CN103817332B - 一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，包括滚压头、压头连接杆、内套筒、前套筒、压力传感器以及后端盖，滚压头连接在压头连接杆上，压头连接杆锁紧于内套筒中，前套筒套接在内套筒外，压力传感器连接在压头连接杆后并与后端盖连接。由于本发明是固定设置的没有通过弹簧、悬挂物或液压传递滚压力，因此能够精确测得滚压开始时施加的滚压力的大小和精确测得滚压后剩余施加力的大小，滚压力是影响滚压效果的一个重要的参数，精确测量出滚压力大小有助于滚压加工时能简单、方便和精确的控制进给量，滚压头具有高的刚性，因此滚压出的工件表面粗糙度低且不会产生变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚压工具，特别涉及一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具。
背景技术
传统粉末冶金零件的生产过程是粉末压制后烧结。但是传统烧结的粉末冶金零件密度普遍不高于7.2g/cm3，表面层含有大量的孔隙，影响零件的使用性能。通过滚压加工可以提高粉末冶金烧结材料表面的密度，形成表面致密层，甚至可以全致密，提高粉末冶金零件的力学性能，延长零件的使用寿命，并且还能使粉末冶金烧结材料表面粗糙度降低，产生光整效果且滚压设备简单，加工成本低。
粉末冶金含有孔隙多，滚压量大，要求很大的进给量，并且施加在零件表面的压力也是影响表面致密化效果的重要参数，如果能够准确测得滚压过程滚压力的大小有助于粉末冶金烧结材料表面的滚压加工。
中国专利201010108916.0、德国专利DE19534631A1以及美国专利US20090178261A1所公开的方案均为弹性滚压。其中美国专利公布的方案通过力传感器测量滚压头对工件的滚压力大小，但是在内部设置了缓冲弹簧装置，因此在滚压时，滚压头会产生退缩，减少了实际施加的滚压力所能滚压到的滚压量，即实际滚压量小于预定的滚压量，滚压后得到的剩余施加力为材料由于弹性变性恢复和由于弹簧收缩后少压部分材料对滚压头的力，并不能得到滚压前后滚压力准确的数据值。而滚压力是滚压加工中一个很重要的参数，如果能精确测量出滚压力大小对滚压加工是十分有帮助的，此外，在控制滚压量的大小时，需要考虑弹簧收缩的影响，特别是在小的滚压量时难以操作，当滚压到材料硬度较高的地方时，滚压头会产生收缩且在恢复时滚压头容易产生冲击影响材料表面粗糙度和使工件的实际滚压量与预定的滚压量产生误差严重还会造成变形。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种能准确得到滚压前后滚压力的数据值且可以加工出表面粗糙度低同时能方便精确控制滚压量的用于滚压粉末冶金烧结材料表面的滚压工具。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，包括滚压头、压头连接杆、内套筒、前套筒、压力传感器以及后端盖，滚压头连接在压头连接杆上，压头连接杆锁紧于内套筒中，前套筒套接在内套筒外，压力传感器连接在压头连接杆后并与后端盖连接。
优选的，还包括后套筒、第一活塞、第二活塞、第三活塞以及刚性连接管，后套筒与前套筒固定连接，后端盖固定连接于后套筒的后端，第一活塞设置于前套筒中并且一侧与内套筒和/或压头连接杆固定连接，第二活塞和第三活塞设置于后套筒中，第一活塞另一侧与第二活塞连接，第二活塞通过刚性连接管与第三活塞连接，所述压力传感器与第三活塞相接触。
优选的，所述第二活塞和第三活塞之间连接有弹簧。
优选的，还包括外套筒，所述外套筒套接于后套筒和前套筒上将后套筒和前套筒固定于一起。
优选的，所述第一活塞间隙配合于前套筒中，所述第二活塞和第三活塞间隙配合于后套筒中。
优选的，所述前套筒上设有槽，内套筒内部为方孔，外形为圆柱形且对应前套筒的槽设有限制内套筒在前套筒中旋转的导柱。
