CN217890079U - 一种滚压刀具 - Google Patents

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吴刚
王挺
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Shanghai Kelai Sanluo Electromechanical Automation Engineering Co ltd
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Abstract

本实用新型属于孔加工刀具技术领域,公开了一种滚压刀具。该滚压刀具包括刀具组件和夹持组件,刀具组件包括刀杆和刀头,所述刀头的一端连接于所述刀杆,另一端设置有滚压头,所述刀头的轴线与所述刀杆的轴线之间呈预设夹角,以使所述滚压头能够抵压于预处理孔的孔壁。夹持组件的一端夹持所述刀具组件,另一端连接于旋转设备,所述旋转设备能够驱动所述夹持组件旋转及轴向移动,以带动所述滚压头沿所述孔壁转动滚压并沿预处理孔的轴向进给。通过滚压头抵压于孔壁上,对孔壁施加一定的压力而使孔壁材料产生塑性流动,填入到孔壁的低凹处,从而减小孔壁的表面粗糙度,提高表面光洁度,同时滚压处理有利于保证孔径的尺寸精度。

Description

一种滚压刀具
技术领域
本实用新型涉及孔加工刀具技术领域,尤其涉及一种滚压刀具。
背景技术
随着加工技术的高速发展和人们对加工表面质量的高标准的要求,超精密加工工艺和刀具逐渐的备受行业青睐,而对于304不锈钢来说,因特殊的高塑性材料特性,使用普通钻刀在不锈钢上加工盲孔时,孔壁的表面粗糙度和光洁度不好,很难达到行业所需的加工要求。
因此,亟需一种滚压刀具,以解决以上问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种滚压刀具,解决了现有钻刀加工孔时难以提高孔壁的表面粗糙度和光洁度的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种滚压刀具,包括:
刀具组件,包括刀杆和刀头,所述刀头的一端连接于所述刀杆,另一端设置有滚压头,所述刀头的轴线与所述刀杆的轴线之间呈预设夹角,以使所述滚压头能够抵压于预处理孔的孔壁;
夹持组件,一端夹持所述刀具组件,另一端连接于旋转设备,所述旋转设备能够驱动所述夹持组件旋转及轴向移动,以带动所述滚压头沿所述孔壁转动滚压并沿所述预处理孔的轴向进给。
作为可选方案,所述滚压头采用金刚石材质制作而成。
作为可选方案,所述刀杆上设置有S型减震槽,所述S型减震槽沿所述刀杆的轴向延伸。
作为可选方案,所述滚压头镶嵌入所述刀头内,并通过焊接相连接。
作为可选方案,所述刀头与所述刀杆之间螺接连接,所述刀头旋入所述刀杆内并通过焊接相连接。
作为可选方案,所述夹持组件包括:
夹持杆和第一锁紧件,所述夹持杆上设置有安装孔,所述刀杆未连接所述刀头的一端安装于所述安装孔内,所述夹持杆的外周壁上正对所述安装孔设置有第一锁紧孔,所述第一锁紧件穿过所述第一锁紧孔并抵于所述刀杆;
连接杆,所述连接杆的两端分别连接所述旋转设备和所述夹持杆,所述夹持杆能够相对于所述连接杆沿所述连接杆的径向移动,以调节所述滚压头的旋转直径。
作为可选方案,所述夹持杆与所述连接杆的其中一个上设置有导向块,另一个上设置有导向槽,所述导向块能够沿所述导向槽滑动,所述导向槽的槽壁上设置有第二锁紧孔,所述夹持组件还包括第二锁紧件,所述第二锁紧件能够穿过所述第二锁紧孔抵压于所述导向块以限制所述导向块与所述导向槽相对滑动。
作为可选方案,所述导向槽的延伸方向与所述滚压头的滚压方向相同。
作为可选方案,所述夹持组件还包括:
调节件,被配置为驱动所述导向块相对所述导向槽滑动。
