專利名稱：一種重力型可調(diào)滾壓工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾壓加工工具，具體是指一種重力型可調(diào)滾壓工具。
背景技術(shù)：
切削加工通常對零件的表面完整性會有一定的破壞，如產(chǎn)生粗糙表面、裂紋、拉伸
殘余應(yīng)力等，因此某些關(guān)鍵零件在切削加工后會進行一定的表面光整和強化處理。滾壓加
工就是公知的一種，該工藝通過硬度高且表面光滑的滾珠、滾柱或鉆石對零件表層作深度
為幾十個微米壓入的同時與零件發(fā)生相對滾動或滑動，施加一定的壓力使工件深度幾百微
米的表層達(dá)到塑性變形，從而修整工件表面的微觀幾何形狀、降低表面粗糙度，同時使零件
表層金相組織細(xì)化并產(chǎn)生表面殘余壓應(yīng)力從而得到表面性能優(yōu)越的精密鏡面工件。 滾壓加工主要應(yīng)用于規(guī)則零件如圓柱外表面或內(nèi)孔以及平面的加工，隨著模具工
業(yè)、汽車工業(yè)和航天航空工業(yè)中異形表面零件的應(yīng)用越來越多，滾壓加工也逐漸擴展到這
些非規(guī)則的數(shù)碼零件模具、汽車零件模具和渦輪機葉片等領(lǐng)域。對這種自由型面的零件進
行滾壓加工，最關(guān)鍵的技術(shù)問題是在滾壓加工的過程中如何保證滾壓力的恒定，因為滾壓
力的大小決定著滾壓塑性變形和冷作硬化的深度，所以保證滾壓力的一致對提高滾壓表面
質(zhì)量非常重要。 目前保證滾壓力恒定最有效的方法主要有以下兩種第一種，如德國專利 DE19534631A1所公開的方案，它是通過高壓液油直接頂住滾珠，當(dāng)工件表面發(fā)生起伏時，滾 珠將在滾珠套內(nèi)自動調(diào)整位置。這種方法可以通過油壓的恒定來保證滾壓加工中滾壓力的 恒定，但是它的調(diào)節(jié)范圍(lOOym量級之內(nèi))有限，并且需要高壓液油系統(tǒng)以及油液回收裝 置，另外這種方法對加工設(shè)備和環(huán)境的要求非常高。第二種，如美國專利US20090178261A1 所公開的方案，研制了一種力傳感器嵌入式滾壓工具，通過力傳感器測量滾壓頭對工件的 滾壓力大小，然后通過計算機設(shè)計力補償策略保持滾壓過程中滾壓力大小的恒定。這種方 法可以有效的保證滾壓力恒定，但是需要一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)和昂貴的設(shè)備儀器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種適用于有較大預(yù)加工形位
誤差的不規(guī)則工件的一種重力型可調(diào)滾壓工具。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn) —種重力型可調(diào)滾壓工具是由重力換向機構(gòu)、重力牽引機構(gòu)和滾柱式滾壓頭或滾 珠式滾壓頭組成 所述重力換向機構(gòu)由三組定滑輪組成，定滑輪由滑輪架、滑輪、光軸所組成，其聯(lián) 接關(guān)系如下光軸與滑輪過盈配合并固定在滑輪架上，滑輪架沿端蓋周向均勻分布并固定 在端蓋上； 所述重力牽引機構(gòu)是由重物懸掛繩、重力牽引環(huán)、牽引繩、套筒、止推環(huán)、牽引繩固 定塊、滾壓軸和直線軸承所組成，其聯(lián)接關(guān)系如下重物懸掛繩和牽引繩分別穿入并固定在重力牽引環(huán)的重物懸掛繩孔和牽引繩孔內(nèi)；牽引繩繞過滑輪后穿過止推環(huán)上的階梯孔并固 接在牽引繩固定塊上，牽引繩固定塊與止推環(huán)固接，重力牽引環(huán)和止推環(huán)與套筒間隙配合 并在套筒中沿軸向滑動；止推環(huán)與滾壓軸螺紋聯(lián)接并由螺母鎖緊，可滑動的滾壓軸安裝在 直線軸承內(nèi)； 所述滾柱式滾壓頭主要由圓柱滾子軸承、滾壓頭座和階梯軸組成，階梯軸與滾壓 頭座間隙配合，圓柱滾子軸承與階梯軸為過盈配合； 所述滾珠式滾壓頭主要由滾珠式滾壓頭座、小滾珠、大滾珠、橡膠墊片和彈簧墊片 組成，其聯(lián)接形式為沿滾珠式滾壓頭座的階梯孔底周邊安裝一圈小滾珠，在小滾珠上安放 一顆大滾珠，在大滾珠與滾珠式滾壓頭座的階梯孔之間依次安裝一圈小滾珠、彈簧墊片和 橡膠墊片。 所述重力牽引機構(gòu)的重力牽引環(huán)的凸臺加工有與安全螺母相配的螺紋。 所述重力牽引機構(gòu)的止推環(huán)、重力牽引環(huán)和套筒上切割有槽，槽中安裝有限制了
