CN103722343B - 一种三点外圆滚压刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三点外圆滚压刀，包括有刀柄，其中，刀柄安装有主体架，主体架的上部设置有上滚刀组，该上滚刀组安装于能够上下移动的伸缩机构上，主体架的下部设置有二个下滚刀组，二个下滚刀组以所述上滚刀组所在轴线为对称轴对称设置；主体架的下部对称开设有第一加工定位孔和第二加工定位孔，第一加工定位孔相邻设置，而第二加工定位孔设置于对应第一加工定位孔的外侧，下滚刀组分别安装于对应的第一加工定位孔或第二加工定位孔内。本发明的优点是：结构简单，使用时根据加工件的尺寸选择下滚刀组安装于位置，使本滚压刀具有很大的加工范围；加工时，上滚刀组和二个下滚刀组同时与加工件的表面接触形成三点滚压，提高了加工效率。

Description

一种三点外圆滚压刀

技术领域

本发明涉及机加工刀具的技术领域，尤其指一种三点外圆滚压刀。

背景技术

机床加工是指用机床进行原材料的加工制作，机床加工按照机床的不同可以分为普通车床加工和数控车床加工。随着机床加工技术的不断发展，数控车床逐渐取代了普通车床。使用数控车床加工不仅提高了零件、产品的生产效果，也提高了加工的精度，以满足精细化加工和精密零件的加工需求。

滚压刀是利用机械挤压的原理，获得光洁如镜的金属表面的一种机械无切削的塑性加工方法。滚压刀能在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。无论用何种金属加工刀具加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象。

滚压加工是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压刀具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，提高硬度和强度，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法，因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的，是磨削、车削无法做到的。

滚压刀根据加工位置的不同，可以分为外圆滚压刀和内孔滚压刀。现有的外圆滚压刀采用在圆形的滚刀头内壁上均布滚压头而实现滚压加工，但是这样结构的滚压刀调节范围小，加工范围窄，因此往往要准备多个尺寸的滚压刀以满足加工的需要。另一种外圆滚压加工方法是采用单滚压头的滚压刀，但是其加工效率低，且单滚压头容易造成施力不均，影响加工精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，加工效率高、范围广的一种三点外圆滚压刀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种三点外圆滚压刀，包括有刀柄，其中，刀柄安装有主体架，主体架的上部设置有上滚刀组，该上滚刀组安装于能够上下移动的伸缩机构上，主体架的下部设置有二个下滚刀组，二个下滚刀组以所述上滚刀组所在轴线为对称轴对称设置；主体架的下部对称开设有第一加工定位孔和第二加工定位孔，第一加工定位孔相邻设置，而第二加工定位孔设置于对应第一加工定位孔的外侧，下滚刀组分别安装于对应的第一加工定位孔或第二加工定位孔内；上滚刀组和二个下滚刀组构成三点加工，且根据加工件尺寸确定下滚刀组的安装位置。

优化的技术措施还包括：

上述的伸缩机构包括支架、伸缩油缸、伸出座和伸缩杆，伸缩油缸固定于支架上，该支架固定于主体架的上部，伸缩杆的下部穿过支架并与伸出座连接配合，上滚刀组安装于伸出座上。

上述的伸缩油缸的数目为二个，二个伸缩油缸间隔设置于所述支架上，伸缩油缸上设置有注油口。

上述的上滚刀组和下滚刀组均由销子、滚针轴承、滚刀轮、平面轴承以及垫片构成，滚刀轮套置于销子上，滚针轴承置于滚刀轮的内周面与销子的外周面之间，平面轴承置于滚刀轮的一端，平面轴承的一端与该端面相贴配合，垫片置于所述平面轴承的另一端与主体架的内壁之间，销子的两端穿置于第一加工定位孔或第二加工定位孔内。

上述的主体架上设置有调节机构，调节机构包括调节支架、调节螺杆、调节螺母、调节弹簧和锁紧螺栓，调节支架上开设有调节滑槽，刀柄的头部置于该调节滑槽内。

上述的调节螺母拧装在调节螺杆上，该调节螺杆的下部从上至下穿过调节支架的上部，调节弹簧套置于调节螺杆的下部，该调节弹簧的上端与调节支架相抵，其下端与刀柄的上表面相抵，锁紧螺栓设置于调节支架的侧壁上。

