CN101823192A - 加工外圆、r面及端面的滚光工具 - Google Patents

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Abstract

本发明的加工外圆、R面及端面的滚光工具，包括滚头和工具柄，其特征是：工具柄头部为轴承座，轴承座的下部呈C形通孔，C形通孔的开口方向与滚头为同侧方向；止推轴承和径向轴承依次安装在圆盘形滚头的轴上，轴承之间设有垫圈、轴承两端通过两个定位盖固定在工具柄头部的轴承座上；圆盘形滚头的轴线与工件旋转轴线的夹角β＝35～55°。工具柄安置在车床的刀具架上，滚头与工件接触并被动转动。本发明的有益效果是：它集加工工件的外圆、R面及端面功能于一体，结构紧凑，使用方便。与要分别使用已有三种滚刀的工艺相比，节约加工工序包括的人力、物力及时间，显著降低工件的加工成本。

Description

加工外圆、R面及端面的滚光工具
技术领域
本发明涉及机床用滚光加工工具，具体说能够加工工件比如抽油杆颈部外圆、R面及端面的一次滚光工具。
背景技术
由于切削加工的加工面在粗糙度上是有极限的，即有所谓峰与谷部分形成的车削刀纹。因此，不仅在机械强度等性能上会出现问题，而且也影响到外形的美观。因此，一般还要对工件进行如下加工：在切削加工之后，实施滚压加工，大幅度改善表面粗糙度，从而使得表面如镜面般平滑。
滚压加工为：使用滚子碾压金属表面，将“峰的部分”压平，使加工面平滑，这是塑性加工法的一种。它与磨削加工不同，能够在短时间内改善表面粗糙度，并使表面因加工硬化，所以被加工面的机械强度也得以提高，具有较高的耐久性、耐磨损性。
目前，抽油杆制造企业生产的抽油杆，普遍存在因抽油杆颈部表面粗糙度、表面硬度及端面跳动的问题而引起的断裂问题，这个问题是困扰整个抽油杆行业的一大难题。各抽油杆制造厂家投入很大的人力物力来修整颈部，如重新在机床上加工或用砂纸打磨，以减少抽油杆颈部表面粗糙度，用高频淬火来提高其表面硬度。经过这样的修整虽然可以解决当时的问题，但是加工速度慢，成本高。
另外，在加工行业中已有专门加工外圆、端面或R面的三类滚刀，目前尚无可以同时加工外圆、R角和端面的滚光工具。如图6所示，它是一种专门加工外圆槽的滚压工具。它的滚头是滚压轮，通过芯轴支撑，加工时向工件接触施加一定的径向力来滚压工件。滚压轮受到的反作用力需要靠碟型弹簧平衡。这种工具只能承受径向力，当受到轴向力时就会出现滚压头不能旋转的情况，时间一长便会研坏工具。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够一体化加工外圆、R面及端面的滚光工具。
本发明的加工外圆、R面及端面的滚光工具，包括滚头和工具柄，其特征是：工具柄头部为轴承座，轴承座下部有通孔呈C形，C形通孔的开口方向与滚头为同侧方向；止推轴承和径向轴承依次安装在圆盘形滚头的轴上，轴承之间设有垫圈、轴承两端通过两个定位盖固定在工具柄头部的轴承座上；圆盘形滚头的轴线与工件旋转轴线的夹角β＝35～55°；工具柄安置在车床的刀具架上，滚头与工件接触并被动转动。
工具加工时，施加于工件的加工推力通过轴承将反作用传递给工具柄，使工具柄C形通孔变形卸荷，避免滚头和轴承的损坏。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：它集加工外圆、R面及端面的功能于一体，结构紧凑，使用方便。与要分别使用已有三种滚刀的工艺相比，节约加工工序包括的人力、物力及时间，显著降低工件的加工成本。
附图说明
图1是本发明的一体的滚光工具结构示意图；
图2是本发明的一体的滚光工具右视图；
图3是本发明加工抽油杆外圆的效果示意图；
图4是本发明加工抽油杆R面的效果示意图；
图5是本发明加工抽油杆端面的效果示意图；
图6是现有技术中加工外圆槽滚压工具的示意图。
具体实施方式
加工外圆、R面及端面的滚光工具，参见图1，其特征在于呈圆盘形的滚头4的边缘41为半圆形，见图1中R部位，半圆形边缘41的半径小于工件圆弧的半径；圆盘形滚头轴42上依次安装止推轴承8和径向轴承9，图1所示位于中间的两个轴承是承载径向力的径向轴承9，位于两头的两个轴承是承载轴向力的止推轴承8，四个轴承之间设有垫圈2、3，并将轴承固定在工具柄1头部的轴承座11上，两个止推轴承8的外侧分别是上定位盖5和下定位盖7，上定位盖5固定在轴承座11的上端环槽内、下定位盖7固定在轴承座11的下端环槽内，滚头轴42由螺母6固定；圆盘形滚头的轴与工件旋转轴线的夹角β为45°，在工具柄位于轴承座的下部C形通孔12，C形通孔12的开口方向与滚头为同侧方向。工具加工时，施加于工件的加工推力通过轴承将反作用传递给工具柄，使工具柄C形通孔变形卸荷，避免滚头和轴承的损坏。例如，工件外径为φ25mm左右时，按压力为1.0～2.0kN，C形变形0.03～0.06mm。
工具柄1的形状如图1所示：柱状柄身的工具柄1头部为与柄身一体的倾斜管状轴承座，轴承座两端有环槽，倾斜管状轴线与柄身轴线夹角α为45°，轴承座下部有C形通孔12，通孔轴线与工具柄1轴线垂直且偏心，C形通孔的开口方向与轴承座倾斜面相反。
参见图2，滚头4呈圆盘形，其边缘呈半圆形，该边缘半圆的半径小于加工工件圆弧的半径；滚头圆心一侧是与圆盘直角相交的滚头轴42。
作业状态：
滚工件外圆，参见图3，圆盘形滚头4与工件接触点为A。
滚R面时，滚头与工件接触点为A点和C点之间的圆弧，随着滚R面的起点和终点，接触点B也随着改变，参见图4。
滚端面时，参见图5，滚头与工件接触点为C。
滚头轴42不需要动力，因工件旋转带动滚头跟着一起转。工件反作用在滚头上的力通过轴承传递给工具柄，然后通过工具柄“C”形通孔卸荷结构以微小变形来平衡反作用力。工具柄带着滚头随刀架在车床上沿X轴、z轴移动。
经过本工具滚光后的抽油杆颈部表面，表面粗糙度达到0.4～0.8μm，表面硬度在原来基础上提高HB1～5度，使抽油杆质量明显提高，结合产品表面硬度的提高，从而使抽油杆的使用寿命延长。

