一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具制造技术

一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头包括刀柄连接块、用于检测被加工表面滚压力的力传感器、传感器固定座、滚轮组件、柔性导向组件和电极，所述刀柄连接块位于所述刀柄的下方并与刀柄固定连接，所述传感器固定座位于所述刀柄连接块的下方并与刀柄连接块之间设有间隙；所述柔性导向组件包括导向柱、弹簧和滚珠套，所述滚轮安装座的上端开有滚珠套安装槽，所述传感器固定座的四周开有第一通孔，所述导向柱的上端与所述刀柄连接块过盈配合，所述导向柱的下端依次穿过弹簧、传感器固定座的第一通孔伸入到滚珠套内。本发明专利技术提供一种可实时检测滚压力、加工工件表面的质量较好、避免机床震动的滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具。

Flexible electric spark deposition rolling tool capable of measuring rolling pressure

A flexible electric spark deposition rolling cutter rolling pressure can be measured, including a shank and a cutter head, the cutter head comprises a handle connecting blocks, is used to detect the surface pressure of the rolling force sensor, a sensor fixing seat, guide roller assembly, flexible assembly and electrode, the handle connecting block is positioned on a handle below is fixedly connected with the handle, the sensor is positioned on the fixed seat handle of the connecting block and is connected with handle connecting block is arranged between the gap; the flexible guide assembly includes a guide column and a spring and a ball sleeve, the upper end of the roller mounting base is provided with a ball sleeve mounting groove, the sensor fixing seat around a first through hole, the upper end of the guide column and the handle connecting block interference fit at the lower end of the guide post passes through the spring, a sensor fixing seat of the first through hole into the ball Inner sleeve. The invention provides a flexible electric spark deposition rolling tool capable of detecting the rolling pressure in real time, having better quality on the surface of the workpiece and avoiding the vibration of the machine.

