CN109070309B - 滚轧工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有沿进给方向（V）突出的滚动支架（12）的滚轧工具（10），在所述滚动支架上沿圆周方向用于加工工件表面的至少一个滚轧滚子（14）能够围绕滚子轴线（A）旋转地布置，其中，所述至少一个滚轧滚子（14）具有用于贴靠在工件上的贴靠面。根据本发明，所述至少一个滚轧滚子（14）具有柱形的基本形状，并且所述至少一个滚轧滚子（14）沿径向方向（R）能够移动地得到支承。

Description

滚轧工具

技术领域

本发明涉及一种滚轧工具。

背景技术

这种滚轧工具例如由DE 10 2013 018 899 A1公开并且通过锥形构造的滚动体呈滚轧滚子形式用于对粗糙表面的非切削的平滑处理（Glätten）。滚轧工具用于平滑处理金属的表面，该表面在诸如车削（Drehen）、铣削（Fräsen）、磨削（Schleifen）等的粗加工过程之后通常具有表面纹理或粗糙度。在此，滚轧工具的承载滚轧滚子的滚动支架沿圆周方向旋转地在进给方向上沿着工件待加工的表面进行，其中滚轧滚子接触待加工的表面。由于滚轧滚子的压紧压力，工件的表面层通过塑性变形而平滑处理。为此目的，在滚轧中，滚轧滚子被加载垂直于工作面（Lauffläche）指向的力（滚轧力）。因此，除了平滑效果外，也在工件上获得硬化效果（Verfestigungswirkung）。

待平滑处理的工件例如由诸如铝的柔性的材料制成，并且滚轧滚子由相对于待平滑处理的工件由较硬的材料制成，例如钢、硬金属或整体硬质合金（Vollhartmetall）。硬金属应理解为烧结的含碳化物硬质金属（英语：cemented carbides）。硬金属通常由90-94％的碳化钨、碳化钛、碳化钛、碳化钽、碳化铬或碳化钒（增强相）和6-10％的钴（基质、粘合剂、韧性组分）和可能的碳组成。碳化钨颗粒平均约为0.5-1微米。钴填补了中间空间。

虽然平滑效果是传统的滚轧工具关注的焦点，但是也可以附加地利用滚轧工具的硬化效果和变形效果。因此已经发现，借助于滚轧工具可以使得引入到待加工的表面中的凹槽与布置在其间的腹板（Stegen）如此变形，从而产生下陷（Hinterschnitt）。作用的滚轧力即在滚轧时从上部压到腹板上并使其顶点区段变平，而凹槽底部保持基本不变。这种效果可以是特别有利的，因为借助于传统的切削方法生产具有下陷的凹槽是复杂且耗时的。随后，可以将涂层质量体引入到具有下陷的凹槽中，其中该涂层质量体可以嵌入到凹槽的下陷区段中，使得它特别牢固地锚固在凹槽中。这样的方法例如由DE 10 2013 011 726.7公开。

然而，已经发现，根据DE 10 2013 018 899 A1的滚轧滚子由于其锥形构造沿其在其旋转轴线延伸的纵向轴线而具有不同的圆周速度，并且因此仅部分地在待加工的表面上如所期望的那样滚动，但是在其它区段中以不期望的方式在待加工的表面上滑动，这增加了滚轧工具的磨损并因此降低了其使用寿命。

