本发明专利技术公开了一种液压驱动恒压球头加压装置及其方法，属于滚压球头加压装置领域。装置包括活动横梁模块和恒定液压系统模块；活动横梁模块包括活动横梁和用于与试样下端面滚动接触的加工球头，活动横梁与能提供竖直方向升降力的恒定液压系统模块相连；恒定液压系统模块的活塞杆为阶梯轴状结构，中部段的横截面大于底部段的横截面；活塞杆能在活塞套筒和端盖的限位下沿竖直方向密封滑动，活塞套筒、端盖、中部段底面和底部段之间构成环状封闭的油压作用区；油压作用区与用于提供恒定油压的油路系统连通。本发明专利技术在恒定液压系统模块的作用下，通过液压油缸模块向球头施加加载力，液压加载输出的恒定载荷保证球头在高速滚压加工的情况下不发生跳动。的情况下不发生跳动。的情况下不发生跳动。
【技术实现步骤摘要】
一种液压驱动恒压球头加压装置及其方法
[0001]本专利技术属于滚压球头加压装置领域，具体涉及一种液压驱动恒压球头加压装置及其方法。
技术介绍
[0002]滚压加工是一种无切屑加工，通过一定形式的滚压工具向工件表面施加一定压力。在常温下利用金属的塑性变形，使工件表面的微观不平度辗平从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。因此这种方法可同时达到光整加工及强化两种目的。
[0003]滚压加工中需要加工球头提供极大的压力以及恒定的载荷，并且保证球头在高速滚压过程中能够减少跳动。但目前现有的装置，其液压油缸的接触面积加大，无法进行精准的输出载荷控制，因此本专利技术提出了使用液压系统作为动力源的方法，即将滚压球头安装在于液压油缸相连的活动横梁上，以此提供恒定滚压压力。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供及一种液压驱动恒压球头加压装置及其方法。本专利技术的装置是一种使用液压系统提供恒定驱动力的滚压球头加压装置，能够保证在滚压加工过程中施加的载荷恒定。
[0005]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种液压驱动恒压球头加压装置，包括活动横梁模块和恒定液压系统模块；
[0007]所述活动横梁模块包括活动横梁和用于与试样下端面滚动接触的加工球头，加工球头通过球头保持架固定于活动横梁上；活动横梁与能提供竖直方向升降力的恒定液压系统模块相连，通过恒定液压系统模块能改变加工球头与试样之间竖直方向的荷载力；
[0008]所述恒定液压系统模块包括活塞杆、端盖、活塞套筒和密封圈；活塞杆为阶梯轴状结构，包括由上至下连续的顶部段、中部段和底部段，中部段的横截面大于底部段的横截面；所述顶部段通过固定于活动横梁底部的连接件与活动横梁固定连接；所述中部段同轴间隔套设于活塞套筒内部，两者之间设有密封圈；活塞套筒底部设有端盖，所述底部段的上部同轴间隔套设于端盖内且两者之间设有密封圈；活塞杆能在活塞套筒和端盖的限位下沿竖直方向密封滑动，活塞套筒、端盖、中部段底面和底部段之间构成环状封闭的油压作用区；所述底部段内沿轴向开设孔洞；所述孔洞的一端与用于提供恒定油压的油路系统连通，另一端与所述作用区连通，通过油压作用区内的油压能对活塞杆提供竖直方向的作用力。
[0009]作为优选，所述加工球头顶部嵌有能自由滚动的球体，通过球体实现与试样的滚动接触。
[0010]作为优选，所述活动横梁两侧还对称设有若干直线轴承，直线轴承能通过导柱实现对活动横梁竖直方向移动的限位。
[0011]作为优选，所述活塞套筒通过法兰固定于桌板上，以实现多方向固定限位。
[0012]作为优选，所述密封圈为O型密封圈；所述孔洞为L型结构。
[0013]作为优选，所述连接件为回转体结构，内部具有与活塞杆相连的螺纹孔。
[0014]作为优选，所述端盖和活塞套筒之间通过螺纹固定连接。
[0015]作为优选，所述油路系统包括油箱、第一油路、第二油路和第三油路；所述油箱通过沿油路流通方向依次设有定量泵、单向阀、节流阀、比例减压阀和第一压力表的第一油路与所述孔洞的一端连通，定量泵外接电机；位于节流阀和比例减压阀之间的所述第一油路上还设有蓄能器和第二压力表；位于节流阀和比例减压阀之间的第一油路上还分别设有与油箱连通的第二油路和第三油路，第二油路上设有高压球阀，第三油路上设有溢流阀。
[0016]进一步的，所述比例减压阀为电磁比例减压阀，电机为直流电机。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种利用第一方面所述的液压驱动恒压球头加压装置的加压方法，具体如下：
[0018]加压工作前，将加工球头与待加压的试样相贴合，使两者能滚动接触；关闭高压球阀，开启溢流阀、单向阀、节流阀和比例减压阀；
[0019]在加压工作时，开启电机以为定量泵提供动力，定量泵将第一油路的压力提升至溢流阀的设定压力P
Hmax
，随后关闭电机；溢流阀起到保护回路的作用，当第一油路压力超过P
Hmax
时，溢流阀将自动泄压；通过第一压力表实时监测第一油路的系统压力P
H
，若P
H
未超过设定值P
H0
时，重新启动电机为第一油路提供压力；若P
H
大于设定值P
H0