上述的锁紧螺栓的数目为三个，三个锁紧螺栓间隔设置于调节支架的侧壁上。

上述的主体架呈钩形结构，上滚刀组与主体架的下部之间形成用于放置加工件的开口，刀柄安装于主体架上远离开口的一端。

上述的主体架的下部开设有滚刀槽，下滚刀组嵌置于该滚刀槽内。

上述的上滚刀组与安装于第一加工定位孔内的下滚刀组构成的滚压刀的加工范围为4mm至35mm；上滚刀组与安装于第二加工定位孔内的下滚刀组构成的滚压刀的加工范围为30mm至50mm。

本发明的一种三点外圆滚压刀，采用主体架的上部设置有上滚刀组，该上滚刀组安装于能够上下移动的伸缩机构上，在主体架的下部对称设置有二个下滚刀组；加工时，上滚刀组和二个下滚刀组同时与加工件的表面接触形成三点滚压，提高了加工效率，且三个接触点之间相互形成支撑，有利于加工精度的提高。

主体架的下部对称开设有第一加工定位孔和第二加工定位孔，使用时根据加工件的尺寸选择将下滚刀组安装于第一加工定位孔或第二加工定位孔中，使本滚压刀具有很大的加工范围，适用于不同外圆直径加工件的加工。

主体架上设置有调节机构，该调节机构包括调节支架、调节螺杆、调节螺母、调节弹簧和锁紧螺栓；调节时，先松动锁紧螺栓，再通过旋拧调节螺母使调节螺杆上升或下降，同时压缩或释放调节弹簧，从而使主体架整体上移或下移，实现主体架垂直方向的移动，以便校准加工的中心位置。

当下滚刀组安装于第一加工定位孔内时，本滚压刀的加工范围为4mm至35mm，当下滚刀组安装于第二加工定位孔内时，本滚压刀的加工范围为30mm至50mm，因此本滚压刀的加工范围为4mm至50mm，加工范围大，克服现有滚压刀加工范围小的缺点。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的另一视角立体结构示意图；

图3是本发明的的主视剖视结构示意图；

图4是图3的左视剖视结构示意图；

图5是图4中I部放大图；

图6是图1对加工件之一加工过程示意图；

图7是图1对加工件之二加工过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图7所示为本发明的结构示意图，

其中的附图标记为：刀柄1、主体架2、滚刀槽2a、开口21、上滚刀组31、下滚刀组32、伸缩机构4、支架41、伸缩油缸42、注油口42a、伸出座43、伸缩杆44、第一加工定位孔51、第二加工定位孔52、销子61、滚针轴承62、滚刀轮63、平面轴承64、垫片65、调节机构7、调节支架71、调节滑槽71a、调节螺杆72、调节螺母73、调节弹簧74、锁紧螺栓75、较小直径加工件81，较大直径加工件82。

如图1至图5所示，

本发明的一种三点外圆滚压刀，包括有刀柄1，其中，刀柄1安装有主体架2，主体架2的上部设置有上滚刀组31，该上滚刀组31安装于能够上下移动的伸缩机构4上，主体架2的下部设置有二个下滚刀组32，二个下滚刀组32以所述上滚刀组31所在轴线为对称轴对称设置；主体架2的下部对称开设有第一加工定位孔51和第二加工定位孔52，第一加工定位孔51相邻设置，而第二加工定位孔52设置于对应第一加工定位孔51的外侧，下滚刀组32分别安装于对应的第一加工定位孔51或第二加工定位孔52内；上滚刀组31和二个下滚刀组32构成三点加工，且根据加工件尺寸确定下滚刀组32的安装位置。

第一加工定位孔51或第二加工定位孔52内不能同时安装下滚刀组32，需根据加工件的尺寸确定下滚刀组32的安装位置；图1和图2中，下滚刀组32安装于第一加工定位孔51内，下滚刀组32安装于第二加工定位孔52内时的效果已在图中用虚线表示。

实施例中，伸缩机构4包括支架41、伸缩油缸42、伸出座43和伸缩杆44，伸缩油缸42固定于支架41上，该支架41固定于主体架2的上部，伸缩杆44的下部穿过支架41并与伸出座43连接配合，上滚刀组31安装于伸出座43上。伸缩油缸42控制伸缩杆44上、下活动从而使上滚刀组31以及二个下滚刀组32同时与加工件接触，并通过伸缩油缸42的控制加工的进给量。安装于伸出座43上的上滚刀组31能够转动一定的角度。