公开文献DE 198 45 226 A1一种用于平整钻孔表面上的表面粗糙度的滚动工具。该滚动工具包括用于引入到孔中的驱动轴和布置在驱动轴的引入部上的具有多个滚子的滚子装置。该滚子装置如此布置在滚子支撑装置上，使得当轴进行旋转时，滚子装置的滚子至少部分地在滚子支撑装置上滚动，其中该滚子支撑装置由处于压力下的滚子的弹性可变形的套筒形成。该滚子装置具有这样的滚子引导部，该滚子引导部由在轴向上延伸的并且与纵向轴线同轴地布置的具有构造在其中的切片状的滚子容纳部的边缘接片形成。总体而言，滚子引导部具有冠状的并且一体地在引入部上成形的造型。滚子容纳部平行于纵向轴线延伸并且具有凹形地构造的引导面，该引导面以足够的运动间隙引导滚子，使得除了滚子的旋转之外在滚子容纳部中也可实现滚子的径向上的运动。在滚子引导部和支承轴颈之间，套筒以浮动的支承布置位于支承轴颈之上，其外直径根据滚子装置的内部的滚动半径r进行确定尺寸，使得滚子能够在套筒的外圆周上进行滚动。

公开文献DE 198 45 226 A1虽然公开了一种套筒，滚子在其外圆周上滚动，然而该套筒仅仅用作能够由辊滚子成形的滚子支撑装置，使得在碾过粗糙尖端时由于套筒的弹性的恢复力而得到作用于滚子上的增加的压力，使得在重新碾过所述粗糙尖端时其平整。该套筒以浮动的方式布置在旋入到轴中的支承轴颈上。由此，套筒不以传递驱动力的方式与驱动轴连接。

US 2002/0020062 A1公开了一种用于加工内部的表面的工具。该工具具有轴、可旋转的核心部件、球形的元件以及滚轧元件。在此，可旋转的核心部件仅通过球形的元件与轴处于接触。因此，可旋转的核心部件不以传递驱动力的方式与轴连接。

DE 17 52 071 A1公开一种用于挤压打磨孔的滚动心轴。该滚动心轴具有这样的滚子，所述滚子被构造为柱形的并且在滚动心轴内部布置的中心的锥体上延伸。该滚动心轴本身是驱动轴并且形成用于滚子的保持架。中心的椎体不以传递驱动力的方式与滚动心轴连接，而是在那里以浮动的方式支承在两个滚珠之间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的滚轧工具。

为此，根据本发明，在上述类型的滚轧工具中规定，内辊以传递驱动力的方式与滚轧工具的驱动轴连接。

这具有以下优点：即，行星齿轮类似的布置利用固定的外部空心轴形成。在运行中，由驱动轴而被置于旋转的内辊将驱动力传递到至少一个滚轧滚子上，所述至少一个滚轧滚子因此同样被置于旋转。所述至少一个滚轧滚子于是在本身固定的待加工的表面上滚动。

根据优选的实施方式，滚动支架具有基本平行于滚子轴线延伸的旋转轴线。“基本上”被理解为处于通常的制造公差内。因此，滚轧工具可以具有特别简单的构造并且特别容易操作。

根据另一种优选的实施方式，滚子保持架和内辊具有间隙配合。在此，间隙配合被理解为滚子保持架和内辊的标注尺寸，其中机械的构件在安装之后可以自由地抵抗组件或功能单元的另一构件进行移动。因此，环形的滚子保持架的内直径的最小尺寸比内辊的外直径的最大尺寸总是更大、在极限情况下也大小相同。

根据另一种优选的实施方式，内辊可松开地插入到滚子保持架中。因此，内辊可以从滚子保持架中移除并通过新的加工情况的加工而进行调整，或者第一内辊可以用具有与第一内辊不同的外直径的第二内辊进行代替，以便因此改变或调整滚轧滚子的径向位置或者引起滚轧滚子在径向方向上的可移动性的限制。

根据另一种优选的实施方式，滚子保持架和内辊由具有不同材料的材料配对制成。因此，通过适当的材料对选择可以减小滚子保持架和内辊之间的摩擦。例如，滚子保持架可以由红铜（Rotguß）制成，并且内辊由钢制成。

根据另一种优选的实施方式，至少一个滚轧滚子和滚子保持架由具有不同材料的材料配对制成。因此，通过适当的材料对选择可以减小至少一个滚轧滚子和滚子保持架之间的摩擦。例如，至少一个滚轧滚子由钢、硬金属或整体硬质合金制成。

