[发明专利]一种重力型可调滚压工具

说明书

技术领域

本发明涉及滚压加工工具，具体是指一种重力型可调滚压工具。

背景技术

切削加工通常对零件的表面完整性会有一定的破坏，如产生粗糙表 面、裂纹、拉伸残余应力等，因此某些关键零件在切削加工后会进行一定 的表面光整和强化处理。滚压加工就是公知的一种，该工艺通过硬度高且 表面光滑的滚珠、滚柱或钻石对零件表层作深度为几十个微米压入的同时 与零件发生相对滚动或滑动，施加一定的压力使工件深度几百微米的表层 达到塑性变形，从而修整工件表面的微观几何形状、降低表面粗糙度，同 时使零件表层金相组织细化并产生表面残余压应力从而得到表面性能优 越的精密镜面工件。

滚压加工主要应用于规则零件如圆柱外表面或内孔以及平面的加工， 随着模具工业、汽车工业和航天航空工业中异形表面零件的应用越来越 多，滚压加工也逐渐扩展到这些非规则的数码零件模具、汽车零件模具和 涡轮机叶片等领域。对这种自由型面的零件进行滚压加工，最关键的技术 问题是在滚压加工的过程中如何保证滚压力的恒定，因为滚压力的大小决 定着滚压塑性变形和冷作硬化的深度，所以保证滚压力的一致对提高滚压 表面质量非常重要。

目前保证滚压力恒定最有效的方法主要有以下两种：第一种，如德国 专利DE19534631A1所公开的方案，它是通过高压液油直接顶住滚珠，当 工件表面发生起伏时，滚珠将在滚珠套内自动调整位置。这种方法可以通 过油压的恒定来保证滚压加工中滚压力的恒定，但是它的调节范围 (100μm量级之内)有限，并且需要高压液油系统以及油液回收装置，另 外这种方法对加工设备和环境的要求非常高。第二种，如美国专利 US20090178261A1所公开的方案，研制了一种力传感器嵌入式滚压工具， 通过力传感器测量滚压头对工件的滚压力大小，然后通过计算机设计力补 偿策略保持滚压过程中滚压力大小的恒定。这种方法可以有效的保证滚压 力恒定，但是需要一套复杂的控制系统和昂贵的设备仪器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种适用于有较大 预加工形位误差的不规则工件的一种重力型可调滚压工具。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种重力型可调滚压工具是由重力换向机构、重力牵引机构和滚柱式滚 压头或滚珠式滚压头组成：

所述重力换向机构由三组定滑轮组成，定滑轮由滑轮架、滑轮、光轴所 组成，其联接关系如下：光轴与滑轮过盈配合并固定在滑轮架上，滑轮架沿 端盖周向均匀分布并固定在端盖上；

所述重力牵引机构是由重物悬挂绳、重力牵引环、牵引绳、套筒、止推 环、牵引绳固定块、滚压轴和直线轴承所组成，其联接关系如下：重物悬挂 绳和牵引绳分别穿入并固定在重力牵引环的重物悬挂绳孔和牵引绳孔内；牵 引绳绕过滑轮后穿过止推环上的阶梯孔并固接在牵引绳固定块上，牵引绳固 定块与止推环固接，重力牵引环和止推环与套筒间隙配合并在套筒中沿轴向 滑动；止推环与滚压轴螺纹联接并由螺母锁紧，可滑动的滚压轴安装在直线 轴承内；

所述滚柱式滚压头主要由圆柱滚子轴承、滚压头座和阶梯轴组成，阶梯 轴与滚压头座间隙配合，圆柱滚子轴承与阶梯轴为过盈配合；

所述滚珠式滚压头主要由滚珠式滚压头座、小滚珠、大滚珠、橡胶垫片 和弹簧垫片组成，其联接形式为：沿滚珠式滚压头座的阶梯孔底周边安装一 圈小滚珠，在小滚珠上安放一颗大滚珠，在大滚珠与滚珠式滚压头座的阶梯 孔之间依次安装一圈小滚珠、弹簧垫片和橡胶垫片。

所述重力牵引机构的重力牵引环的凸台加工有与安全螺母相配的螺 纹。

所述重力牵引机构的止推环、重力牵引环和套筒上切割有槽，槽中安 装有限制了止推环和重力牵引环沿套筒周向旋转的导柱。

本发明与现有技术比具有以下突出的优点：

(1)本发明内置的重力换向机构形成自动补偿，即将悬挂物的重量 转换成工件上所受滚压力，当工件存在预加工形位误差或本身就是非规则 圆柱面或平面而使滚压工具在加工过程中存在一定的表面起伏时，仍能保 持滚压过程中滚压力恒定不变。

(2)本发明可以方便快捷的通过改变悬挂重物的质量来改变滚压力。

(3)本发明对加工设备和环境的要求不高，适用范围宽，可以直接 在普通车床上装夹使用。

(4)本发明结构简单，制作方便，成本相对低廉，