【技术实现步骤摘要】
一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具
本专利技术涉及一种平面滚压刀具，尤其是一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具。
技术介绍
滚压法是指在滚压刀具的作用下，外力诱导金属材料表面发生强塑性变形，通过近表层材料的塑性流动激活晶体内部的位错、层错等非平衡缺陷，通过位错增殖、孪生、滑移等晶体学运动将小角大晶界逐渐切割为大角小晶界，实现表面大晶粒被分割细化为超细晶或纳米晶。滚压加工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——表面硬度、材料的疲劳性能、材料的耐腐蚀性能等。滚压法的实质是利用高硬度的无刃工具——滚珠或滚轮，使其对被加工工件表面造成局部高压。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，并且使材料的表层晶粒变小，最终变成纳米晶。滚压刀具通过刀柄与铣床等机床的主轴连接，带动刀头转动，从而带动刀头上的滚轮在工件表面滚动来实现滚压加工。滚压刀具一般分为刚性和弹性两种。对于刚性结构的滚压刀具，只适合于滚压粗大的零件，传统的滚压器是无弹性的，加工是刚性的，易使工件表面产生“麻点”、“起皮”等缺陷。刚性滚压时，工艺系统刚性差将造成滚压力的波动，使表面质量不均匀。当滚轮的滚压力和滚压件的材料很均勾时，才能获得良好的滚压效果。因此，在表面质量要求高的滚压加工时，选用柔性滚压工具，柔性滚压工具在滚压过程中能起到缓冲的作用，能够使滚轮保持相同的滚压量，试件表面变形量一致，故可获得均匀光整的滚压表面，但其缺点是具有较低的修正形状误差.由于结构中安装了弹性元件，因此可以避免机床震动、材料不均造成的滚压力的巨大波动，在一定程度上，也可以适当减轻滚压工具在加工过程中受到的冲击。但滚压刀具仅有弹簧的话，滚压力难以控制，滚压力过大，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。滚压刀具滚压力太小，不能使待加工工件表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度。电火花沉积是直接利用电能的高密度能量对金属的表面进行沉积处理的工艺。它是直接利用火花放电的能量，将电极材料转移至工作表面，构成沉积层的沉积方法。电极材料与工件材料产生冶金结合形成沉积层。由于形成含电极材料的合金化的表面沉积层，使工件表面的物理性能、化学性能和力学性能得到改善，而其心部的组织和力学性能不发生变化。但传统的电火花沉积的沉积层厚度小、沉积时间长、表面粗糙度低，所以有很多缺陷。而当材料表面进行滚压加工后，表面的粗晶细化成纳米晶，纳米晶体中存在大量的晶界、三叉晶界和非平衡缺陷，可以作为原子扩散的通道。纳米晶体中原子较常规粗晶具有更大的活性，大量晶界上的原子可动性很大，原子容易脱离晶格束缚，更易扩散。研究表明原子在纳米晶中扩散较常规粗晶容易，主要表现在扩散系数提高，扩散激活能降低。
技术实现思路
为克服现有滚压刀具存在滚压力无法控制的不足，本专利技术提供一种可实时检测滚压力、加工工件表面的质量较好、避免机床震动的滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀柄的上端设有与机床主轴连接的螺纹孔，所述刀头包括刀柄连接块、用于检测被加工表面滚压力的力传感器、传感器固定座、滚轮组件、柔性导向组件和电极，所述刀柄连接块位于所述刀柄的下方并与刀柄固定连接，所述传感器固定座位于所述刀柄连接块的下方并与刀柄连接块之间设有间隙；所述滚轮组件包括滚轮安装座、两个滚轮和滚轮安装轴，所述滚轮安装座为T型，所述滚轮安装座的下端左右横向设有所述滚轮安装轴，两个滚轮可转动地安装在所述滚轮安装轴的左右两端并对称布置；所述滚轮安装座的下端前后纵向分别设有凸台，所述电极通过可上下伸缩的电致伸缩块安装在所述凸台的底部；所述滚轮安装座位于所述传感器固定座的下方，所述传感器固定座的底面中部开有传感器安装槽，所述力传感器安装在所述传感器安装槽内并向下伸出，所述滚轮安装座与所述力传感器接触，所述滚轮安装座和传感器固定座均通过上下移动组件可上下移动的安装在刀柄连接块上；所述柔性导向组件包括导向柱、弹簧和滚珠套，所述滚轮安装座的上端开有滚珠套安装槽，所述滚珠套位于所述滚珠套安装槽内，所述传感器固定座的四周开有第一通孔，所述导向柱的上端与所述刀柄连接块过盈配合，所述导向柱的下端依次穿过弹簧、传感器固定座的第一通孔伸入到滚珠套内，所述弹簧的上端顶触在刀柄连接块上，所述弹簧的下端顶触在传感器固定座上；所述电致伸缩块通过电线与机床控制装置连接，所述力传感器与机床控制装置的显示仪表连接，所述电极与电极供电装置连接。进一步，所述滚轮安装座包括滚轮安装座本体和承力板，所述承力板固定在所滚轮安装座本体的顶面上，所述承力板位于所述传感器固定座的下方，所述承力板的顶面与所述力传感器的底面接触。再进一步，所述传感器固定座上还设有第二通孔，所述滚轮安装座上设有通孔，所述滚轮安装座的通孔与所述传感器固定座的第二通孔上下正对；所述上下移动组件包括等高套筒和定位螺栓，所述等高套筒的上端穿过所述传感器固定座的第二通孔顶触在所述刀柄连接块上，所述滚轮安装座的通孔可上下移动的安装在所述等高套筒的下端上，所述定位螺栓自下而上穿过等高套筒固定在刀柄连接块上，所述定位螺栓的螺栓头顶在所述等高套筒的下端面上。再进一步，两个滚轮分别通过轴承可转动地安装在滚轮安装轴的左右两端，所述轴承与滚轮安装座的下端之间还设有用于轴承定位的定位套筒，所述滚轮安装轴的左端设有挡块，所述滚轮安装轴的右端依次穿过左端的轴承、左端的定位套筒、滚轮安装座、右端的定位套筒、右端的轴承与锁紧螺母连接。再进一步，所述传感器固定座的外径与承力板的外径、滚轮安装座本体的外径相同。更进一步，所述凸台为圆形凸台，所述凸台的底部设有圆形槽，所述电极通过电致伸缩块安装在所述圆形槽内。本专利技术的有益效果：能够实时准确地检测工件表面的滚压力，且适应较不平整的工件表面；能够可以避免机床震动、材料不均造成的滚压力的巨大波动，在一定程度上，也可以适当减轻滚压工具在加工过程中受到的冲击；并且还能实现滚压加工和电火花沉积协同加工。附图说明图1是一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具的剖视图。图2是图1的侧剖图。图3是图1中滚轮的放大图。图4是图2中电极的放大图。图5是刀柄的主视图，其中左部剖面。图6是图5的右视图。图7是图5的俯视图。图8是图1的仰视图。图9是刀柄连接块的剖视图。图10是传感器固定座的俯视图。图11是滚轮安装座的俯视图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。参照图1～图11，一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具，包括刀柄1和刀头，所述刀柄1的上端设有与机床主轴连接的螺纹孔，所述刀头包括刀柄连接块3、用于检测被加工表面滚压力的力传感器9、传感器固定座8、滚轮组件、柔性导向组件和电极19，所述刀柄连接块3位于所述刀柄1的下方并与刀柄1固定连接，所述传感器固定座8位于所述刀柄连接块3的下方并与刀柄连接块3之间设有间隙；所述滚轮组件包括滚轮安装座、两个滚轮14和滚轮安装轴11，所述滚轮安装座为T型，所述滚轮安装座的下端左右横向设有所述滚轮安装轴11，两个滚轮14可转动地安装在所述滚轮安装轴11的左右两端并对称布置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀柄的上端设有与机床主轴连接的螺纹孔，其特征在于：所述刀头包括刀柄连接块、用于检测被加工表面滚压力的力传感器、传感器固定座、滚轮组件、柔性导向组件和电极，所述刀柄连接块位于所述刀柄的下方并与刀柄固定连接，所述传感器固定座位于所述刀柄连接块的下方并与刀柄连接块之间设有间隙；所述滚轮组件包括滚轮安装座、两个滚轮和滚轮安装轴，所述滚轮安装座为T型，所述滚轮安装座的下端左右横向设有所述滚轮安装轴，两个滚轮可转动地安装在所述滚轮安装轴的左右两端并对称布置；所述滚轮安装座的下端前后纵向分别设有凸台，所述电极通过可上下伸缩的电致伸缩块安装在所述凸台的底部；所述滚轮安装座位于所述传感器固定座的下方，所述传感器固定座的底面中部开有传感器安装槽，所述力传感器安装在所述传感器安装槽内并向下伸出，所述滚轮安装座与所述力传感器接触，所述滚轮安装座和传感器固定座均通过上下移动组件可上下移动的安装在刀柄连接块上；所述柔性导向组件包括导向柱、弹簧和滚珠套，所述滚轮安装座的上端开有滚珠套安装槽，所述滚珠套位于所述滚珠套安装槽内，所述传感器固定座的四周开有第一通孔，所述导向柱的上端与所述刀柄连接块过盈配合，所述导向柱的下端依次穿过弹簧、传感器固定座的第一通孔伸入到滚珠套内，所述弹簧的上端顶触在刀柄连接块上，所述弹簧的下端顶触在传感器固定座上；所述电致伸缩块通过电线与机床控制装置连接，所述力传感器与机床控制装置的显示仪表连接，所述电极与电极供电装置连接。...

