CN212420314U - 内孔滚压工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内孔滚压工具。包括芯轴、安装在芯轴外围的保持架以及与保持架配合安装的多个滚压体，芯轴的头部设置为锥面体，各个滚压体均由变截面的块状基体以及在块状基体的前后两端设置弧形凸起构成，各个滚压体排布在芯轴的锥面体外围并通过保持架保持，芯轴的锥面体部分能够伸入到待滚压内孔中并使滚压体与待滚压内孔接触，从而由滚压体绕芯轴的轴心线转动进行滚压作业。优点在于：可以使内孔的表面粗糙度达到很高的要求，不但使其操作方便，调整简便，使滚压体的滚压过盈量可以在一定范围内调整，而且这种调整及伸缩结构在滚压超长超深内孔表面时优势尤为明显，滚压工艺要求易于保证并能够达到高标准的滚压工艺要求。

Description

内孔滚压工具

技术领域

本实用新型涉及一种内孔滚压工具，属于机械加工技术领域。

背景技术

内孔滚压加工属于机械加工领域的一项重要技术，可以提高尤其是钢件深孔的耐磨性，利用内孔的塑性变形，使内孔表层得到强化、硬化，对于内孔加工而言，由于零件的材质较杂，由普通碳钢、合金钢、铸铁等通过各种热处理手段达到不同的硬度，可以有多种加工方法选择，许多内孔的加工难以采用普通的钻、扩、铰、铣、镗等作为最终工序的加工，而滚压加工是常用的内孔终加工方法。

对于精度要求很高的如油缸内孔，滚压加工优势更为明显，然而，现有的内孔滚压工具，由于结构设计复杂，使用操作麻烦且不能可靠的保证内孔的表面粗糙度，从而难以使内孔表面达到滚压工艺的要求，因此，对于精度要求很高的如油缸内孔，特别是对于超长内孔的加工制造已成为机械加工的一项技术难点，有鉴于此，如何解决超长内孔的加工制造，使精度要求很高的如油缸内孔表面达到工艺要求是行业内技术人员亟需解决的一项课题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种整体结构紧凑，调整简便，在滚压超长超深内孔表面时优势明显，能够达到高标准的滚压工艺要求的内孔滚压工具。

为了解决上述技术问题，本实用新型的内孔滚压工具，包括芯轴、安装在芯轴外围的保持架以及与保持架配合安装的多个滚压体，芯轴的头部设置为锥面体，各个滚压体均由变截面的块状基体以及在块状基体的前后两端设置弧形凸起构成，各个滚压体排布在芯轴的锥面体外围并通过保持架保持，芯轴的锥面体部分能够伸入到待滚压内孔中并使滚压体与待滚压内孔接触，从而由滚压体绕芯轴的轴心线转动进行滚压作业。

所述芯轴的外围还设置有位于保持架后方的后支撑套，所述芯轴上套有与后支撑套配合的调整套，通过调节调整套能够使滚压体在滚压过盈量要求的范围内。

所述芯轴和保持架之间通过伸缩结构配合安装并能够使芯轴相对保持架前后移动。

所述伸缩结构包括后支撑套和保持架之间设置的定位套以及套在芯轴上且靠压在锥面体和定位套之间的压缩弹簧。

所述保持架和芯轴之间以及后支撑套与芯轴之间均安置有轴承，所滚压体的向后推力使得保持架、压缩弹簧、定位套能够与滚压体同步相对芯轴旋转。

所述芯轴的锥面体的前端安装有挡板，所述滚压体向挡板处移动时能够与挡板接触。

所述滚压体的外侧边用于与滚压孔相接触面，所述滚压体的内侧边用于与锥面体表面相接触，所述滚压体的外侧边和内侧边均为进行抛光处理后的抛光面。

所述保持架为铜套，所述保持架的前端面设置为与滚压体的一条弧形凸起配合的内凹面。

所述调整套和后支撑套的结合处设置有对应的刻度盘。

所述滚压体的材料为优质轴承钢，其表面硬度在HRC62-65之间。

本实用新型的优点在于：

通过特殊设计的滚压体，借助摩擦力滚压体能够绕芯轴的轴心线转动，在滚压内孔表面时，使其对内孔的圆周表面进行滚压、磨削，可以使内孔表层得到强化、硬化，由此对内孔表面进行滚压作业，大大提高了其粗糙度，减小了其粗糙度值，使其表面更加光滑，可以使内孔的表面粗糙度达到很高的要求，另外，其整体结构设计紧凑，还巧妙设计有调节结构及伸缩结构，不但使其操作方便，调整简便，使滚压体的滚压过盈量可以在一定范围内调整，而且这种调整及伸缩结构在滚压超长超深内孔表面时优势尤为明显，滚压工艺要求易于保证并能够达到高标准的滚压工艺要求。

