一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具.pdf

本发明公开了一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，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，刀具连接筒内自上而下依次布置承力板、力传感器、电机固定座、恒力气缸和滚珠组件，刀柄连接块与承力板连接，承力板与电机固定座之间间隙配合，电机固定座内设有驱动电机，驱动电机与恒力气缸的活塞杆固定连接，活塞与滚珠组件固定连接。本发明刀具采用恒力气缸进行加压，压力能够保持恒定不变，从而提高加工质量，并且采用独立的驱动电机带动活塞旋转，避免了气缸的管道缠绕的问题。

1.  一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：包括刀柄（1）部分和刀具本体，所述刀柄（1）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（18）和位于刀具连接筒（18）下部的滚珠（9）组件，所述刀柄连接块（2）与所述刀具连接筒（18）的上端连接，所述刀具本体还包括承力板（3）、力传感器、电机固定座（5）和恒力气缸，所述刀具连接筒（18）自上而下依次布置承力板（3）、力传感器、电机固定座（5）、恒力气缸和滚珠（9）组件，所述刀柄连接块（2）与所述承力板（3）连接，所述承力板（3）与所述气缸固定座之间间隙配合，所述气缸固定座内设有驱动电机（4），所述电机固定座（5）与所述恒力气缸的缸筒（8）固定连接，所述驱动电机穿过所述电机固定座（5）和恒力气缸的顶壁与所述恒力气缸的活塞杆（6）固定连接，所述恒力气缸的活塞（15）与所述滚珠（9）组件固定连接；所述滚珠（9）组件包括支承座、滚珠（9）和保持架（10），所述保持架（10）固定在所述支承座的下部，所述滚珠（9）安装在保持架（10）内；所述恒力气缸的缸筒（8）外套装有储气套（7），所述储存套与所述刀具连接筒（18）的内壁固定连接，所述储气套（7）的一端通过端盖（12）与缸筒（8）密封，另一端通过电机固定座（5）与缸筒（8）密封；所述储气套（7）与缸筒（8）间形成相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述储气套（7）上设有第一进气口和第二进气口，所述第一进气孔与第一储气腔相通，所述第二进气孔与第二储气腔相通，所述第一储气腔与缸筒（8）内部连通；所述缸筒（8）靠近端盖（12）的一端沿圆周均布径向节流孔，所述径向节流孔与第二储气腔相通；所述缸筒（8）与活塞（15）间设有能够形成气膜的间隙；所述第一进气孔和第二进气孔分别通过进口固定件与比例阀连接。

2.  根据权利要求1所述的一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：所述固定件包括第一固定件（17）和第二固定件（14），所述第一进气口通过第一比例阀（16）连接第一固定件（17），第二进气口通过第二比例阀（13）连接第二固定件（14）。

3.  根据权利要求1所述的一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：所述活塞（15）上设有限位孔，所述刀具连接筒（18）固定与所述限位孔位置相对应的圆锥销（11）。

4.  根据权利要求1所述的一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：所述电机固定座（5）上部开有凹槽和通孔，所述电机位于所述凹槽内，所述承力板（3）和电机固定座（5）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（2）上。

5.  根据权利要求1所述的一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：所述活塞（15）和保持架（10）的一圈等圆弧间隔地开有球形保持孔，所述滚珠（9）可自动滚动地位于所述球形保持孔内，所述滚珠（9）的下方一部分凸出所述保持架（10）外。

6.  根据权利要求1所述的一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，其特征在于：所述刀柄（1）呈锥体形状，所述刀柄（1）的上端中心开有与加工设备的主轴装夹的装配端。