Claims (4)

1.一种加工外圆、R面及端面的滚光工具，包括滚头和工具柄，其特征是：工具柄头部为倾斜的轴承座，轴承座的下部有C形通孔，C形通孔的开口方向与滚头为同侧方向；止推轴承和径向轴承依次安装在圆盘形滚头的轴上，轴承之间设有垫圈、轴承两端通过两个定位盖固定在工具柄头部的轴承座上；圆盘形滚头的轴线与工件旋转轴线的夹角β＝35～55°，工具柄安置在车床的刀具架上，滚头与工件接触并被动转动。
2.根据权利要求1所述的加工外圆、R面及端面的滚光工具，其特征是：四个轴承安装在圆盘形滚头轴(42)上，并固定在工具柄(1)头部的管状轴承座(11)内，其中位于中间两个轴承是承载径向力的径向轴承(9)，位于两端的两个轴承是承载轴向力的止推轴承(8)，两个止推轴承的外侧分别是上定位盖(5)和下定位盖(7)，上定位盖(5)和下定位盖(7)固定在轴承座(11)的两端，四个轴承之间设有垫圈，滚头的轴(42)由螺母(6)固定；圆盘形滚头的轴与工件旋转轴线的最佳夹角β为45°。
3.根据权利要求1所述的加工外圆、R面及端面的滚光工具，其特征是：工具柄(1)的形状：柱状柄身的工具柄(1)头部为与柄身一体的倾斜管状，轴承座，轴承座两端有环槽，滚头轴(42)轴线与柄身轴线α夹角45°，轴承座下部有C形通孔(12)，通孔轴线与工具柄(1)轴线垂直且偏心，C形通孔(12)的开口方向与轴承座倾斜面相反。
4.根据权利要求1所述的加工外圆、R面及端面的滚光工具，其特征是：滚头(4)呈圆盘形，其边缘呈半圆形，该边缘半圆的半径小于加工工件圆弧的半径；滚头圆心一侧是与圆盘直角相交的滚头轴(42)。
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