CN205237434U - 一种给予电磁加热的平面滚压刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种给予电磁加热的平面滚压刀具,包括刀柄部分、刀具本体及加热线圈，刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，刀柄与刀柄连接块连接，刀柄和刀柄连接块之间设置有封油垫片，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，刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、传感器固定座、支撑座和滚珠组件，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，力传感器固定座与支撑座固定连接，支撑座与滚珠组件固定连接；加热线圈固定安装在保持架的底部。通过电磁加热线圈对工件进行加热，并且实时对工件进行温度监测，实现高温下的恒温控制。

Description

一种给予电磁加热的平面滚压刀具

技术领域

本实用新型涉及无切屑加工领域，尤其是一种给予电磁加热的平面滚压刀具。

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。由于滚压加工过程中，金属(主要是纯铁)表面晶粒由大变小，在晶界开放过程进行元素注入，达到表面改性的效果，因此要通过实时监测工件的温度，并实现高温下的恒温控制，对滚压加工的意义很大。本实用新型设计出一种给予电磁加热的平面滚压刀具，通过电磁加热线圈对工件进行加热，并且实时对工件进行温度监测，实现高温下的恒温控制。

实用新型内容

为了在滚压加工过程中达到工件表面改性的效果,实现高温下的恒温控制，本实用新型设计出一种给予电磁加热的平面滚压刀具；

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种给予电磁加热的平面滚压刀具,包括刀柄部分、刀具本体及加热线圈，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，所述刀柄和刀柄连接块之间设置有封油垫片，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、传感器固定座及支撑座，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、支撑座和滚珠组件，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支撑座固定连接，所述支撑座与所述滚珠组件固定连接。

所述滚珠组件包括支撑座、滚珠和保持架，所述保持架固定在所述支撑座的下部，所述保持架与支撑座之间通过圆柱销相互固定，所述滚珠安装在保持架内。所述保持架上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠。

所述加热线圈固定安装在保持架的底部，且加热线圈的最大安装直径小于滚珠所在圆的安装直径；所述红外测温传感器安装在支撑座底部且位于所述加热线圈中心；所述加热线圈及所述红外测温传感器与套装在刀具连接筒上的所述电刷连接，且电刷与刀具连接筒之间可相互自由转动。

刀柄成锥体形状，上端中心开有沉孔，沉孔底部开有流体孔。此外，刀柄连接块、撑力板、力传感器、传感器固定座及支撑座也开有流体通孔，这些流体通孔连接在一起形成了管道，管道的上部与刀柄沉孔底部的流体孔相连接，管道的下部与每一个球形孔相通。

进一步，所述撑力板和传感器固定座在对称的两侧穿有等高套筒；倒立的内六角螺钉穿过等高套筒的中心孔，把传感器固定座连接到刀柄连接块上；两个正立的内六角螺钉把刀柄连接块和撑力板连接在一起。

进一步，所述刀柄连接块、撑力板、传感器固定座、支撑座和保持架的侧面位置开有键槽；刀具连接筒在对应位置开有键槽，前述零件和刀具连接筒之间穿有长键；长键的轴向固定通过安装在刀柄连接块上的紧定螺钉固定。

进一步，加热线圈加载方波交流电，通过控制占空比实现控温。在高电平的时候对线圈通电，在低电平的时候停止对线圈通电，当低电平持续时间超过设置阈值时红外测温传感器工作，测量工件的温度，从而实现开环或闭环的控温效果。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1.通过高压液体在滚珠与球窝之间形成一层水膜，起到了润滑滚珠的效果，从而减少了滚球的磨损。

2.通过电磁加热线圈对工件进行加热，并且实时对工件进行温度监测，实现高温下的恒温控制，进一步提高表面改性的效果，使滚压效果更好。

附图说明

图1是平面滚压刀具的剖视图；

图2是平面滚压刀具的底部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照附图1，一种给予电磁加热的平面滚压刀具，包括刀柄部分、刀具本体，及加热线圈15，所述刀柄部分包括刀柄1和刀柄连接块3，所述刀柄1与所述刀柄连接块3连接，所述刀柄1和刀柄连接块3之间设置有封油垫片2，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3与所述刀具连接筒7的上端连接，所述刀具本体还包括撑力板4、力传感器6、传感器固定座8及支撑座9，所述刀具连接筒7自上而下依次布置撑力板4、力传感器6、传感器固定座8、支撑座9和滚珠组件，所述刀柄连接块3与所述撑力板4连接，所述撑力板4与所述传感器固定座8之间间隙配合，所述传感器固定座8内安装所述力传感器6，所述力传感器固定座8与所述支撑座9固定连接，所述支撑座9与所述滚珠组件固定连接。

刀柄连接块3的外延和刀具连接筒7的外延开有互相配合螺栓孔，通过六角头螺栓六角螺母把它们连接在一起，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撑座9、滚珠10和保持架12，所述保持架12固定在所述支撑座9的下部，所述保持架12与支撑座9之间通过圆柱销14相互固定，所述滚珠10安装在保持架12内。所述保持架12上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠10，所述滚珠10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。