实施例中，伸缩油缸42的数目为二个，二个伸缩油缸42间隔设置于所述支架41上，伸缩油缸42上设置有注油口42a。

实施例中，上滚刀组31和下滚刀组32均由销子61、滚针轴承62、滚刀轮63、平面轴承64以及垫片65构成，滚刀轮63套置于销子61上，滚针轴承62置于滚刀轮63的内周面与销子61的外周面之间，平面轴承64置于滚刀轮63的一端，平面轴承64的一端与该端面相贴配合，垫片65置于所述平面轴承64的另一端与主体架2的内壁之间，销子61的两端穿置于第一加工定位孔51或第二加工定位孔52内。

滚刀轮63通过滚针轴承62以销子61为轴转动，利用垫片65和平面轴承64限制滚刀轮63的轴向位移，并保证滚刀轮63转动的顺畅性，有效避免滚刀轮63与主体架2内壁的接触而影响加工的正常进行。

实施例中，主体架2上设置有调节机构7，调节机构7包括调节支架71、调节螺杆72、调节螺母73、调节弹簧74和锁紧螺栓75，调节支架71上开设有调节滑槽71a，刀柄1的头部置于该调节滑槽71a内。

实施例中，调节螺母73拧装在调节螺杆72上，该调节螺杆72的下部从上至下穿过调节支架71的上部，调节弹簧74套置于调节螺杆72的下部，该调节弹簧74的上端与调节支架71相抵，其下端与刀柄1的上表面相抵，锁紧螺栓75设置于调节支架71的侧壁上。

实施例中，锁紧螺栓75的数目为三个，三个锁紧螺栓75间隔设置于调节支架71的侧壁上。

通过调节机构7的调节可以现实主体架2整体的上移或下移，从而调节主体架2的垂直位置，进而实现对加工中心位置的调节。

实施例中，主体架2呈钩形结构，上滚刀组31与主体架2的下部之间形成用于放置加工件的开口21，刀柄1安装于主体架2上远离开口21的一端。

实施例中，主体架2的下部开设有滚刀槽2a，下滚刀组32嵌置于该滚刀槽2a内。

实施例中，上滚刀组31与安装于第一加工定位孔51内的下滚刀组32构成的滚压刀的加工范围为4mm至35mm；上滚刀组31与安装于第二加工定位孔52内的下滚刀组32构成的滚压刀的加工范围为30mm至50mm。本滚压刀能加工4mm至50mm范围内的加工件，加工范围大。

工作原理：如图6至图7所示的加工状态图。

加工前：先测量加工件的外圆直径，当加工直径为4mm至35mm时为较小直径加工件81，如图6所示将二个下滚刀组32分别安装于第一加工定位孔51内，当加工直径为30mm至50mm时为较大直径加工件82，如图7所示将二个下滚刀组32分别安装于第二加工定位孔52内。

刀具固定：用机床刀架压紧刀柄1，使整个刀具固定在刀架盘上。

加工中心调节：然后利用调节机构7对工件中心进行调节：先松动锁紧螺栓75，再通过旋拧调节螺母73使调节螺杆72上升或下降，同时压缩或释放调节弹簧74，使下滚刀组32与加工件的下部接触；再调节伸缩油缸42使伸缩杆44下降，从而带动安装于伸出座43上的上滚刀组31下降与加工件的上部接触。

加工时：上滚刀组31以及二个下滚刀组32与加工件三点接触，三点同时加工，增加了加工效率。三个滚刀组与加工件相切配合。

本滚压刀具有加工方式：

一、加工件作为主动件，而上滚刀组31和下滚刀组32作为从动件。加工件先转动，通过其与上滚刀组31和下滚刀组32的接触而驱动上滚刀组31和下滚刀组32上的滚刀轮63转动而完成滚压加工。

二、上滚刀组31作为主动件，而加工件和下滚刀组32作为从动件。上滚刀组31上的滚刀轮63先转动，然后通过其与加工件表面的接触驱动加工件的转动，再通过加工件与下滚刀组32之间的接触驱动下滚刀组32上的滚刀轮63转动而完成滚压加工。

