[发明专利]车削-等静压滚压复合装置

说明书

技术领域

本发明属于零件机械加工成型和表面强化技术，尤其是一种车削-等静压滚压复合装置。

背景技术

目前，现代机械领域对于零件表面质量和机械性能的要求日益增加，特别是在航天航空领域，为了满足零件高的抗疲劳、耐腐蚀和耐磨损性能的要求，在零件成型加工之后一般需要进行表面强化处理，以提高其使用性能和表面质量。目前对于回转体零件，传统的加工工艺一般需要在表面强化处理之前进行半精车或精车加工，大大提高了零件的制造周期。

等静压滚压工艺是一种航空航天类回转体零件表面强化的先进工艺，等静压滚压工具使用高压液压油支撑滚珠，实现表面滚压强化。等静压滚压能够实现工件和滚压头的柔性接触，保持滚压力恒定，并且加工之后能够实现工件表层纳米化，在工件表层产生较高的残余压应力，从而提高工件表面质量和抗疲劳性能。但是等静压滚压装置比较复杂，刀具体需要使用油管连接高压液压装置，换刀时间相对较长。使用车削和等静压滚压顺序处理的加工工艺不仅延长了零件的制造周期，降低了生产率，而且也会增加刀具的库存成本。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种车削-等静压滚压复合装置，它能够在车削工件的同时，实现工件表面等静压滚压强化，在提高工件抗疲劳性能和使用寿命的同时，提高生产效率，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种车削-等静压滚压复合装置，包括复合刀具主体和等静压滚压体，所述复合刀具主体前端的上半部分上设置有用于安装车刀的刀片安装位置，刀片安装位置的下方设置有沿复合刀具主体内部向下倾斜的安装孔，等静压滚压体安装于安装孔前半部分中，复合刀具主体中设有与所述安装孔相通的通道，通道的进口端设置有与液压装置相连的管道接头；

所述等静压滚压体包括压柱塞、节流阀、滚珠安装座和陶瓷滚珠，所述陶瓷滚珠安装于滚珠安装座内，且陶瓷滚珠的一部分处于滚珠安装座的外部，滚珠安装座的部分和陶瓷滚珠均设置于安装孔的外部，滚珠安装座固定在液压柱塞一端中，节流阀安装于液压柱塞另一端中，液压柱塞位于安装孔中，液压柱塞、滚珠安装座和节流阀中均设有连通的孔，所述孔的末端与安装孔连通；

液压柱塞外部套设有复位弹簧，复位弹簧的后端顶在液压柱塞尾部的外凸台上，前端顶在安装孔中的内凸台上；安装孔后半部分中设有密封螺钉，密封螺钉与液压柱塞之间设有与前述两者相接触的定位弹簧，所述通道的出口与设置定位弹簧的安装孔段相通。

所述复合刀具主体为块体结构，其下端通过固定安装有安装刀柄。

所述刀片安装位置保证加工时安装的车刀刀尖能够先于陶瓷滚珠接触工件表面。

所述安装孔向下倾斜的角度应保证加工过程中等静压滚压体垂直压紧工件表面。

所述滚珠安装座内的孔直通陶瓷滚珠表面，且滚珠受到液压油压紧后能够在滚珠安装座的腔体内部自由转动。

所述滚珠安装座前部设有防止液压油将陶瓷滚珠冲出滚珠安装座的液压油流出孔。

所述滚珠安装座外部套装O型密封圈，装入液压柱塞之后通过防脱螺栓固定。

所述液压柱塞外部和节流阀外部均套装有O型密封圈。

所述复位弹簧的压缩量为3-4mm。

所述定位弹簧的弹性模量大于复位弹簧的弹性模量。

本发明的复合刀具主体能够安装车刀、等静压滚压体，连接安装刀柄，通过油管接头连接高压油管，并且内部设计有高压液压油管道，能够引导液压油流向等静压滚压体。车刀固定在复合刀具主体前端的刀片安装位置，刀片安装位置保证加工时刀尖能够先于滚珠接触工件表面；等静压滚压体安装在复合刀具主体安装孔内，安装孔轴线倾斜，保证加工过程中滚压体垂直压紧工件表面，滚压体通过复位弹簧和定位弹簧保证滚压体的正确位置，使用密封螺栓密封，防止高压液压油泄漏；油管接头通过螺纹连接安装在复合刀具主体后部的螺纹孔内，油管接头后部连接高压油管，高压油管和液压装置连接；安装刀柄和复合刀具主体通过螺栓连接。

等静压滚压体包括液压柱塞、节流阀、陶瓷滚珠、滚珠安装座、防脱螺栓、O型密封圈。陶瓷滚珠安装在滚珠安装座内，滚珠受到液压油压紧后能够在安装座腔体内部自由转动；滚珠安装座前部设有液压油流出孔，防止液压油将滚珠冲出安装座，滚珠安装座套装O型密封圈，装入液压柱塞之后通过防脱螺栓固定；节流阀安装在液压柱塞内部，同时套装O型密封圈；液压柱塞在相应位置套装O型密封圈，前部安装复位弹簧，后部和自制密封螺栓配合安装定位弹簧。