如附图2所示，所述加热线圈15固定安装在保持架12的底部，且加热线圈15的最大安装直径小于滚珠10所在圆的安装直径；所述红外测温传感器11与加热线圈15连接，所述红外测温传感器11安装在支撑座9内部；所述电刷16套装在刀具连接筒7上，且电刷16与刀具连接筒7之间可相互自由转动，这样在刀具转动的情况下，电刷16可以给加热线圈15提供电能。在保持架12的底部安装加热线圈15，对加工工件表面进行加热，起到表面改性的效果，使得滚压效果更好。此外，由于加热线圈15是通过交流电来进行加热，通过控制交流电的占空比，在高电平的时候对线圈进行加热，在低电平的时候停止对线圈加热，红外测温传感器11测量此时工件的温度，从而控制加热温度在一个恒定的范围内。

刀柄1成锥体形状，上端中心开有沉孔，沉孔底部开有流体孔。此外，刀柄连接块3、撑力板4、力传感器6、传感器固定座8及支撑座9，也开有流体通孔，这些流体通孔连接在一起形成了管道13，管道13的上部与刀柄1沉孔底部的流体孔相连接，管道13的下部与每一个球形孔相通，高压液体通过管道13从球形孔流出，一方面减少了加工过程中滚珠10与球形孔的摩擦，另一方面，高压液体可以起到对工件表面降温的作用，从而减少了工件表面过热烧伤滚珠10的问题。

刀柄1和刀柄连接块3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3通过正立的内六角螺钉连接。

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撑力板4、力传感器6、传感器固定座8、支撑座9、滚珠10、保持架12。刀具在下压过程中，工件对刀具的作用力自下而上传递。

所述撑力板4和传感器固定座8在对称的两侧穿有等高套筒5。等高套筒5是一种空心套筒。倒立的内六角螺钉穿过等高套筒5的中心孔，把传感器固定座8连接到刀柄连接块3上。两个正立的内六角螺钉把刀柄连接块3和撑力板4连接在一起。本刀具中等高套筒5的作用是保证撑力板4和传感器固定座8之间留有一定的距离。力传感器6在自由状态下没有和撑力板4接触。当刀具压下工件表面时，传感器固定座8带动力传感器6向上运动，直至与撑力板4接触并受力。在这个过程中，等高套筒5起导向作用。此时，力传感器6通过信号连接线将压力信号输出到显示仪表。

刀柄连接块3、撑力板4、传感器固定座8、支撑座9和保持架12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，用来传递扭矩。长键的轴向固定通过安装在刀柄连接块3上的紧定螺钉固定。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种给予电磁加热的平面滚压刀具,其特征在于：包括刀柄部分、刀具本体及加热线圈(15)，所述刀柄部分包括刀柄(1)和刀柄连接块(3)，所述刀柄(1)与所述刀柄连接块(3)连接，所述刀柄(1)和刀柄连接块(3)之间设置有封油垫片(2)，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(3)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(4)、力传感器(6)、传感器固定座(8)及支撑座(9)，所述刀具连接筒(7)自上而下依次布置承力板(4)、力传感器(6)、传感器固定座(8)、支撑座(9)和滚珠组件，所述刀柄连接块(3)与所述承力板(4)连接，所述承力板(4)与所述传感器固定座(8)之间间隙配合，所述传感器固定座(8)内安装所述力传感器(6)，所述力传感器固定座(8)与所述支撑座(9)固定连接，所述支撑座(9)与所述滚珠组件固定连接；

所述滚珠组件包括支撑座(9)、滚珠(10)和保持架(12)，所述保持架(12)固定在所述支撑座(9)的下部，所述保持架(12)与所述支撑座(9)之间通过圆柱销(14)相互固定，所述滚珠(10)安装在所述保持架(12)内；

所述保持架(12)上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠(10)；

所述加热线圈(15)固定安装在保持架(12)的底部，且加热线圈(15)的最大安装直径小于滚珠(10)所在圆的安装直径；红外测温传感器(11)安装在支撑座(9)底部且位于所述加热线圈(15)中心；所述加热线圈(15)及所述红外测温传感器(11)与套装在刀具连接筒(7)上的电刷(16)连接，且电刷(16)与刀具连接筒(7)之间可相互自由转动；

刀柄(1)成锥体形状，上端中心开有沉孔，沉孔底部开有流体孔；此外，刀柄连接块(3)、承力板(4)、力传感器(6)、传感器固定座(8)及支撑座(9)也开有流体通孔，这些流体通孔连接在一起形成了管道(13)，管道(13)的上部与刀柄(1)沉孔底部的流体孔相连接，管道(13)的下部与每一个球形孔相通。

2.如权利要求1所述的一种给予电磁加热的平面滚压刀具，其特征在于：所述承力板(4)和传感器固定座(8)在对称的两侧穿有等高套筒(5)；倒立的内六角螺钉穿过等高套筒(5)的中心孔，把传感器固定座(8)连接到刀柄连接块(3)上；两个正立的内六角螺钉把刀柄连接块(3)和承力板(4)连接在一起。

3.如权利要求1所述的一种给予电磁加热的平面滚压刀具，其特征在于：所述刀柄连接块(3)、承力板(4)、传感器固定座(8)、支撑座(9)和保持架(12)的侧面位置开有键槽；刀具连接筒(7)在对应位置开有键槽，刀柄连接块(3)、承力板(4)、传感器固定座(8)、支撑座(9)、保持架(12)五个零件和刀具连接筒(7)之间穿有长键；长键的轴向固定通过安装在刀柄连接块(3)上的紧定螺钉固定。