当滚刀轮63磨损时，上滚刀组31可以转动一定角度进行补偿。当遇到台阶型工件时，也可以将上滚刀组31转动一定的角度，使加工件的清根效率更好。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种三点外圆滚压刀，包括有刀柄(1)，其特征是：所述的刀柄(1)安装有主体架(2)，所述的主体架(2)的上部设置有上滚刀组(31)，该上滚刀组(31)安装于能够上下移动的伸缩机构(4)上，所述的主体架(2)的下部设置有二个下滚刀组(32)，二个所述的下滚刀组(32)以所述上滚刀组(31)所在轴线为对称轴对称设置；所述的主体架(2)的下部对称开设有第一加工定位孔(51)和第二加工定位孔(52)，所述的第一加工定位孔(51)相邻设置，而第二加工定位孔(52)设置于对应第一加工定位孔(51)的外侧，所述的下滚刀组(32)分别安装于对应的第一加工定位孔(51)或第二加工定位孔(52)内；所述的上滚刀组(31)和二个下滚刀组(32)构成三点加工，且根据加工件尺寸确定下滚刀组(32)的安装位置；所述的伸缩机构(4)包括支架(41)、伸缩油缸(42)、伸出座(43)和伸缩杆(44)，所述的伸缩油缸(42)固定于支架(41)上，该支架(41)固定于主体架(2)的上部，所述的伸缩杆(44)的下部穿过支架(41)并与伸出座(43)连接配合，所述的上滚刀组(31)安装于伸出座(43)上。

2.根据权利要求1所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的伸缩油缸(42)的数目为二个，二个伸缩油缸(42)间隔设置于所述支架(41)上，所述的伸缩油缸(42)上设置有注油口(42a)。

3.根据权利要求2所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的上滚刀组(31)和下滚刀组(32)均由销子(61)、滚针轴承(62)、滚刀轮(63)、平面轴承(64)以及垫片(65)构成，所述的滚刀轮(63)套置于销子(61)上，滚针轴承(62)置于滚刀轮(63)的内周面与销子(61)的外周面之间，所述的平面轴承(64)置于滚刀轮(63)的一端，平面轴承(64)的一端与该端面相贴配合，所述的上滚刀组(31)的垫片(65)置于所述平面轴承(64)的另一端与伸出座(43)的内壁之间，所述的下滚刀组(32)的销子(61)的两端穿置于第一加工定位孔(51)或第二加工定位孔(52)内。

4.根据权利要求3所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的主体架(2)上设置有调节机构(7)，所述的调节机构(7)包括调节支架(71)、调节螺杆(72)、调节螺母(73)、调节弹簧(74)和锁紧螺栓(75)，所述的调节支架(71)上开设有调节滑槽(71a)，所述的刀柄(1)的头部置于该调节滑槽(71a)内。

5.根据权利要求4所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的调节螺母(73)拧装在调节螺杆(72)上，该调节螺杆(72)的下部从上至下穿过调节支架(71)的上部，所述的调节弹簧(74)套置于调节螺杆(72)的下部，该调节弹簧(74)的上端与调节支架(71)相抵，其下端与刀柄(1)的上表面相抵，所述的锁紧螺栓(75)设置于调节支架(71)的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的锁紧螺栓(75)的数目为三个，三个所述的锁紧螺栓(75)间隔设置于调节支架(71)的侧壁上。

7.根据权利要求6所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的主体架(2)呈钩形结构，所述的上滚刀组(31)与主体架(2)的下部之间形成用于放置加工件的开口(21)，所述的刀柄(1)安装于主体架(2)上远离开口(21)的一端。

8.根据权利要求7所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的主体架(2)的下部开设有滚刀槽(2a)，所述的下滚刀组(32)嵌置于该滚刀槽(2a)内。

9.根据权利要求8所述的一种三点外圆滚压刀，其特征是：所述的上滚刀组(31)与安装于第一加工定位孔(51)内的下滚刀组(32)构成的滚压刀的加工范围为4mm至35mm；所述的上滚刀组(31)与安装于第二加工定位孔(52)内的下滚刀组(32)构成的滚压刀的加工范围为30mm至50mm。