附图说明

图1为本实用新型内孔滚压工具的截面结构示意图；

图2为本图1的A处放大结构示意图；

图3为本实用新型中滚珠体的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的内孔滚压工具作进一步详细说明。

如图所示，本实用新型的内孔滚压工具，包括芯轴1、安装在芯轴外围的保持架2以及与保持架配合安装的多个滚压体3，滚压体3工作时用机油润滑，为保证滚压体3的寿命和滚压内孔表面的加工质量，滚压体3的材料可以选用优质轴承钢，其表面硬度在HRC62-65之间，各个滚压体3均由变截面的块状基体以及在块状基体的前后两端设置弧形凸起构成，块状基体的窄面一端自然衔接一条小弧形凸起，块状基体的宽面一端自然衔接一条大弧形凸起，芯轴1从左往右依次具有头部设置的锥面体11（锥面体的前端为小锥面、后端为大锥面）、锥面体后端面设置的直径小于锥面体直径的主体段12以及连接在主体段后端的台阶式的安装段13，安装段13还与刀柄衔接，刀柄与芯轴固定连接或一体成型或拼焊制造，可选的，选用不同的刀柄形式，可以实现其处理不同的内孔表面，其在大小车床，普通数控车床上均可以使用，芯轴1的锥面体的前端（小锥面端）安装有通过锁定螺母16锁定的挡板8，滚压体3向挡板处移动时能够与挡板8接触，根据不同辊压内孔直径，可以选择合适的滚压体3，其直径、锥度能够满足滚压需求，滚压体3可进行多件精选分组，保证滚压体直径尺寸、锥度尺寸的良好一致性，滚压体中用于与滚压孔相接触的表面定义为滚压体3的外侧边9，滚压体3的外侧边9的边沿设置有倒圆角，滚压体3中用于与锥面体表面相接触的表面定义为滚压体3的内侧边10，滚压体3的外侧边和内侧边均为进行抛光处理后的抛光面，使其表面粗糙度达到Ra0.2，当然也可以对滚柱体的整个表面进行抛光处理，需要说明的是芯轴1的锥面体与滚压体3的内侧边10之间的配合应保证良好的锥度精度、耐磨性和接触率，并保证在配装滚压体3后具有一定的进给顺锥，以保证滚压力与进给方向相反，滚压体3反向定位稳定，避免出现滚压体3进给游动现象，具体地说，滚压体3与芯轴1 的进给顺锥控制在0.5⁰左右，由图可见，保持架2可选为铜套，其优选的为锡青铜，保持架2的前端面（图1所示方位的左侧定义为前、图1所示方位的右侧定义为后）设置为与滚压体的小弧形凸起配合的内凹面，并保证各凹面轴向准确的等高性和与滚压体3的小弧形凸起部分良好的接触性，以此来达到各滚压体3的最高点，即滚压体3的直径最大点等径，使得各个滚压体3排布在芯轴的锥面体外围并通过保持架保持，芯轴1的锥面体部分能够伸入到工件15的待滚压内孔中并使滚压体3与待滚压内孔接触，从而由滚压体3绕芯轴的轴心线转动进行滚压作业。

进一步地，所说的芯轴1和保持架2之间通过伸缩结构配合安装，并能够使芯轴相对保持架前后移动，由图1可见，芯轴1的主体段外围还设置有位于保持架后方的后支撑套4，芯轴1的安装段上套有与后支撑套配合的调整套6，芯轴1的安装段上还具有用于锁紧调整套6的锁紧螺母14，通过调节调整套6在安装段的位置能够使滚压体在滚压过盈量要求的范围内，滚压的过盈量调整范围一般控制在0.12-0.15mm为宜，调整套6对滚压体最高点回转直径的调整量不宜过大，否则会因调节距离过大使滚压体超越常磨区域，造成调整失真，调整量可以选择控制在0.5-0.6mm之间， 所说的伸缩结构包括后支撑套4和保持架2之间设置的定位套5以及套在芯轴上且靠压在锥面体和定位套5之间的压缩弹簧7，压缩弹簧可以使用普通圆柱弹簧、碟簧或波纹弹簧，保持架2和芯轴1之间安置有一个前轴承，后支撑套4与芯轴1之间安置有一个后轴承，压缩弹簧7靠压在前轴承的后端面与定位套5的前端面之间，前轴承和后轴承优选平面轴承，或选用具有良好尺寸一致性的滚珠，以保证回转运动时的轴向稳定性，可选的，轴承或滚珠工作时用油脂润滑，另外，保持架和各传动件（定位套、后支撑套、调整套等）外圆直径应始终小于滚柱体回转直径和被加工内孔直径，以保证滚压工具正常工作，滚压体3的向后推力使得保持架2、压缩弹簧7、定位套5能够与滚压体同步相对芯轴1旋转。