一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具
技术领域
本发明涉及无切屑加工领域，尤其是一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具。
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，同时辅以合适的加工工艺，可以实现表面晶粒细化，甚至是纳米化。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。同时通过表面结构的致密化改进，提升构件表面抗高温和耐腐蚀的性能。通过这种一步法的加工模式，期望可以得到从毛坯到产品的快捷加工过程，同时该产品拥有较好的综合性能。
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。
在机床对滚压刀施加向下的压力时，往往不好控制力的恒定，因此会导致滚压效果不理想。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用气缸提供恒定的下压力，以实现更好的滚压效果的平面滚压刀具。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，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、电机固定座和恒力气缸，所述刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、电机固定座、恒力气缸和滚珠组件，所述刀柄连接块与所述承力板连接，所述承力板与所述电机固定座之间间隙配合，所述电机固定座内设有驱动电机，所述电机固定座与所述恒力气缸的缸筒固定连接，所述驱动电机穿过所述电机固定座和恒力气缸的顶壁与所述恒力气缸的活塞杆固定连接，所述恒力气缸的活塞与所述滚珠组件固定连接；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；所述恒力气缸的缸筒外套装有储气套，所述储存套与所述刀具连接筒的内壁固定连接，所述储气套的一端通过端盖与缸筒密封，另一端通过电机固定座与缸筒密封；所述储气套与缸筒间形成相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述储气套上设有第一进气口和第二进气口，所述第一进气孔与第一储气腔相通，所述第二进气孔与第二储气腔相通，所述第一储气腔与缸筒内部连通；所述缸筒靠近端盖的一端沿圆周均布径向节流孔，所述径向节流孔与第二储气腔相通；所述缸筒与活塞间设有能够形成气膜的间隙；所述第一进气孔和第二进气孔分别通过进口固定件与比例阀连接。
进一步，所述固定件包括第一固定件和第二固定件，所述第一进气口通过第一比例阀连接第一固定件，第二进气口通过第二比例阀连接第二固定件。
进一步的，所述活塞上设有限位孔，所述刀具连接筒固定与所述限位孔位置相对应的圆锥销。
进一步的，所述电机固定座上部开有凹槽和通孔，所述电机位于所述凹槽内，所述承力板和电机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。
进一步的，所述活塞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。
进一步的，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。
本发明的有益效果在于：本发明的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；且本发明的刀具采用恒力气缸进行加压，压力能够保持恒定不变，从而提高加工质量，并且采用独立的驱动电机带动活塞旋转，避免了气缸的管道缠绕的问题。
附图说明
图1是本发明所述一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具的结构示意图。
图中，1-刀柄、2-刀柄连接块、3-承力板、4-驱动电机、5-电机固定座、6-活塞杆、7-储气套、8-缸筒、9-滚珠、10-保持架、11-圆锥销、12-端盖、13-第二比例阀、14-第二固定件、15-活塞、16-第一比例阀、17-第一固定件、18-刀具连接筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种通过气缸进行恒力加压的平面滚压刀具，包括刀柄1部分和刀具本体，所述刀柄1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18和位于刀具连接筒18下部的滚珠9组件，所述刀柄连接块2与所述刀具连接筒18的上端连接，所述刀具本体还包括承力板3、力传感器、电机固定座5和恒力气缸，所述刀具连接筒18自上而下依次布置承力板3、力传感器、电机固定座5、恒力气缸和滚珠9组件，所述刀柄连接块2与所述承力板3连接，所述承力板3与所述电机固定座之间间隙配合，所述驱动电机固定座内设有驱动电机4，所述电机固定座5与所述恒力气缸的缸筒8固定连接，所述驱动电机穿过所述电机固定座5和恒力气缸的顶壁与所述恒力气缸的活塞杆6固定连接，所述恒力气缸的活塞15与所述滚珠9组件固定连接；所述滚珠9组件包括支承座、滚珠9和保持架10，所述保持架10固定在所述支承座的下部，所述滚珠9安装在保持架10内；所述恒力气缸的缸筒8外套装有储气套7，所述储存套与所述刀具连接筒18的内壁固定连接，所述储气套7的一端通过端盖12与缸筒8密封，另一端通过电机固定座5与缸筒8密封；所述储气套7与缸筒8间形成相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述储气套7上设有第一进气口和第二进气口，所述第一进气孔与第一储气腔相通，所述第二进气孔与第二储气腔相通，所述第一储气腔与缸筒8内部连通；所述缸筒8靠近端盖12的一端沿圆周均布径向节流孔，所述径向节流孔与第二储气腔相通；所述缸筒8与活塞15间设有能够形成气膜的间隙；所述第一进气孔和第二进气孔分别通过进口固定件与比例阀连接。
所述固定件包括第一固定件17和第二固定件14，所述第一进气口通过第一比例阀16连接第一固定件17，第二进气口通过第二比例阀13连接第二固定件14。
所述活塞15上设有限位孔，所述刀具连接筒18固定与所述限位孔位置相对应的圆锥销11。
所述电机固定座5上部开有凹槽和通孔，所述电机位于所述凹槽内，所述承力板3和电机固定座5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2上。
所述活塞15和保持架10的一圈等圆弧间隔地开有球形保持孔，所述滚珠9可自动滚动地位于所述球形保持孔内，所述滚珠9的下方一部分凸出所述保持架10外。
所述刀柄1呈锥体形状，所述刀柄1的上端中心开有与加工设备的主轴装夹的装配端。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，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，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。