CN204913189U - 一种平面滚压刀具 - Google Patents

Abstract

一种平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，刀柄与刀柄连接块连接，刀具本体包括刀具连接筒和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，刀柄连接块与刀具连接筒的上端连接，刀具本体还包括承力板、力传感器、传感器固定座和优力胶，刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件，刀柄连接块与承力板连接，承力板与传感器固定座之间间隙配合，传感器固定座内安装力传感器，力传感器固定座与优力胶固定连接，优力胶与滚珠组件固定连接。本实用新型提供一种有效测滚压加工静态初始力并控制滚压余量、加工精度较高的平面滚压刀具。

Description

一种平面滚压刀具

技术领域

本实用新型涉及无切屑加工领域，尤其是一种平面滚压刀具。

背景技术

滚压法是无切屑加工的一种，它不仅可以达到很高的光洁度，而且可提高被加工零件的机械性能。滚压法的实质是利用高硬度的无刃工具——钢珠或滚子，使其对被加工表面造成局部高压。由于工具沿被加工表面滚动，形成了表面材料的弹性-塑性变形，使前一工序留于表面的微观凸峰被碾平，表面形成了一定厚度的强化层。由于表面平滑，硬度提高，零件的耐磨性和疲劳强度就大为改善。

滚压刀通过刀柄与铣床等机床的主轴连接，带动刀具转动，从而带动刀头上的滚珠在工件表面滚动来实现滚压加工。目前常见的滚压刀压力调节机构多是弹簧，滚压余量难以控制，滚压余量过大，零件表面局部应力加大，容易形成破裂、起鳞，反而降低了表面质量。滚压刀滚压余量太小，不能使待加工表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度。

发明内容

为了克服已有无切屑加工中滚压刀的无法测滚压加工静态初始力、无法控制滚压余量、加工精度较低的不足，本实用新型提供一种有效测滚压加工静态初始力并控制滚压余量、加工精度较高的平面滚压刀具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，所述刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，所述刀柄与所述刀柄连接块连接，所述刀具本体包括刀具连接筒和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，所述刀柄连接块与所述刀具连接筒的上端连接，所述刀具本体还包括承力板、力传感器、传感器固定座和优力胶，所述刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件，所述刀柄连接块与所述承力板连接，所述承力板与所述传感器固定座之间间隙配合，所述传感器固定座内安装所述力传感器，所述力传感器固定座与所述优力胶固定连接，所述优力胶与所述滚珠组件固定连接。

进一步，所述力传感器固定座上部开有凹槽和通孔，所述力传感器位于所述凹槽内，所述承力板和传感器固定座在对称的两侧穿有等高套筒，固定螺钉自下而上穿过所述等高套筒并固定在所述刀柄连接块上，所述力板和传感器固定座之间留有用于保证力传感器在自由状态没有和承力板接触的间隙。

更进一步，所述滚珠组件包括支承座、滚珠和保持架，所述保持架固定在所述支承座的下部，所述滚珠安装在保持架内。

再进一步，所述支承座和保持架的一圈等圆弧间隔地开有球形保持孔，所述滚珠可自动滚动地位于所述球形保持孔内，所述滚珠的下方一部分凸出所述保持架外。

所述支承座上开有阶梯孔，所述优力胶开有中心通孔，定位螺钉自下而上穿过所述阶梯孔、中心通孔后固定在所述传感器固定座内。

所述刀柄呈锥体形状，所述刀柄的上端中心开有与加工设备的主轴装夹的装配端。

所述承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件的侧边开有外键槽，所述刀具连接筒的内壁开有内键槽，所述外键槽与内键槽之间为供长键穿过的安装键槽，所述长键固定在刀柄连接块上。

本实用新型的有益效果主要表现在：该刀具能够准确及时地了解在压入加工表面时刀具所受的静态初始力，且适应较不平整的加工表面，加工精度较高。

附图说明

图1是平面滚压刀具的外观示意图。

图2是平面滚压刀具的剖视图。

图3是刀柄部分的结构示意图。

图4是刀具本体主要零件的位置示意图。

图5是滚珠及周边零件的结构示意图。

图6是力传感器及周边零件的结构示意图。

图7是长键及周边零件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图7，一种平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，所述刀柄部分包括刀柄1和刀柄连接块2，所述刀柄1与所述刀柄连接块2连接，所述刀具本体包括刀具连接筒7和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，所述刀柄连接块2与所述刀具连接筒7的上端连接，所述刀具本体还包括承力板3、力传感器4、传感器固定座5和优力胶6，所述刀具连接筒7自上而下依次布置承力板3、力传感器4、传感器固定座5、优力胶6和滚珠组件，所述刀柄连接2与所述承力板3连接，所述承力板3与所述传感器固定座5之间间隙配合，所述传感器固定座5内安装所述力传感器4，所述力传感器固定座5与所述优力胶6固定连接，所述优力胶6与所述滚珠组件固定连接。

刀柄连接块2的外延和刀具连接筒7的外延开有互相配合螺栓孔，通过六角头螺栓15和六角螺母16可以把它们连接在一起，间接地把刀柄部分和刀具本体连接在一起。

所述滚珠组件包括支承座8、滚珠9和保持架10，所述保持架10固定在所述支承座8的下部，所述滚珠9安装在保持架10内。所述保持架10上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠9，进一步降低加工表面粗糙度并显著提升加工效率。所述滚珠9可选用硬质合金球或者陶瓷球，实现对不同硬度的工件进行加工，扩大加工对象范围。

参照图1和图3，刀柄1成锥体形状，上端中心开有螺纹孔，能够被铣床等设备的主轴所装夹。刀柄1和刀柄连接块2有导向结构，便于键槽及各螺纹孔定位。刀柄1和刀柄连接块2通过正立的内六角螺钉18连接。

