[发明专利]一种滚压力可测的刚性平面滚压刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面滚压刀具，尤其是一种滚压力可测的刚性平面滚压刀具。

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。目前常见的滚压刀具压力调节机构多是弹簧，滚压力难以控制，滚压力过大，零件表面局部应力加大，容易形成破裂、起鳞，反而降低了表面质量；滚压刀具的滚压力太小，不能使待加工表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度。

发明内容

为克服现有滚压刀具存在滚压力无法控制的不足，本发明提供一种可实时检测滚压力、加工表面的质量较好的滚压力可测的刚性平面滚压刀具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种滚压力可测的刚性平面滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头包括刀柄连接块、用于检测被加工表面滚压力的力传感器、传感器固定座和滚轮组件，所述传感器固定座位于所述刀柄的下方并通过刀柄连接块与刀柄的下端固定连接，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横向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的左右两端并对称布置；

所述滚轮安装座位于所述传感器固定座的下方，所述传感器固定座的底面中部开有传感器安装槽，所述力传感器安装在所述传感器安装槽内并向下伸出，所述滚轮安装座与所述力传感器之间设有间隙，所述滚轮安装座通过上下移动组件可上下移动的安装在传感器固定座上；

所述力传感器与机床控制装置的显示仪表连接。

进一步，所述传感器固定座的左右两端分别设有第一通孔和第二通孔，所述滚轮安装座的左右两端分别设有第一通孔和第二通孔，所述滚轮安装座的第一通孔与所述传感器固定座的第一通孔上下正对，所述滚轮安装座的第二通孔与所述传感器固定座的第二通孔上下正对；

所述上下移动组件包括等高套筒和定位螺栓，所述等高套筒设置有两个，分别为第一等高套筒和第二等高套筒，所述定位螺栓设置有两个，分别为第一定位螺栓和第二定位螺栓；所述第一等高套筒的上端安装在所述传感器固定座的第一通孔内，所述滚轮安装座的第一通孔可上下移动的安装在所述第一等高套筒的下端上，所述第一定位螺栓自下而上穿过第一等高套筒固定在刀柄连接块上，所述第一定位螺栓的螺栓头顶在所述第一等高套筒的下端面上，所述第二等高套筒的上端安装在所述传感器固定座的第二通孔内，所述滚轮安装座的第二通孔可上下移动的安装在所述第二等高套筒的下端上，所述第二定位螺栓自下而上穿过第二等高套筒固定在刀柄连接块上，所述第二定位螺栓的螺栓头顶在所述第二等高套筒的下端面上。

再进一步，所述传感器安装座、刀柄连接块、刀柄均分别沿其轴线设有中心孔，所述传感器安装槽与所述传感器安装座的中心孔连通，所述传感器安装座的中心孔与刀柄连接块的中心孔连通，所述刀柄连接块的中心孔与所述刀柄的中心孔连通，所述刀柄的中心孔与刀柄上安装机床主轴的轴孔连通。

更进一步，两个滚轮分别通过轴承可转动地安装在滚轮安装轴的左右两端，所述轴承与滚轮安装座的下端之间还设有用于轴承定位的定位套筒，所述滚轮安装轴的左端设有挡块，所述滚轮安装轴的右端依次穿过左端的轴承、左端的定位套筒、滚轮安装座、右端的定位套筒、右端的轴承与锁紧螺母连接。

本发明的有益效果：能够实时准确地检测加工表面的滚压力，且适应较不平整的加工表面。

附图说明

图1是一种滚压力可测的刚性平面滚压刀具的剖视图。

图2是图1的侧剖图。

图3是滚轮的放大图。

图4是刀柄的主视图，其中左部剖面。

图5是图4的右视图。

图6是图4的俯视图。

图7是刀柄连接块的剖面图。

具体实施方式