作为可选方案,所述调节件为调节螺栓,所述调节螺栓包括螺纹段和限位段,所述夹持杆与所述连接杆的其中一个上设置有调节螺纹孔,另一个上设置有卡接件,所述螺纹段与所述调节螺纹孔螺纹连接,所述限位段与所述卡接件配合限位,所述调节螺栓的延伸方向与所述导向槽的延伸方向相同,拧转所述调节螺栓能够使所述导向块相对所述导向槽滑动。
有益效果:
本实用新型提出的滚压刀具,通过滚压头抵压于孔壁上,对孔壁施加一定的压力而使孔壁材料产生塑性流动,填入到孔壁的低凹处,从而减小孔壁的表面粗糙度,提高表面光洁度。由于滚压头与孔壁点接触,滚压头受力较小,而且在滚压过程中对孔壁无切削,加工余量比较小,因此滚压头径向位移较小,有利于保证孔径的尺寸精度。再者,通过旋转设备带动滚压头高速转动,并沿孔壁进给,从而实现对整个孔壁的快速处理,工作效率高。
附图说明
图1是本实用新型提供的滚压刀具的结构示意图;
图2是本实用新型提供的刀具组件的结构示意图;
图3是本实用新型提供的滚压刀具的分解结构示意图;
图4是本实用新型提供的滚压刀具的剖视结构示意图。
图中:
1、刀具组件;11、刀杆;111、S型减震槽;12、刀头;13、滚压头;
2、夹持组件;21、夹持杆;211、安装孔;212、第一锁紧孔;213、导向块;2131、限位槽;2132、凸起;22、连接杆;221、导向槽;222、第二锁紧孔;223、调节螺纹孔;224、避让孔;23、调节螺栓;231、螺纹段;232、限位段;2321、凸台;2322、螺帽;2323、凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
如图1所示,本实施例提供一种滚压刀具,用于对工件上已加工成型的孔进行滚压,以提高孔壁的表面光洁度、降低表面粗糙度。
具体而言,如图1所示,滚压刀具包括刀具组件1和夹持组件2,刀具组件1包括刀杆11、刀头12和滚压头13,刀头12的一端连接于刀杆11,另一端设置有滚压头13,刀头12的轴线与刀杆11的轴线之间呈预设夹角,以使滚压头13能够抵压于预处理孔的孔壁。刀头12的轴线与刀杆11的轴线之间的预设夹角的大小可根据预处理孔的孔径大小进行具体设计,通过对预设夹角进行调整,可调节滚压头13的转动直径,从而适应不同孔径的预处理孔的加工。夹持组件2的一端夹持刀具组件1,另一端连接于旋转设备,旋转设备能够驱动夹持组件2旋转及轴向移动,以带动滚压头13沿孔壁转动滚压并沿孔的轴向进给。旋转设备可采用镗床或数控加工中心,本实施例中采用基于FANC-io系统三轴攻钻铣中心,能够驱动刀具组件1旋转及轴向进给即可,对于旋转设备的具体形式在此不作限制。
通过滚压头13抵压于孔壁上,对孔壁施加一定的压力而使孔壁材料产生塑性流动,填入到孔壁的低凹处,从而减小孔壁的表面粗糙度,提高表面光洁度。由于滚压头13与孔壁点接触,滚压头13受力较小,而且在滚压过程中对孔壁无切削,加工余量比较小,因此滚压头13径向位移较小,有利于保证孔径的尺寸精度。再者,通过旋转设备带动滚压头13高速转动,并沿孔壁进给,从而实现对整个孔壁的快速处理,工作效率高。
优选地,滚压头13采用金刚石材质制作而成。金刚石材质具有超硬特性,经久耐用。以加工304不锈钢材料的工件为例,单个工件上有4个待加工孔,孔径9.4±0.025mm,孔深16.9mm,滚压深度13.00 -0.5mm,一把使用金刚石滚压头13的滚压刀具平均可以加工5万件,20万个孔,滚压刀具寿命高,有利于降低成本。
进一步地,如图2所示,刀杆11上设置有S型减震槽111,S型减震槽111沿刀杆11的轴向延伸,S型减震槽111贯穿刀杆11,有利于减轻刀杆11震动,进一步提高孔壁加工的光洁度,减小孔壁的表面粗糙度,滚压后孔壁的表面粗糙度稳定可达到Rz<1.0,远小于一般孔壁的加工要求。
优选地,如图2所示,刀头12设计为圆锥形,滚压头13为圆珠,滚压头13设置于刀头12直径较小的一端,滚压头13镶嵌入刀头12内,并通过焊接相连接,滚压头13固定连接于刀头12内,有利于减小滚压头13在抵压孔壁时发生的跳动,从而进一步提高孔径的尺寸精度。具体地,焊接时采用钎焊,焊接强度更优。
