刀柄连接架的外壁上部设有与进气装置连接的进气组件，所述刀柄连接架的外壁下部设有出气组件，所述刀柄连接架的上部设有连接架进气口，所述刀柄连接架的下部设有连接架出气口，所述储气套的上部设有储气套进气口，所述储气套的下部设有储气套出气口，所述进气组件与所述连接架进气口连通，所述连接架进气口与所述储气套进气口连通，所述储气套进气口与所述进气腔连通，所述出气腔与所述储气套出气口连通，所述储气套出气口与所述连接架出气口连通，所述连接架出气口通过所述出气组件与外界大气连通；

所述刀柄连接架的下部内设有端盖，所述端盖位于所述储气套的下方，所述活塞自下而上穿过端盖位于所述缸筒内，所述力传感器位于缸筒内并安装在所述底座的底面上，所述气压压板的顶面安装在力传感器的底面上；所述活塞位于所述气压压板的下方并与气压压板之间设有间隙；所述活塞与缸筒之间设有密封圈；

所述滚轮组件包括滚轮安装座、两个滚轮和滚轮安装轴，所述滚轮安装座为T型，所述滚轮安装座的下端的左右两侧分别设有所述滚轮安装轴，两个滚轮可转动地安装在所述滚轮安装轴上并对称布置；所述滚轮安装座的外壁与所述刀柄连接架的下端内壁贴合并与活塞的下端连接；所述滚轮安装座与活塞一体成型；

所述底座和刀柄上分别开有出气孔，所述底座的出气孔分别与缸筒的内腔、刀柄的出气孔连通；

所述活塞的上端中心开有活塞进气孔，活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，第一径向节流孔与活塞进气孔连通，第一径向节流孔内安装节流塞；第一径向节流孔沿轴向方向设有两组；

所述活塞上开有第一卸压槽，所述第一卸压槽包括活塞外圆柱面上沿圆周方向的凹槽、凹槽内均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的轴向盲孔，所述轴向盲孔通向缸筒的内腔，凹槽位于第一径向节流孔的侧面且靠近活塞的上端；第一卸压槽与第一径向节流孔、活塞进气孔间相互隔离；

所述力传感器与机床控制装置连接，所述控制装置与进气装置连接。