一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，包括底座、斜块升降机构、伸缩机构、导向机构、滚压头机构和压电式力传感器，底座安装在车床的大托板上，在底座上两侧分别设置斜块升降机构，斜块升降机构上设置伸缩机构，伸缩机构上设置导向机构和滚压头机构，滚压头机构上设置压电式力传感器，两侧的滚压头机构相对设置。本装置通过斜块升降机构实现滚压头机构在机床z轴方向上的微量调整，通过伸缩机构使滚压头机构始终作用于工件的表面，通过导向机构使进行滚压加工时，滚压头始终对工件表面进行法向的滚压加工，通过压电式力传感器实现对滚压力大小的实时反馈和控制。

A surface rolling strengthening device for shaft parts based on piezoelectric force sensor

The invention relates to a device for strengthening surface rolling shaft parts based on piezoelectric force sensor, which comprises a base, inclined block lifting mechanism, a telescoping mechanism, guide mechanism, rolling head mechanism and piezoelectric force sensor, which is mounted on the support plate of a lathe, arranged at both sides of the base are respectively inclined block lifting mechanism. Inclined block lifting mechanism is arranged on the telescopic mechanism, telescopic mechanism arranged on the guide mechanism and the rolling head body, rolling head mechanism is arranged on the piezoelectric force sensor, oppositely arranged on both sides of the rolling head body. The micro adjustment device in the machine tool Z axis direction of the rolling head mechanism through the inclined block lifting mechanism, the telescopic mechanism makes the rolling head body surface acts on the workpiece, the guide mechanism makes the rolling process, rolling rolling head has a surface of a workpiece to, by piezoelectric force sensor the real-time feedback and control of rolling pressure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置
本专利技术涉及一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，属于滚压加工