进一步地,刀头12与刀杆11之间螺接连接,刀头12旋入刀杆11内并通过焊接相连接,刀头12直径较大的一端设置螺纹,刀杆11上对应设置有螺纹孔以使刀头12能够旋入刀杆11内,螺纹连接的形式使刀头12能够牢固安装于刀杆11上,焊接则进一步提高了刀头12与刀杆11连接的稳固性。焊接时优选采用钎焊,焊接强度更优。
优选地,请继续参阅图2,刀杆11与刀头12相连的一端设置为斜面,刀头12垂直安装于斜面上,斜面的设置一方面为刀头12的安装提供避让空间,另一方面能够为刀头12提供稳固的支撑力。尤其是对于加工较小尺寸的孔,刀杆11直径较小,如果刀头12直接连接于刀杆11的侧面,为了能将刀头12伸入孔内,需进一步减小刀杆11的直径,这就使得刀杆11强度较小,容易发生折断。
进一步地,为了使滚压刀具能够加工不同尺寸的孔,对夹持组件2的结构进行优化设计,如图3和图4所示,夹持组件2包括夹持杆21和连接杆22,夹持杆21上设置有安装孔211,刀杆11未连接刀头12的一端安装于安装孔211内,夹持杆21的外周壁上正对安装孔211设置有第一锁紧孔212,第一锁紧件穿过第一锁紧孔212并抵于刀杆11,从而将刀头12固定于安装孔211内,实现刀头12与连接杆22的稳固连接。连接杆22的两端分别连接旋转设备和夹持杆21,夹持杆21能够相对于连接杆22沿连接杆22的径向移动,从而调节滚压头13与连接杆22的轴线之间的距离,旋转设备旋转时,带动连接杆22以连接杆22的轴线为中心旋转,滚压头13与连接杆22的轴线之间的距离改变,即改变了滚压头13的旋转直径,从而使滚压头13能够对不同直径的孔进行加工。而且,通过调节滚压头13的旋转直径,能够快速调节滚压过盈量,有效补偿了滚压头13的磨损量,有利于提高滚压头13的使用寿命。
具体而言,如图3所示,夹持杆21与连接杆22的其中一个上设置有导向块213,另一个上设置有导向槽221,导向块213能够沿导向槽221滑动,导向槽221的槽壁上设置有第二锁紧孔222,夹持组件2还包括第二锁紧件,第二锁紧件能够穿过第二锁紧孔222抵压于导向块213以限制导向块213与导向槽221相对滑动。
本实施例中,夹持杆21上设置有导向块213,连接杆22上设置有导向槽221和第二锁紧孔222,拧松第二锁紧件,移动导向块213,带动滚压头13移动到所需位置,然后拧紧第二锁紧件对导向块213进行固定,使滚压头13能够稳固工作。可以理解的是,在夹持杆21上设置导向槽221,在连接杆22上设置导向块213同样能够对夹持杆21的位置调节。
优选地,第二锁紧孔222设置有多个,本实施例中设置三个。导向槽221和导向块213设置为燕尾型,以使导向块213扣合于导向槽221内,防止导向块213在连接杆22的轴线方向上脱离导向槽221,从而实现夹持杆21与连接杆22的轴向限位。
优选地,如图3所示,导向槽221的延伸方向与滚压头13的滚压方向相同,使夹持杆21移动能够带动滚压头13相对连接杆22的轴线移动较大的距离,相对于导向槽221的延伸方向与滚压头13的滚压方向呈夹角的情况,对滚压头13旋转直径的调节灵敏度更高。
进一步地,夹持组件2还包括调节件,调节件用于驱动导向块213相对导向槽221滑动。具体地,调节件为调节螺栓23,如图4所示,调节螺栓23包括螺纹段231和限位段232,夹持杆21与连接杆22的其中一个上设置有调节螺纹孔223,另一个上设置有卡接件,螺纹段231与调节螺纹孔223螺纹连接,限位段232与卡接件配合限位,调节螺栓23的延伸方向与导向槽221的延伸方向相同,拧转调节螺栓23能够使导向块213相对导向槽221滑动。