优选的，所述滚压头为滚珠式滚压头，压头连接杆前端面上挖有半球形的滚压头安装槽，滚压头安装槽上连接有滚压头防脱帽，滚压头安装槽中放置有滚动滚珠和所述滚珠式滚压头，滚珠式滚压头部分凸出于滚压头防脱帽外且滚珠式滚压头与滚压头防脱帽间设有防脱滚珠，防脱滚珠与滚珠式滚压头相接触。
优选的，所述滚压头为滚柱式滚压头，压头连接杆前端连接有滚轴，滚柱式滚压头通过所述滚轴连接在压头连接杆的前端。
优选的，还包括固定连接在滚压工具上的两固定板，两固定板一侧连接有加强板，另一侧连接有刀架夹板。
优选的，还包括锁紧螺栓，压头连接杆通过所述锁紧螺栓锁紧于内套筒中。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、由于本发明一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具是固定设置的没有通过弹簧、悬挂物或液压传递滚压力，因此能够精确测得滚压开始时施加的滚压力的大小和精确测得滚压后剩余施加力的大小，滚压力是影响滚压效果的一个重要的参数，精确测量出滚压力大小有助于滚压加工时能简单、方便和精确的控制进给量，滚压头具有高的刚性，因此滚压出的工件表面粗糙度低且不会产生变形，本发明还具有结构简单、操作简便、制造成本低的优点。
附图说明
图1是本发明一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具的剖视图。
图2是本发明一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具的结构示意图。
图3是本发明一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具安装上固定板、加强板和刀架夹板的示意图。
图4是本发明一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具安装上固定板、加强板和刀架夹板的立体图。
图5是本发明的内套筒安装于前套筒中的剖面图。
图6是本发明的滚珠式滚压头的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
如图1-6所示，一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，包括滚压头1、压头连接杆2、内套筒3、前套筒4、压力传感器5、后套筒6、第一活塞7、第二活塞8、第三活塞9、刚性连接管10以及后端盖11，滚压头1连接在压头连接杆2上，压头连接杆2锁紧于内套筒3中，前套筒4套接在内套筒3外，压力传感器5连接在压头连接杆2的后方，后套筒6与前套筒4固定连接，后端盖11固定连接于后套筒6的后端，第一活塞7设置于前套筒4中并且一侧与内套筒3和/或压头连接杆2固定连接，第二活塞8和第三活塞9设置于后套筒6中，第一活塞7另一侧与第二活塞8连接，第二活塞8通过刚性连接管10与第三活塞9连接，所述压力传感器5连接在后端盖11上并且与第三活塞9相接触。
所述第二活塞8和第三活塞9之间具有一定的间距可以连接弹簧，可以按需要切换为弹性滚压，连接弹簧后刚性连接管10可以拆除。
如图5所示，所述前套筒4上设有槽，内套筒3内部为方孔，外形为圆柱形且对应前套筒4的槽设有限制内套筒3在前套筒4中旋转的导柱。
如图6所示，所述滚压头1为滚珠式滚压头，压头连接杆2前端面上挖有半球形的滚压头安装槽，滚压头安装槽上连接有滚压头防脱帽21，滚压头安装槽中放置有滚动滚珠22和所述滚珠式滚压头，滚珠式滚压头部分凸出于滚压头防脱帽21外且滚珠式滚压头与滚压头防脱帽21间设有防脱滚珠23，防脱滚珠23与滚珠式滚压头相接触。
如图1-4所示，所述滚压头1还可以为滚柱式滚压头，压头连接杆2前端连接有滚轴12，滚柱式滚压头1通过所述滚轴12连接在压头连接杆2的前端。
