[发明专利]一种金属表面处理螺旋辊及其处理装置和处理方法

权利要求书

1.一种金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，该金属表面处理螺旋辊包括辊体和螺旋线加工刀刃，所述的辊体表面设置有螺旋线加工刀刃；

所述的辊体的外表面为圆柱体表面；所述的螺旋线加工刀刃的螺旋线为单螺旋线或多螺旋线；螺旋线之间为凹槽；其特征在于，按以下步骤进行：

步骤1，将螺旋辊设置在金属或金属构件待处理表面的一侧，调节金属或金属构件被加工表面与螺旋辊轴线平行，设置螺旋辊的上下位移，使螺旋辊的螺旋线加工刀刃接触待加工的金属或金属构件表面；

步骤2，驱动螺旋辊运动，螺旋辊运动方式有两种：自旋转运动和相对于金属或金属构件表面的法向运动，其中，相对于金属或金属构件表面的法向运动控制方式为以下两种中的一种：位移控制或载荷控制；

自旋转运动时，螺旋辊在扭矩作用下绕着螺旋辊的轴线进行旋转，螺旋辊的旋转速度≤10000r/min；

采用位移控制时，螺旋辊相对金属或金属构件的法向位移距离，根据待加工金属或金属构件的要求进行控制；

采用载荷控制时，螺旋线加工刀刃对金属或金属构件表面施加下压载荷，施加在金属或金属构件上的下压载荷为0 .0001KN～1000KN；

步骤3，被加工金属或金属构件采用水平位移控制，水平位移控制时，固定着被加工金属或金属构件的工作台，其移动的位移取决于被加工金属或金属构件的尺寸，而被加工金属或金属构件的移动速度为0 .0001mm/min～10000mm/min，被加工金属或金属构件可以根据加工需要在工作台的导轨上进行水平方向的前进移动和后退移动，从而完成金属或金属构件表面的处理。

2.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的螺旋线加工刀刃为立体的，其横截面为半圆形、半椭圆形、楔形、梯形、菱形或三角形中的一种。

3.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的金属表面处理螺旋辊的两端底面中心设置有孔或设置有凸起的圆柱。

4.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的金属表面处理螺旋辊的材料为金属或陶瓷。

5.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的金属表面处理螺旋辊的长度、直径以及螺旋线加工刀刃的螺距依据被加工金属的尺寸和被加工金属表面粗糙度要求进行调节；

所述的螺旋线加工刀刃的螺距≤10000mm，螺旋辊的螺旋线加工刀刃的牙厚≤50mm，螺旋辊的螺旋凹槽深度与螺旋辊的螺旋线加工刀刃牙厚的比≤3。

6.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的相对于金属或金属构件表面的法向运动控制方式的位移控制中，向被加工金属表面运动指定的距离≤5mm。

7.如权利要求1所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，所述的对金属或金属构件表面进行处理包括对金属或金属构件表面进行强化、去除金属或金属构件表面的氧化皮以及脱碳层。

8.一种金属表面处理装置，其特征在于，包括权利要求1～5任意一项所述的金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法中采用的金属表面处理螺旋辊、工作台、中央控制系统、金属或金属构件位移传感器、刀具载荷传感器和刀具位移传感器；

所述的金属表面处理螺旋辊设置在工作台上方，中央控制系统分别与金属表面处理螺旋辊、工作台、刀具位移传感器、刀具载荷传感器、金属或金属构件位移传感器相连；

所述的刀具位移传感器设置在金属表面处理螺旋辊上，所述的刀具载荷传感器设置在金属表面处理螺旋辊上，所述的金属或金属构件位移传感器设置在工作台下。

9.一种金属表面处理螺旋辊进行金属表面处理的处理方法，其特征在于，采用权利要求8所述的金属表面处理装置，按以下步骤进行：

步骤1，将金属或金属构件放置于工作台上，调节金属表面处理螺旋辊至金属或金属构件待处理表面的一侧，调节金属或金属构件被加工表面与螺旋辊轴线平行，设置螺旋辊的上下位移，使螺旋辊的螺旋线加工刀刃接触待加工的金属或金属构件表面；

步骤2，调节中央控制系统，驱动螺旋辊运动，螺旋辊运动方式有两种：自旋转运动和相对于金属或金属构件表面的法向运动，其中，相对于金属或金属构件表面的法向运动控制方式为以下两种中的一种：位移控制或载荷控制；自旋转运动时，螺旋辊在扭矩作用下绕着螺旋辊的轴线进行旋转，螺旋辊的旋转速度≤10000r/min；

采用位移控制时，螺旋辊相对金属或金属构件的法向位移距离，根据待加工金属或金属构件的要求进行控制；

采用载荷控制时，螺旋线加工刀刃对金属或金属构件表面施加下压载荷，施加在金属或金属构件上的下压载荷为0 .0001KN～1000KN；

步骤3，被加工金属或金属构件采用水平位移控制，水平位移控制时，固定着被加工金属或金属构件的工作台，其移动的位移取决于被加工金属或金属构件的尺寸，而被加工金属或金属构件的移动速度为0 .0001mm/min～10000mm/min，被加工金属或金属构件可以根据加工需要在工作台的导轨上进行水平方向的前进移动和后退移动，从而完成金属或金属构件表面的处理。