本实施例中,如图4所示,连接杆22上设置有上述调节螺纹孔223和避让孔224,避让孔224和调节螺纹孔223同轴设置,调节螺栓23的限位段232位于避让孔224,限位段232设置有凸台2321,凸台2321与螺帽2322间隔设置,中间形成凹槽2323。导向块213上对应设置有两个限位槽2131,凸台2321和螺帽2322分别限位于限位槽2131内,两个限位槽2131之间的凸起2132卡入凸台2321与螺帽2322之间的凹槽2323内,拧转调节螺栓23时,螺纹段231在调节螺纹孔223内移动,由于限位段232卡接在限位槽2131内,将带动夹持杆21相对调节螺纹孔223移动,即实现夹持杆21相对连接杆22径向移动,从而使滚压头13靠近或远离连接杆22的旋转轴线,适应不同尺寸孔径的加工。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滚压刀具,其特征在于,包括:
刀具组件(1),包括刀杆(11)和刀头(12),所述刀头(12)的一端连接于所述刀杆(11),另一端设置有滚压头(13),所述刀头(12)的轴线与所述刀杆(11)的轴线之间呈预设夹角,以使所述滚压头(13)能够抵压于预处理孔的孔壁;
夹持组件(2),一端夹持所述刀具组件(1),另一端连接于旋转设备,所述旋转设备能够驱动所述夹持组件(2)旋转及轴向移动,以带动所述滚压头(13)沿所述孔壁转动滚压并沿所述预处理孔的轴向进给。
2.根据权利要求1所述的滚压刀具,其特征在于,所述滚压头(13)采用金刚石材质制作而成。
3.根据权利要求1所述的滚压刀具,其特征在于,所述刀杆(11)上设置有S型减震槽(111),所述S型减震槽(111)沿所述刀杆(11)的轴向延伸。
4.根据权利要求1所述的滚压刀具,其特征在于,所述滚压头(13)镶嵌入所述刀头(12)内,并通过焊接相连接。
5.根据权利要求1所述的滚压刀具,其特征在于,所述刀头(12)与所述刀杆(11)之间螺接连接,所述刀头(12)旋入所述刀杆(11)内并通过焊接相连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的滚压刀具,其特征在于,所述夹持组件(2)包括:
夹持杆(21)和第一锁紧件,所述夹持杆(21)上设置有安装孔(211),所述刀杆(11)未连接所述刀头(12)的一端安装于所述安装孔(211)内,所述夹持杆(21)的外周壁上正对所述安装孔(211)设置有第一锁紧孔(212),所述第一锁紧件穿过所述第一锁紧孔(212)并抵于所述刀杆(11);
连接杆(22),所述连接杆(22)的两端分别连接所述旋转设备和所述夹持杆(21),所述夹持杆(21)能够相对于所述连接杆(22)沿所述连接杆(22)的径向移动,以调节所述滚压头(13)的旋转直径。
7.根据权利要求6所述的滚压刀具,其特征在于,所述夹持杆(21)与所述连接杆(22)的其中一个上设置有导向块(213),另一个上设置有导向槽(221),所述导向块(213)能够沿所述导向槽(221)滑动,所述导向槽(221)的槽壁上设置有第二锁紧孔(222),所述夹持组件(2)还包括第二锁紧件,所述第二锁紧件能够穿过所述第二锁紧孔(222)抵压于所述导向块(213)以限制所述导向块(213)与所述导向槽(221)相对滑动。
8.根据权利要求7所述的滚压刀具,其特征在于,所述导向槽(221)的延伸方向与所述滚压头(13)的滚压方向相同。
9.根据权利要求7所述的滚压刀具,其特征在于,所述夹持组件(2)还包括:
调节件,被配置为驱动所述导向块(213)相对所述导向槽(221)滑动。
10.根据权利要求9所述的滚压刀具,其特征在于,所述调节件为调节螺栓(23),所述调节螺栓(23)包括螺纹段(231)和限位段(232),所述夹持杆(21)与所述连接杆(22)的其中一个上设置有调节螺纹孔(223),另一个上设置有卡接件,所述螺纹段(231)与所述调节螺纹孔(223)螺纹连接,所述限位段(232)与所述卡接件配合限位,所述调节螺栓(23)的延伸方向与所述导向槽(221)的延伸方向相同,拧转所述调节螺栓(23)能够使所述导向块(213)相对所述导向槽(221)滑动。
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