如图3和4所示，还包括固定连接在滚压工具上的两固定板13、八个锁紧螺栓14和外套筒15，两固定板一侧连接有加强板16，另一侧连接有刀架夹板17。刀架夹板17可以安装到普通车床上的刀架上。如图1-4所示，压头连接杆2通过所述锁紧螺栓14锁紧于内套筒3中，每四个锁紧螺栓14为一组，每组绕内套筒3周向设置每个锁紧螺栓14间相隔90°，以保证将压头连接杆2锁紧，两组锁紧螺栓14前后设置，在前的锁紧螺栓14凸出于内套筒3，在后的锁紧螺栓14镶嵌入内套筒3中，这样在前的锁紧螺栓14起到限定行程的作用，在后的锁紧螺栓14可以避免阻碍内套筒3的滑动。所述外套筒15套接于后套筒6和前套筒4上将后套筒6和前套筒4固定于一起。所述第一活塞7间隙配合于前套筒4中，所述第二活塞8和第三活塞9间隙配合于后套筒6中。所述后端盖11与后套筒6间设有用于供压力传感器5的数据线伸出的线槽18。
本发明的工作过程及工作原理：滚压过程中，滚压力依次从滚压头、压头连接杆、第一活塞、第二活塞、刚性连接管以及第三活塞传递到压力传感器，压力传感器后端连接有后端盖，没有通过弹簧、悬挂物或液压传递滚压力，因此能够精确测得滚压开始时施加的滚压力的大小和精确测得滚压后剩余施加力的大小，而滚压力是影响滚压效果的一个重要的参数，精确测量出滚压力大小有助于滚压加工时能简单、方便和精确控制进给量，滚压头具有高的刚性，因此滚压出的工件表面粗糙度低且不会产生变形，本发明还具有结构简单、操作简便、制造成本低的优点。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：包括滚压头、压头连接杆、内套筒、前套筒、压力传感器以及后端盖，滚压头连接在压头连接杆上，压头连接杆锁紧于内套筒中，前套筒套接在内套筒外，压力传感器连接在压头连接杆后并与后端盖连接；
还包括后套筒、第一活塞、第二活塞、第三活塞以及刚性连接管，后套筒与前套筒固定连接，后端盖固定连接于后套筒的后端，第一活塞设置于前套筒中并且一侧与内套筒和/或压头连接杆固定连接，第二活塞和第三活塞设置于后套筒中，第一活塞另一侧与第二活塞连接，第二活塞通过刚性连接管与第三活塞连接，所述压力传感器与第三活塞相接触。
2.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：所述第二活塞和第三活塞之间连接有弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：还包括外套筒，所述外套筒套接于后套筒和前套筒上将后套筒和前套筒固定于一起。
4.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：所述第一活塞间隙配合于前套筒中，所述第二活塞和第三活塞间隙配合于后套筒中。
5.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：所述前套筒上设有槽，内套筒内部为方孔，外形为圆柱形且对应前套筒的槽设有限制内套筒在前套筒中旋转的导柱。
6.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：所述滚压头为滚珠式滚压头，压头连接杆前端面上挖有半球形的滚压头安装槽，滚压头安装槽上连接有滚压头防脱帽，滚压头安装槽中放置有滚动滚珠和所述滚珠式滚压头，滚珠式滚压头部分凸出于滚压头防脱帽外且滚珠式滚压头与滚压头防脱帽间设有防脱滚珠，防脱滚珠与滚珠式滚压头相接触。
7.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：所述滚压头为滚柱式滚压头，压头连接杆前端连接有滚轴，滚柱式滚压头通过所述滚轴连接在压头连接杆的前端。
8.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：还包括固定连接在滚压工具上的两固定板，两固定板一侧连接有加强板，另一侧连接有刀架夹板。
9.根据权利要求1所述的一种用于粉末冶金烧结材料表面致密化的滚压工具，其特征在于：还包括锁紧螺栓，压头连接杆通过所述锁紧螺栓锁紧于内套筒中。
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