参照图2和图4，刀具本体的外面部分是刀具连接筒7，里面部分自上而下分别是承力板3、力传感器4、传感器固定座5、优力胶6、滚珠支承座8、滚珠9、保持架10。刀具在下压过程中，工件对刀具的作用力自下而上传递，所以为了更准确、更方便地描述刀具，对刀具本体的描述也采用自下而上方式。

参照图2和图5，支承座8和保持架10分别开有球形保持孔，滚珠9位于球形孔内并可以自由滚动。滚珠9的一部分凸出保持架10外，用于加工工件。滚珠9的自由滚动可以保证滚珠磨损均匀，从而延长了滚珠使用寿命，保证了加工精度。所述滚珠可选择硬质合金球或者陶瓷球。支承座8和保持架10通过两根销轴11进行定位和固定，再通过四根正向的螺钉19进行连接。此时，支承座8、滚珠9和保持架10作为一体式零件，保证他们能够同时旋转。

参照图2，优力胶6位于滚珠支承座8上方，并与刀具连接筒7的内壁有一定间隙。优力胶是一种介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有强度好，压缩变形小的特性。优力胶6在受到轴向力时发生压缩变形，并发生轻微膨胀。当优力胶6受到刀具连接筒7内壁限制时，优力胶的压缩强度变得更大。因此，优力胶6不仅提供一定的压缩变形，而且提供相当的压缩强度，保证了刀头在承受一定滚压力的同时，能够全部或部分地消除因工件表面不平整带来的加工振动。

参照图2，传感器固定座5的下部开有螺纹孔，且传感器固定座5位于优力胶6的上方。再参照图5和图6，优力胶6、保持架10开有中心通孔，滚珠支承座8开有阶梯孔。通过内六角螺钉12把一体式零件(支承座8、滚珠9和保持架10)、优力胶6连接到滚珠支承座8。这样设计的目的是：支承座8、滚珠9和保持架10属于易磨损零件，在他们磨损后，我们只需拆装内六角螺钉12，更换新的一体式零件(支承座8、滚珠9和保持架10)即可。因此，节省了更换时间，提高了加工效率。

参照图2和图6，传感器固定座5的上部开有孔和槽，力传感器4位于传感器固定座5内。力传感器4的上方是承力板3。承力板的上方是刀柄连接块2。两个正立的内六角螺钉20把刀柄连接块2和承力板3连接在一起。承力板3和传感器固定座5在对称的两侧穿有等高套筒14。等高套筒是一种空心套筒。倒立的内六角螺钉13穿过等高套筒14的中心孔，把传感器固定座5连接到刀柄连接块2上。本刀具中等高套筒的作用是保证承力板3和传感器固定座5之间留有一定的距离。传感器4在自由状态下没有和承力板接触。当刀具压下工件表面时，传感器固定座5带动传感器4向上运动，直至与承力板3接触并受力。在这个过程中，等高套筒14起导向作用。此时，力传感器4通过信号连接线将压力信号输出到显示仪表。通过调节刀具在工件表面的进给行程，可以获得所需要的滚压加工的静态初始力。滚压加工前，需拔出力传感器端的信号连接线，避免刀具转动时发生缠绕。

参照图7，刀柄连接块2、承力板3、传感器固定座5、优力胶6、滚珠支承座8和保持架10的侧面位置开有键槽。刀具连接筒7在对应位置开有键槽。前述零件和刀具连接筒7之间穿有长键21，用来传递扭矩。长键的轴向固定通过安装在刀柄连接块2上的紧定螺钉17固定。

Claims (7)

1.一种平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，所述刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，所述刀柄与所述刀柄连接块连接，所述刀具本体包括刀具连接筒和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，所述刀柄连接块与所述刀具连接筒的上端连接，其特征在于：所述刀具本体还包括承力板、力传感器、传感器固定座和优力胶，所述刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件，所述刀柄连接块与所述承力板连接，所述承力板与所述传感器固定座之间间隙配合，所述传感器固定座内安装所述力传感器，所述力传感器固定座与所述优力胶固定连接，所述优力胶与所述滚珠组件固定连接。

2.如权利要求1所述的平面滚压刀具，其特征在于：所述力传感器固定座上部开有凹槽和通孔，所述力传感器位于所述凹槽内，所述承力板和传感器固定座在对称的两侧穿有等高套筒，固定螺钉自下而上穿过所述等高套筒并固定在所述刀柄连接块上，所述力板和传感器固定座之间留有用于保证力传感器在自由状态没有和承力板接触的间隙。

3.如权利要求1或2所述的平面滚压刀具，其特征在于：所述滚珠组件包括支承座、滚珠和保持架，所述保持架固定在所述支承座的下部，所述滚珠安装在保持架内。

4.如权利啊要求3所述的平面滚压刀具，其特征在于：所述支承座和保持架的一圈等圆弧间隔地开有球形保持孔，所述滚珠可自动滚动地位于所述球形保持孔内，所述滚珠的下方一部分凸出所述保持架外。

5.如权利要求3所述的平面滚压刀具，其特征在于：所述支承座上开有阶梯孔，所述优力胶开有中心通孔，定位螺钉自下而上穿过所述阶梯孔、中心通孔后固定在所述传感器固定座内。

6.如权利要求1或2所述的平面滚压刀具，其特征在于：所述刀柄呈锥体形状，所述刀柄的上端中心开有与加工设备的主轴装夹的装配端。

7.如权利要求1或2所述的平面滚压刀具，其特征在于：承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件的侧边开有外键槽，所述刀具连接筒的内壁开有内键槽，所述外键槽与内键槽之间为供长键穿过的安装键槽，所述长键固定在刀柄连接块上。