[发明专利]一种滚压力可调节的刚性平面滚压刀具

说明书

一种滚压力可调节的刚性平面滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头通过刀柄与刀头驱动装置连接，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、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，所述刀头驱动装置为多锥无刷电机，所述多锥无刷电机包括电机外壳以及安装在电机外壳内的电机主轴、弹簧、制动板、定子和转子，所述电机主轴竖向布置并通过轴承可转动的安装在电机外壳内。本发明提供一种可实时检测滚压力、工件表面的加工质量较好的滚压力可调节的刚性平面滚压刀具。

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调节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多锥无刷电机的主轴连接，带动刀具转动，从而带动刀头上的滚轮在工件表面滚动来实现滚压加工。目前常见的滚压刀压力调节机构多是弹簧，滚压余量难以控制，滚压余量过大，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。滚压刀滚压余量太小，不能使待加工表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度。我们将滚压刀具和多锥无刷电机连接起来，使得我们可以自主的控制滚压力的大小。

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、工件表面的加工质量较好的滚压力可调节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：

一种滚压力可调节的刚性平面滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头通过刀柄与刀头驱动装置连接，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、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；

所述刀头驱动装置为多锥无刷电机，所述多锥无刷电机包括电机外壳以及安装在电机外壳内的电机主轴、弹簧、制动板、定子和转子，所述电机主轴竖向布置并通过轴承可转动的安装在电机外壳内，所述电机外壳包括电机壳体、壳体顶壁、上端盖和下端盖，所述电机壳体的上端设有所述壳体顶壁，所述上端盖位于所述壳体顶壁的上方并与电机壳体的上端固定连接，所述电机壳体的下端设有所述下端盖，所述壳体顶壁与上端盖之间形成用于制动板上下移动的制动板活动空腔；所述定子固定在电机壳体内壁上，所述转子位于定子的中心孔内，所述电机主轴的上端自下而上依次穿过转子、弹簧、壳体顶壁与所述制动板的底面固定连接，所述弹簧的下端通过圆环块和轴承安装在电机主轴的轴肩上，所述弹簧的上端顶触在壳体顶壁上，转子固定在电机主轴的中部，所述电机主轴的下端穿过下端盖与所述刀柄连接；所述定子的中心孔为锥形，所述转子为与锥体，所述转子的锥面倾斜度与定子的中心孔的锥面倾斜度相同。