技术介绍
目前滚压加工领域的滚压装置，滚压头部分相对于滚压装置固定设置，长时间的滚压加工后，滚压装置由于刚度问题容易出现变形，进而影响滚压加工精度等。此外，滚压装置多采用电机驱动执行件或液压泵驱动液压缸经过滚压头直接对工件进行滚压加工，无滚压力检测装置，为开环控制系统。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置。为达成上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，包括底座1、斜块升降机构3、伸缩机构9、导向机构7和滚压头机构6，在底座1上两侧分别设置斜块升降机构3，斜块升降机构3上设置伸缩机构9，伸缩机构9上设置导向机构7和滚压头机构6，两侧的滚压头机构6相对设置。优选的，所述斜块升降机构3通过螺栓2连接在底座1上。优选的，所述斜块升降机构3包括上斜块10和下斜块12，两斜块间设计一定角度以实现自锁，下斜块12固定设置在底座1上，上斜块10通过螺钉11压紧在下斜块12上。优选的，所述伸缩机构9包括液压缸固定座19和液压缸18，液压缸18与液压缸固定座19固定连接，液压缸固定座19与上斜块10固定连接。优选的，所述的导向机构7包括加紧套筒14、圆柱销16和定位板15，加紧套筒14加紧在液压缸活塞杆13上，定位板15通过螺钉8与液压缸固定座19固定连接。加紧套筒14的筒壁上设有键槽，定位板15上设有安圆孔，定位板15通过圆柱销16与加紧套筒14上的键槽配合安装。优选的，所述的滚压头机构6螺纹连接在液压缸活塞杆13前端，通过锁紧螺母5固定。优选的，所述的滚压头机构6包括压电式力传感器固定座21、滚轮架22、滚轮轴23、轴承24、滚轮25、定距环26和压电式力传感器27，所述滚轮25通过滚轮轴23设置在滚轮架22上，滚轮25与滚轮轴23之间通过轴承24连接，在轴承一侧设有定距环26，滚轮架22与压电式力传感器固定座21通过轴孔配合，压电式力传感器27固定设置在压电式力传感器固定座21上，压电式力传感器固定座21上设置有内孔，内孔设置有内螺纹。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术在两侧对称设置斜块升降机构，实现了滚压头机构在车床z轴方向上的微量调整，使得两滚压头的旋转轴线与工件的旋转轴线处于同一平面，保证滚压加工的精度。2、本专利技术在滚压头机构上设置压电式力传感器，通过对滚压力和电压值进行标定，实现了对滚压力的实时反馈和控制，构成了滚压力的闭环控制系统。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。图1为本专利技术轴类零件表面滚压强化装置的结构示意图。图2为本专利技术中斜块升降机构的结构示意图。图3为本专利技术中伸缩机构和导向机构的结构示意图。图4为本专利技术中滚压头机构的结构示意图。图5为本专利技术滚压力闭环控制原理图。图中：1底座，2螺栓组，3斜块升降机构，4螺钉，5锁紧螺母，6滚压头机构，7导向机构，8螺钉，9伸缩机构，10上斜块，11螺钉，12下斜块，13活塞杆，14加紧套筒，15定位板，16圆柱销，17螺栓组，18液压缸，19液压缸固定座，20螺栓组，21压电式力传感器固定座，22滚轮架，23滚轮轴，24轴承，25滚轮，26定距环，27压电式力传感器。具体实施方案下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术进行清楚、完善地描述。本专利技术所提供的一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，参考图1，其中包括底座1、斜块升降机构3、伸缩机构9、导向机构7和滚压头机构6，在底座上两侧分别设置斜块升降机构3，斜块升降机构3上设置伸缩机构9，伸缩机构9上设置导向机构7和滚压头机构6，两侧的滚压头机构6相对设置。参考图2，其中斜块升降机构3固定连接在底座1上。所述斜块升降机构3包括上斜块10和下斜块12和螺钉11，，下斜块12固定设置在底座1上，上斜块10通过螺钉11压紧在下斜块12上。参考图3，其中伸缩机构9包括液压缸固定座19和液压缸18，液压缸18与液压缸固定座19固定连接，液压缸固定座19与上斜块10固定连接。导向机构7包括加紧套筒14、圆柱销16和定位板15，加紧套筒14加紧在液压缸活塞杆13上，定位板15与液压缸固定座19固定连接。加紧套筒14的筒壁上设有键槽，定位板15上设有安圆孔，定位板15通过圆柱销16与加紧套筒14上的键槽配合安装。参考图4，其中滚压头机构6包括压电式力传感器固定座21、滚轮架22、滚轮轴23、轴承24、滚轮25、定距环26和压电式力传感器27，所述滚轮25通过滚轮轴23设置在滚轮架22上，滚轮25与滚轮轴23之间通过轴承24连接，在轴承一侧设有定距环26，滚轮架22与压电式力传感器固定座21通过轴孔配合，压电式力传感器27固定设置在压电式力传感器固定座21上，压电式力传感器固定座21上设置有内孔，内孔设置有内螺纹。滚压头机构6螺纹连接在液压缸活塞杆13前端，通过锁紧螺母5固定。本专利技术的安装调节过程如下：本专利技术提供的一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，通过对斜块升降机构3的上斜块10与下斜块12，手动进行相对的错位滑动，使得两滚压头机构6的滚轮25的旋转轴线与工件的旋转轴线处于同一平面，然后用螺钉11进行固定。由于两斜块设计有一定角度，使斜块升降机构实现自锁。把滚压头机构6安装在伸缩机构9的液压缸活塞杆13上，并用锁紧螺母5锁紧。由于压电式力传感器27受到外力作用，会产生与外力成正比的电压信号，首先对压电式力传感器27依次加载1000N和2000N的压力，测定其输出的电压信号值，绘制其力/电压曲线，进行标定，并将其力/电压曲线输入到力/电压转化模块。然后将1000N和2000N压力所对应的电压值分别输入到可编程逻辑控制器中，即PLC，进而PLC输出两个不同电信号，通过调整使得PLC输出的电信号控制的电磁溢流阀溢流压力，满足液压缸对工件的滚压力分别为1000N和2000N，进而对PLC输出的电信号和电磁溢流阀溢流压力进行标定。本专利技术的工作过程如下：启动车床及液压系统，将一给定的滚压力数值输入到力/电压转化模块，力/电压转化模块输出一给定电压信号，将此信号再输入到PLC中，相应的PLC输出一电信号到电磁溢流阀，控制电磁溢流阀的溢流压力，此时液压缸18对工件进行持续加压，当系统压力达到电磁溢流阀溢流压力时，液压系统内压力保持动态平衡，即液压缸18对工件施加一动态、稳定的滚压力。滚压头机构6上的压电式力传感器27实时测量滚压力大小，并将滚压力数值以电压信号形式反馈给PLC，PLC将反馈电压值与给定电压值比较，对滚压力进行动态控制和调节。本专利技术实现滚压力实时反馈和控制的过程如图5所示，详述如下：将一给定的滚压力数值输入到力/电压转化模块，力/电压转化模块输出一给定电压信号，将此给定电压信号再输入到PLC中，相应的PLC输出一电信号到电磁溢流阀，控制电磁溢流阀的溢流压力，电磁溢流阀溢流压力即为液压缸18内腔压力，此时液压缸18对工件施加相应的滚压力，压电式力传感器27实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，包括底座1、斜块升降机构3、伸缩机构9、导向机构7和滚压头机构6，在底座1上两侧分别设置斜块升降机构3，斜块升降机构3上设置伸缩机构9，伸缩机构9上设置导向机构7和滚压头机构6，两侧的滚压头机构6相对设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于压电式力传感器的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，包括底座1、斜块升降机构3、伸缩机构9、导向机构7和滚压头机构6，在底座1上两侧分别设置斜块升降机构3，斜块升降机构3上设置伸缩机构9，伸缩机构9上设置导向机构7和滚压头机构6，两侧的滚压头机构6相对设置。2.如权利要求1所述的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，所述斜块升降机构3通过螺栓2连接在底座1上。3.如权利要求2所述的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，所述斜块升降机构3包括上斜块10和下斜块12，两斜块间设计一定角度以实现自锁，下斜块12固定设置在底座1上，上斜块10通过螺钉11压紧在下斜块12上。4.如权利要求1所述的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，所述伸缩机构9包括液压缸固定座19和液压缸18，液压缸18与液压缸固定座19固定连接，液压缸固定座19与上斜块10固定连接。5.如权利要求1所述的轴类零件表面滚压强化装置，其特征在于，所述的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海泉，齐凯华，郭培全，乔阳，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37