根据另一种优选的实施方式，内辊具有导引液体的通道。冷却剂和/或润滑剂可以通过导引流体的通道供应给由内辊和滚子保持架组成的组件，以便引起它们的冷却和/或润滑。

根据另一种优选的实施方式，设置具有不同外直径的多个内辊以进行更换。在此，多个内辊中的每一个内辊具有不同的外直径。因此，第一内辊可以由具有与第一内辊不同的外直径的第二内辊进行代替，以便改变或调整滚轧滚子的径向位置或者引起滚轧滚子在径向方向上的可移动性的限制。

根据另一种优选的实施方式，粗糙区段设有关于滚子轴线径向向外突出的凸起（Erhebung）。突出的凸起可以由金刚石涂层（Diamantbeschichtung）形成。

附图说明

接下来根据附图更详细地阐释本发明。附图示出：

图1示出了滚轧工具的实施例的分解图。

具体实施方式

根据本实施例的滚轧工具10具有滚动支架12、保持件28、第一间隔盘30、第二间隔盘32和十字螺母34。

在本实施例中，滚动支架12具有环形的滚子保持架22，该滚子保持架可旋转地支承多个滚轧滚子14。为此目的，在本实施例中，滚子保持架22由两个相同构造的滚子保持架半部36a、36b形成，它们共同形成对应于多个滚轧滚子14的数量的滚轧滚子容纳部38。滚轧滚子容纳部38在此被设计成使得经插入的滚轧滚子14沿径向方向R带有间隙（Spiel）地得到支承。

滚轧滚子14具有基本上柱形的基本形状，其中外周面（Mantelfläche）分别具有带有凸起20的区段，所述凸起例如由金刚石涂层形成。

滚动支架12与内辊24共同形成组件44，其中，内辊24同样具有环形的基本形状，其插入到环形构造的滚子保持架22的内部空间中。在滚动支架12和内辊24之间给出间隙配合。因此，在本实施例中，滚动支架12的内直径大于内辊24的外直径。因此，经插入的内辊24限制了插入到滚轧滚子容纳部38中的滚轧滚子14的沿径向方向R上更确切地说沿径向向内的方向（Einwärtsrichtung）的可移动性，而滚轧滚子14还具有沿径向向外的方向的间隙。

滚轧滚子容纳部38在本实施例中沿圆周方向均匀地以彼间隔开的方式布置在滚子保持架22的外表面上。在每两个滚轧滚子容纳部38之间进一步在本实施例中分别形成两个孔，用于压配合的销插入到所述孔中以将两个滚子保持架半部36a、36b彼此连接。

滚子保持架22和内辊24由具有不同的材料的材料配对制成。在本实施例中，滚子保持架22由红铜制成并且内辊24由钢制成。此外，滚子保持架22和所使用的滚轧滚子14也由具有不同材料的材料配对制成。在本实施例中，滚轧滚子14由整体硬质合金制成。