再进一步地，为便于调节，所说的调整套6和后支撑套4的结合处设置有对应的刻度盘，建立刻度转动量与滚压体3最高点回转直径增量间的关系式，达到转动刻度盘格数实现直径增量对应调整的目的。

其使用原理如下：

在滚压内孔表面时，滚压体3的外侧边与滚压内孔相接触，根据滚压前和滚压过程中的加工内孔实测直径值，调节调整套6,直至滚压体3的最高点，即滚压体3的直径最大点在规定的滚压过盈量要求范围内，此时由锁紧螺母14进行锁紧。

在进给过程时，芯轴1旋转，芯轴1与滚压体3靠锥面接触带动滚压体3旋转，从而使滚压体3滚压内孔表面，同时滚压体3的向后推力使得保持架2、压缩弹簧7、定位套5与滚压体3同步相对芯轴1旋转，滚压体3既相对芯轴1的轴心线滚动，同时相对工件15的内孔表面滚动；与滚压体3同步旋转的各零件由两副轴承作轴向滚动支承，在具体实施中，定位套5、轴承和后支撑套4径向由芯轴1支承，应与芯轴1有精确地间隙配合；定位套5、轴承和后支撑套4的支承端面应有平面度要求，与各自内孔应有良好的垂直度。

在进给结束时，退刀回拉芯轴1，在回拉力的作用下压缩弹簧7压缩，此时，滚压体3向芯轴1的锥面体的小锥面端后退，滚压体3滚出一定距离直至与挡板8接触，由于滚压体3外径收缩至内孔直径以内，使得滚压工具可顺利退回，完成整个工作循环。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

经过验证，传统技术中，对耐磨性及较高精度要求的内孔，尤其是深孔，通过加工制造出的内孔表面粗糙度只能达到Ra1.6，而采用本实用新型的技术方案，调节其与内孔表面合适的过盈量，可以将内孔表面粗糙度提高到Ra0.8以上。

Claims (10)

1.一种内孔滚压工具，其特征在于：包括芯轴（1）、安装在芯轴外围的保持架（2）以及与保持架配合安装的多个滚压体（3），所述芯轴（1）的头部设置为锥面体，各个所述滚压体（3）均由变截面的块状基体以及在块状基体的前后两端设置弧形凸起构成，各个所述滚压体（3）排布在芯轴的锥面体外围并通过保持架保持，所述芯轴（1）的锥面体部分能够伸入到待滚压内孔中并使滚压体（3）与待滚压内孔接触，从而由滚压体（3）绕芯轴的轴心线转动进行滚压作业。

2.按照权利要求1所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述芯轴（1）的外围还设置有位于保持架后方的后支撑套（4），所述芯轴（1）上套有与后支撑套配合的调整套（6），通过调节调整套（6）能够使滚压体在滚压过盈量要求的范围内。

3.按照权利要求1或2所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述芯轴（1）和保持架（2）之间通过伸缩结构配合安装并能够使芯轴相对保持架前后移动。

4.按照权利要求3所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述伸缩结构包括后支撑套（4）和保持架（2）之间设置的定位套（5）以及套在芯轴上且靠压在锥面体和定位套（5）之间的压缩弹簧（7）。

5.按照权利要求4所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述保持架（2）和芯轴（1）之间以及后支撑套（4）与芯轴（1）之间均安置有轴承，所滚压体（3）的向后推力使得保持架（2）、压缩弹簧（7）、定位套（5）能够与滚压体同步相对芯轴（1）旋转。

6.按照权利要求1、2、4或5所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述芯轴的锥面体的前端安装有挡板（8），所述滚压体（3）向挡板处移动时能够与挡板（8）接触。

7.按照权利要求6所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述滚压体（3）的外侧边（9）用于与滚压孔相接触，所述滚压体（3）的内侧边（10）用于与锥面体表面相接触，所述滚压体（3）的外侧边和内侧边均为进行抛光处理后的抛光面。

8.按照权利要求1、2、4、5或7所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述保持架（2）为铜套，所述保持架（2）的前端面设置为与滚压体的一条弧形凸起配合的内凹面。

9.按照权利要求2所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述调整套（6）和后支撑套（4）的结合处设置有对应的刻度盘。

10.按照权利要求1、2、4、5、7或9所述的内孔滚压工具，其特征在于：所述滚压体（3）的材料为优质轴承钢，其表面硬度在HRC62-65之间。

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