止推環(huán)和重力牽引環(huán)沿套筒周向旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)柱。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比具有以下突出的優(yōu)點 (1)本發(fā)明內(nèi)置的重力換向機構(gòu)形成自動補償，即將懸掛物的重量轉(zhuǎn)換成工件上
所受滾壓力，當(dāng)工件存在預(yù)加工形位誤差或本身就是非規(guī)則圓柱面或平面而使?jié)L壓工具在
加工過程中存在一定的表面起伏時，仍能保持滾壓過程中滾壓力恒定不變。
(2)本發(fā)明可以方便快捷的通過改變懸掛重物的質(zhì)量來改變滾壓力。
(3)本發(fā)明對加工設(shè)備和環(huán)境的要求不高，適用范圍寬，可以直接在普通車床上裝
夾使用。
(4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本相對低廉，


圖1為一種重力型可調(diào)滾壓工具結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為一種重力型可調(diào)滾壓工具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝配圖。圖3為圖1中I部分的放大示意圖。圖4為圖1中II部分的放大示意圖。圖5為圖1中III部分的放大示意圖。圖6為圖1中A-A部分的局部剖視圖。圖7為一種重力型可調(diào)滾壓工具的滾柱式滾壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為一種重力型可調(diào)滾壓工具的總體裝配圖。圖9為一種重力型可調(diào)滾壓工具的滾珠式滾壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖10為圖9中小滾珠的安放位置示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖進一步詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明實施方式不僅限于此。
實施例1 此實施例在普通車床上進行。 —種重力型可調(diào)滾壓工具由重力換向機構(gòu)、重力牽引機構(gòu)和滾柱式滾壓頭組成。
由圖1、2可見，重力換向機構(gòu)由方孔螺釘固接在端蓋上的三組定滑輪組成，定滑輪由滑輪架7、滑輪9、光軸8、方孔螺釘4和螺母5所組成。其聯(lián)接關(guān)系如下三個滑輪架7通過三個方孔螺釘4和三個螺母5沿端蓋18周向間隔120度固定；光軸8與滑輪9過盈配合并固定在滑輪架7上，形成固定在端蓋上的三組定滑輪機構(gòu)，通過這三組定滑輪機構(gòu)與牽引繩11相配即可改變力的方向。 重力牽引機構(gòu)由重物懸掛繩13、安全螺母14、重力牽引環(huán)15、牽引繩11、套筒12、止推環(huán)17、牽引繩固定塊10、固定螺母16、滾壓軸20和直線軸承3組成。其聯(lián)接關(guān)系如下重力牽引環(huán)15的周向邊緣加工有均勻分布的三個牽引繩孔，中心凸臺頂端開有重物懸掛繩孔，如圖3可見，重物懸掛繩13穿入重力牽引環(huán)15重物懸掛繩孔內(nèi)，由內(nèi)六角平端緊定螺釘21固定。重力牽引環(huán)15與牽引繩11的連接形式如圖4所示，牽引繩11穿入重力牽引環(huán)15牽引繩孔內(nèi)，由內(nèi)六角平端緊定螺釘22固定。如圖5可見，牽引繩11繞過滑輪9后穿過止推環(huán)17上的階梯孔，再穿入牽引繩固定塊10的小孔由內(nèi)六角平端緊定螺釘23固接，牽引繩固定塊10通過點焊方式與止推環(huán)17固接。