时，通过比例减压阀将压力降至设定压力P
L
；
[0020]液压油通过活塞杆底部的孔洞通入所述油压作用区，油压对中部段底面位于油压作用区的环状区域产生向上的作用力，活塞杆向上抬起，带动加工球头对试样产生荷载加压；
[0021]当加压工作结束后，开启高压球阀以对第一油路泄压。
[0022]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0023]本专利技术装置在恒定液压系统模块的作用下，通过液压油缸模块向球头施加加载力，液压加载输出的恒定载荷保证球头在高速滚压加工的情况下不发生跳动。本专利技术采用阶梯型的液压油缸，其承载液压压力的面积更小，减小液压系统的误差所带来的影响，提高输出载荷的精度。
附图说明
[0024]图1为液压驱动式加压装置的结构示意图。
[0025]图2为恒定液压系统模块的主视图。
[0026]图3为油路系统的结构示意图。
[0027]图4为油路系统的工作流程图。
[0028]图中：1
‑
加工球头，2
‑
球头保持架，3
‑
直线轴承，4
‑
活动横梁，5
‑
连接件，6
‑
活塞杆，7
‑
法兰，8
‑
活塞套筒，9
‑
端盖，10
‑
密封圈，11
‑
第一压力表，12
‑
比例减压阀，13
‑
蓄能器，14
‑
第二压力表，15
‑
高压球阀，16
‑
溢流阀，17
‑
节流阀，18
‑
单向阀，19
‑
定量泵，20
‑
电机，21
‑
油箱。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0030]如图1所示，为本专利技术提供的一种液压驱动恒压球头加压装置，是一种用于在恒定加压环境下工作的液压驱动滚压球头加压装置，该装置主要包括活动横梁模块和恒定液压系统模块。其中，活动横梁模块上具有加工球头，用于与试样下端面滚动接触，还包括用于限制加工球头与活动横梁在水平平面自由度的直线轴承；恒定液压系统模块包括阶梯轴式液压缸和油路系统，阶梯轴式液压缸与活动横梁模块相连，通过油路系统提供恒定压力，并将该压力施加至加工球头，最终通过球头将载荷施加在加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，包括活动横梁模块和恒定液压系统模块；所述活动横梁模块包括活动横梁(4)和用于与试样下端面滚动接触的加工球头(1)，加工球头(1)通过球头保持架(2)固定于活动横梁(4)上；活动横梁(4)与能提供竖直方向升降力的恒定液压系统模块相连，通过恒定液压系统模块能改变加工球头(1)与试样之间竖直方向的荷载力；所述恒定液压系统模块包括活塞杆(6)、端盖(9)、活塞套筒(8)和密封圈(10)；活塞杆(6)为阶梯轴状结构，包括由上至下连续的顶部段、中部段和底部段，中部段的横截面大于底部段的横截面；所述顶部段通过固定于活动横梁(4)底部的连接件(5)与活动横梁(4)固定连接；所述中部段同轴间隔套设于活塞套筒(8)内部，两者之间设有密封圈(10)；活塞套筒(8)底部设有端盖(9)，所述底部段的上部同轴间隔套设于端盖(9)内且两者之间设有密封圈(10)；活塞杆(6)能在活塞套筒(8)和端盖(9)的限位下沿竖直方向密封滑动，活塞套筒(8)、端盖(9)、中部段底面和底部段之间构成环状封闭的油压作用区；所述底部段内沿轴向开设孔洞；所述孔洞的一端与用于提供恒定油压的油路系统连通，另一端与所述作用区连通，通过油压作用区内的油压能对活塞杆(6)提供竖直方向的作用力。2.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述加工球头(1)顶部嵌有能自由滚动的球体，通过球体实现与试样的滚动接触。3.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述活动横梁(4)两侧还对称设有若干直线轴承(3)，直线轴承(3)能通过导柱实现对活动横梁(4)竖直方向移动的限位。4.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述活塞套筒(8)通过法兰(7)固定于桌板上，以实现多方向固定限位。5.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述密封圈(10)为O型密封圈；所述孔洞为L型结构。6.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述连接件(5)为回转体结构，内部具有与活塞杆(6)相连的螺纹孔。7.根据权利要求1所述的一种液压驱动恒压球头加压装置，其特征在于，所述端盖(9)和活塞套筒(8)之间通过螺纹固定连接。8.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王效贵，吴思腾，苏兴涛，王哲衡，林一帆，刘世成，程阳，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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