因此，通过适当材料配对选择，可以减小滚子保持架22和内辊24之间的以及滚子保持架22和滚轧滚子24之间的摩擦。

在本实施例中，内辊24还具有导引液体的通道40，从而向滚动支架12供应润滑剂和/或冷却剂、诸如在本实施例中的水-油乳剂（Emulsion）以用于润滑和冷却。

在本实施例中，导引液体的通道40在内辊24的轴向的端面上分别包括环绕的凹槽和沿径向方向延伸的通道区段。

导引液体的通道40通过流出开口42供应润滑剂和/或冷却剂，该流出开口在本实施例中布置在保持件28的驱动轴26的端面上。

第一间隔盘30在本实施例中布置在滚轧工具10的近端上，而第二间隔盘32和十字螺母34布置在滚轧工具10的远端上。

第一间隔盘30具有比第二间隔盘32更大的厚度，使得滚轧工具10可以容易地下降到构造为盲孔的气缸的底部上，从而也加工位于那里的气缸的内壁的区段。

图1中，所示的十字螺母34在本实施例中形成也在图1所示的保持件28的驱动轴26与内辊24的抗相对转动的连接。

在运行中，将滚轧工具10沿进给方向V引入到工件、诸如往复式活塞机的气缸体的气缸中，该气缸的内表面作为工件表面需要被加工。也就是说，气缸内表面是待加工的表面。

驱动轴26使内辊24绕滚动支架12的旋转轴线D旋转。内辊24的旋转又引起滚轧滚子14围绕其在本实施例中彼此平行的相应的滚子轴线A旋转。

通过滚轧滚子14围绕其相应的滚子轴线A的旋转使其在待加工的气缸内表面上滚动。换句话说，滚轧工具10形成行星齿轮类似的布置，该布置连同气缸的待加工的内表面作为固定的外空心轴。

内辊24防止滚轧滚子14在径向方向R上径向向内移动，从而确保滚轧滚子14与待加工的内表面的接触。

然而，由于内辊24和滚子保持架22之间的间隙，通过内辊24在环形的滚子保持架22中移动，各个滚轧滚子14可以在径向方向R上径向向外移动，从而因此必要时又建立滚轧滚子14与待加工的内表面的接触。

为了减小或增加防止滚轧滚子14移动的间隙，可以将内辊24从滚子保持架24中移除（entfernen），并通过从具有不同外直径的多个内辊中选择的另一个第二内辊代替。替代性地，可以加工从滚子保持架24中移除的内辊24以减小其外直径并因此增加间隙，从而防止滚轧滚子14的移动。有利的是，完成加工的工件的内直径（气缸的内直径）大于预定的阈值。

由于滚轧滚子14的柱形的基本形状及其径向上的可移动性以确保滚轧滚子14与待加工的内表面的接触，因此没有具有不同圆周速度的区段，使得滚轧滚子14在待加工的表面上仅进行滚动运动。因此，滚轧工具10经受较小磨损，并且可以以更高的精度来执行对待加工的表面的加工。

Claims (7)

1.具有沿进给方向（V）突出的滚动支架（12）的滚轧工具（10），在所述滚动支架上沿圆周方向用于加工工件表面的至少一个滚轧滚子（14）能够围绕滚子轴线（A）旋转地布置，其中，所述至少一个滚轧滚子（14）具有用于贴靠在工件上的贴靠面，其中，所述至少一个滚轧滚子（14）具有柱形的基本形状，并且所述至少一个滚轧滚子（14）沿径向方向（R）能够移动地得到支承，所述滚动支架（12）具有环形的滚子保持架（22），所述滚子保持架以能够旋转的方式支承多个滚轧滚子（14），其中具有环形的基本形状的内辊（24）插入到所述滚子保持架（22）中，其中，所述内辊（24）具有外表面，其中，所述内辊（24）的外表面与所述滚轧滚子（14）的外表面共同作用，其特征在于，所述内辊（24）以传递驱动力的方式与所述滚轧工具（10）的驱动轴（26）连接，所述滚子保持架（22）和所述内辊（24）具有间隙配合，内辊组设有多个具有不同的外直径的内辊（24）以进行更换。

2.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于，所述滚动支架（12）具有一旋转轴线（D），所述旋转轴线基本上平行于所述滚子轴线（A）延伸。

3.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于，所述内辊（24）能够松开地插入到所述滚子保持架（22）中。

4.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于，所述滚子保持架（22）和所述内辊（24）由具有不同材料的材料配对制成。

5.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于，所述滚子保持架（22）和所述至少一个滚轧滚子（14）由具有不同材料的材料配对制成。

6.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于，所述内辊（24）具有导引液体的通道（40）。

7.根据权利要求1所述的滚轧工具（10），其特征在于具有关于所述滚子轴线（A）径向向外突出的凸起（20）的粗糙区段(18)。

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