重力牽引環(huán)15和止推環(huán)17與套筒12間隙配合并在套筒12中沿軸向滑動，為了保證重力型可調(diào)滾壓工具在工作過程中止推環(huán)17和重力牽引環(huán)15不會沿套筒12周向旋轉(zhuǎn)，避免因旋轉(zhuǎn)而造成牽引繩11扭轉(zhuǎn)而從滑輪9上脫落，所以增加了導(dǎo)槽導(dǎo)柱機構(gòu)，如圖6所示，在止推環(huán)17、重力牽引環(huán)15和套筒12上切割出槽，然后安裝導(dǎo)柱18，限制了止推環(huán)17和重力牽引環(huán)15沿套筒12周向的旋轉(zhuǎn)。止推環(huán)17與滾壓軸20螺紋聯(lián)接并由固定螺母16鎖緊，滾壓軸20安裝在直線軸承3內(nèi)并沿直線軸承3軸向滑動。為了在不工作的情況下保證重力牽引環(huán)15不在自身重力下沿套筒12軸向滑動，造成牽引繩11松馳以至從滑輪9上脫落，故在不工作情況下由安全螺母14將重力牽引環(huán)15鎖定，工作過程中應(yīng)卸下安全螺母14。其工作方式為當(dāng)重物懸掛繩13受到重物的牽引力時，重力牽引環(huán)15沿套筒12軸向向套筒12底端滑動，拉力通過繞過滑輪9的牽引繩11使止推環(huán)17帶動滾壓軸20 —起向與牽引環(huán)15運動方向相反的方向運動，通過滾柱式滾壓頭對工件產(chǎn)生恒定的推力，這樣即完成了把重物的拉力轉(zhuǎn)換成對工件推力的過程。 如圖1可見，直線軸承3焊接在端蓋19上，端蓋19由周向均布的6顆圓柱頭螺釘6與套筒12聯(lián)接。 由圖7可見，滾柱式滾壓頭由圓柱滾子軸承24、滾壓頭座25、頂環(huán)26、固定螺母27、階梯軸28、墊片29組成。其聯(lián)接形式為階梯軸28與滾壓頭座25間隙配合，圓柱滾子軸承24與階梯軸28為過盈配合，用頂環(huán)26、墊片29、固定螺母27固定圓柱滾子軸承24，限制圓柱滾子軸承24沿階梯軸28軸向運動，以避免在滾壓過程中產(chǎn)生晃動。滾柱式滾壓頭通過三顆周向相距120度的內(nèi)六角圓柱頭螺釘2固定在滾壓軸20上。其工作方式為當(dāng)滾壓軸20傳遞推力時，使圓柱式滾壓頭接觸工件并且產(chǎn)生推力等于懸掛重物的重力，此時圓柱滾子軸承24在旋轉(zhuǎn)工件的作用下旋轉(zhuǎn)。 由圖8可見，通過兩塊固定板30點焊方式固定重力型可調(diào)滾壓工具，在兩塊固定板30上焊接夾板31，可以直接通過夾板31把重力型可調(diào)滾壓工具安裝在普通車床的刀架上使用，在兩塊固定板30的底部焊接支承板32，重物懸掛繩13繞過一個固定在支承板32上的定滑輪35后直接懸掛重物，這樣就可以通過懸掛特定質(zhì)量的重物來獲得對工件的恒定滾壓力。
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實施例2 本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上，把滾柱式滾壓頭換成滾珠式滾壓頭，滾珠式滾壓頭通過三顆周向相距120度的內(nèi)六角圓柱頭螺釘2固定在滾壓軸20上。滾珠式滾壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示，滾珠式滾壓頭是由滾珠式滾壓頭座36、螺釘37、保持帽38、小滾珠39、大滾珠40、橡膠墊片41和彈簧墊片42組成。其聯(lián)接形式為如圖IO所示，沿滾珠式滾壓頭座36的階梯孔底周邊安裝一圈小滾珠，在小滾珠上安放一顆大滾珠40，為使大滾珠40不晃動，在滾珠式滾壓頭座36的階梯孔依次安裝橡膠墊片41、彈簧墊片42。在小滾珠39、橡膠墊片41和彈簧墊片42外安裝保持帽38，并通過三顆周向相距為120度的螺釘37將保持帽38固定在滾珠式滾壓頭座36上。其工作方式為當(dāng)滾壓軸20傳遞推力時，使大滾珠40接觸工件并且產(chǎn)生推力，這個推力等于懸掛重物的重力。此時大滾珠40在旋轉(zhuǎn)工件的作用下旋轉(zhuǎn)。小滾珠39的作用是為了保證在壓力工作條件下大滾珠40能順利旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