【技术特征摘要】
1.一种滚压力可测的柔性电火花沉积滚压刀具，包括刀柄和刀头，所述刀柄的上端设有与机床主轴连接的螺纹孔，其特征在于：所述刀头包括刀柄连接块、用于检测被加工表面滚压力的力传感器、传感器固定座、滚轮组件、柔性导向组件和电极，所述刀柄连接块位于所述刀柄的下方并与刀柄固定连接，所述传感器固定座位于所述刀柄连接块的下方并与刀柄连接块之间设有间隙；所述滚轮组件包括滚轮安装座、两个滚轮和滚轮安装轴，所述滚轮安装座为T型，所述滚轮安装座的下端左右横向设有所述滚轮安装轴，两个滚轮可转动地安装在所述滚轮安装轴的左右两端并对称布置；所述滚轮安装座的下端前后纵向分别设有凸台，所述电极通过可上下伸缩的电致伸缩块安装在所述凸台的底部；所述滚轮安装座位于所述传感器固定座的下方，所述传感器固定座的底面中部开有传感器安装槽，所述力传感器安装在所述传感器安装槽内并向下伸出，所述滚轮安装座与所述力传感器接触，所述滚轮安装座和传感器固定座均通过上下移动组件可上下移动的安装在刀柄连接块上；所述柔性导向组件包括导向柱、弹簧和滚珠套，所述滚轮安装座的上端开有滚珠套安装槽，所述滚珠套位于所述滚珠套安装槽内，所述传感器固定座的四周开有第一通孔，所述导向柱的上端与所述刀柄连接块过盈配合，所述导向柱的下端依次穿过弹簧、传感器固定座的第一通孔伸入到滚珠套内，所述弹簧的上端顶触在刀柄连接块上，所述弹簧的下端顶触在传感器固定座上；所述电致伸缩块通过电线与机床控制装置连接，所述力传感器与机床控制装置的显示仪表连接，所述电极与电极供电装置连接。2.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴钟宇，徐佳，周振宇，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33