[发明专利]圆棒拉伸试样滚压加工装置

说明书

本发明公开了一种圆棒拉伸试样滚压加工装置，包括机床主体、电动缸、滚压加工头、压力传感器、控制器及可自由移动的支撑架；本发明对车床进行改进，通过电动缸的进给及压力传感器测定电动缸施加给滚压加工头的压力，来控制加工压力的大小。并通过移动支撑架的设计，实现电动缸随溜板箱同时运动并完成滚压加工的功能。此外，在加工时，采用分级加载、多道加工的工艺，更有利于获得表面质量高的试样，可以在试样表面制备出梯度纳米结构。

技术领域

本发明涉及的是圆棒拉伸试样滚压加工装置，主要是为了通过滚压加工的方式在圆棒拉伸试样的表面制备出梯度纳米结构，使试样表面质量更优。

背景技术

金属材料在服役期间的失效形式主要是腐蚀、磨损和断裂，而腐蚀、磨损与疲劳断裂均始自材料表面，所以材料表面的结构和性能直接影响工程金属材料的综合性能。滚压是连续局部塑性成形技术中的一种，它通过驱动特制的滚压工具在零件表面往复滚压，产生连续局部塑性变形来改善和提高机械零件的表面质量和性能——表面硬度、材料的疲劳性能、材料的耐腐蚀性能等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆棒拉伸试样滚压加工装置，以在圆棒拉伸试样的表面制备出梯度纳米结构，获得高质量的试样表面。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种圆棒拉伸试样滚压加工装置，包括机床主体、电动缸、滚压加工头、压力传感器、控制器及可自由移动的支撑架；机床主体上安装有三爪卡盘、顶针，并设有用于传递运动的溜板箱，溜板箱前端固定有安装板，电动缸一端固定在安装板上，另一端固定在支撑架上，压力传感器安装在电动缸上，滚压加工头安装在压力传感器前端，通过滚珠滚压对试样进行加工，在安装板上还设置有支撑装置，支撑装置与滚压加工头分设于试样两侧；控制器与电动缸的伺服驱动器相连。

上述技术方案中，所述的支撑架底部装有滚轮。

所述的控制器采用可编程逻辑控制器实现，可编程逻辑控制器及压力传感器均与计算机相连。

加工时，压力传感器检测滚压加工头的实时加载压力，当加载压力小于预设压力值时，控制器控制电动缸的活塞杆前进，当加载压力大于预设压力值时，控制器控制电动缸的活塞杆后退。

此外，为了获得质量更高的试样表面，加工时最好采用分级加载、多道加工的方式，即：沿试样长度方向一来一回加工一次为一道，从第一道加工起每道实际加工压力逐级递增直至预期加工压力。这样分级加载多道加工后试样的残余应力更小，表面质量更好，更有利于在表面形成梯度纳米结构。

本发明的有益效果在于：

本发明对车床进行改进，通过电动缸的进给及压力传感器测定电动缸施加给加工头的压力，来控制加工压力的大小。通过移动支撑架的设计，实现电动缸随溜板箱同时运动并完成滚压加工的功能。同时采用分级加载多道加工的工艺更有利于获得表面质量高的试样。

附图说明

图1为本发明装置的一种具体结构示意图。

图2为本发明另一角度的结构示意图。

图3为本发明加工部分的结构放大图。

图4为本发明控制部分的结构放大图。

图中：1-机床顶针，2-支撑装置，3-滚压加工头，4-试样，5-三爪卡盘，6-机床主体，7-电动缸，8-计算机，9-控制台，10-开关电源，11-伺服驱动器，12-可编程逻辑控制器，13-移动支撑架，14-压力传感器，15-溜板箱。

具体实施方式