一種重力型可調(diào)滾壓工具，其特征在于該滾壓工具是由重力換向機構(gòu)、重力牽引機構(gòu)和滾柱式滾壓頭或滾珠式滾壓頭組成所述重力換向機構(gòu)由三組定滑輪組成，滑輪由滑輪架(7)、滑輪(9)、光軸(8)所組成，其聯(lián)接關(guān)系如下光軸(8)與滑輪(9)過盈配合并固定在滑輪架(7)上，滑輪架(7)沿端蓋(18)周向均勻分布并固定在端蓋(18)上；所述重力牽引機構(gòu)是由重物懸掛繩(13)、重力牽引環(huán)(15)、牽引繩(11)、套筒(12)、止推環(huán)(17)、牽引繩固定塊(10)、滾壓軸(20)和直線軸承(3)所組成，其聯(lián)接關(guān)系如下重物懸掛繩(13)和牽引繩(11)分別穿入并固定在重力牽引環(huán)(15)的重物懸掛繩孔和牽引繩孔內(nèi)；(11)繞過滑輪(9)后穿過止推環(huán)(17)上的階梯孔并固接在牽引繩固定塊(10)上，牽引繩固定塊(10)與止推環(huán)(17)固接，重力牽引環(huán)(15)和止推環(huán)(17)與套筒(12)間隙配合并在套筒(12)中沿軸向滑動；止推環(huán)(17)與滾壓軸(20)螺紋聯(lián)接并由螺母鎖緊，可滑動的滾壓軸(20)安裝在直線軸承(3)內(nèi)；所述滾柱式滾壓頭主要由圓柱滾子軸承(24)、滾壓頭座(25)和階梯軸(28)組成，階梯軸(28)與滾壓頭座(25)間隙配合，圓柱滾子軸承(24)與階梯軸(28)為過盈配合；所述滾珠式滾壓頭主要由滾珠式滾壓頭座(36)、小滾珠(39)、大滾珠(40)、橡膠墊片(41)和彈簧墊片(42)組成，其聯(lián)接形式為沿滾珠式滾壓頭座(36)的階梯孔底周邊安裝一圈小滾珠，在小滾珠(39)上安放一顆大滾珠(40)，在大滾珠(40)與滾珠式滾壓頭座(36)的階梯孔之間依次安裝一圈小滾珠(39)、彈簧墊片(42)和橡膠墊片(41)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力型可調(diào)滾壓工具，其特征在于所述重力牽引機構(gòu) 的重力牽引環(huán)(15)的凸臺加工有與安全螺母(14)相配的螺紋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力型可調(diào)滾壓工具，其特征在于所述重力牽引機構(gòu) 的止推環(huán)(17)、重力牽引環(huán)(15)和套筒(12)上切割有槽，槽中安裝有限制了止推環(huán)(17) 和重力牽引環(huán)(15)沿套筒(12)周向旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)柱(18)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種重力型可調(diào)滾壓工具，該滾壓工具是由重力換向機構(gòu)、重力牽引機構(gòu)、滾柱式滾壓頭或滾珠式滾壓頭組成；重力換向機構(gòu)通過三組定滑輪和相配的牽引繩達(dá)到換向目的；重力牽引機構(gòu)通過懸掛重物產(chǎn)生恒定的拉力，利用重力換向機構(gòu)把重物的拉力轉(zhuǎn)換成對工件的滾壓力；滾柱式滾壓頭或滾珠式滾壓頭固接在重力牽引機構(gòu)中的滾壓軸上，直接對工件進行滾壓加工。該滾壓工具通過這三個機構(gòu)在工件表面發(fā)生微小或較大起伏時，都能保證滾壓力恒定，并且可以通過改變懸掛重物質(zhì)量方便快捷的改變滾壓力。該滾壓工具結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低廉，可以直接在普通車床上裝夾使用。
文檔編號B23P9/02GK101774105SQ20101010891
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者周照耀, 唐正強, 夏偉, 李風(fēng)雷, 趙婧 申請人:華南理工大學(xué)