CN105195967A - 一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，包括多锥形无刷电机、刀柄部分及刀具本体，多锥形无刷电机上端盖通过螺栓与多锥形无刷外壳连接固定，多锥形无刷电机上端盖制动橡胶和制动橡胶圈固定安装在多锥形无刷电机上端盖上，制动板固定在制动橡胶圈上，弹簧上端与多锥形无刷外壳中的连接梁固定，弹簧下端与电机轴承上的阶梯轴固定，圆柱滚子轴承和圆柱滚子轴承安装在多锥形无刷外壳上，转子固定在电机轴承上，定子固定在多锥形无刷外壳上；电机轴承下端连接刀柄；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。本发明通过主动力电机中特殊设计的不同角度的定子与转子组合实现刀具的不同转速及不同滚压力。

Description

一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具

技术领域

本发明涉及无切屑加工领域，尤其是一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具。

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。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。

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。目前常见的滚压刀只能针对单一的工件进行单独的参数设计，包括刀具加工时的转速，刀具的滚压力等其他方面，这样不同的工件就要设计不同规格的刀具，为了减少成本，实现多元化的滚压加工，本发明设计了一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，此刀具可以通过主动力电机中特殊设计的不同角度的定子与转子组合实现刀具的不同转速及不同滚压力，降低了成本，结构简单。

发明内容

为了克服已有刀具中只能针对单一的工件进行单独的结构参数设计，无法实现刀具的多功能加工和刀具参数的可变性，本发明设计出一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，包括多锥形无刷电机、刀柄部分及刀具本体，所述多锥形无刷电机由三组定子与转子组成，所述每一组定子与转子之间呈不同角度。

所述多锥形无刷电机从上到下依次设置多锥形无刷电机上端盖、多锥形无刷电机上端盖制动橡胶、制动橡胶；制动板、多锥形无刷外壳、圆柱滚子轴承、弹簧、电机轴承、定子、转子及圆柱滚子轴承；所述多锥形无刷电机上端盖通过螺栓与多锥形无刷外壳连接固定，所述多锥形无刷电机上端盖制动橡胶和制动橡胶固定安装在多锥形无刷电机上端盖上，所述制动板固定在制动橡胶上，所述弹簧上端与多锥形无刷外壳中的连接梁固定，弹簧下端与电机轴承上的阶梯轴固定，所述圆柱滚子轴承和所述圆柱滚子轴承安装在多锥形无刷外壳上，所述转子固定在电机轴承上，所述定子固定在多锥形无刷外壳上；所述电机轴承下端连接刀柄。

所述刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，所述刀柄和刀柄连接块通过正立的内六角螺钉连接，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、传感器固定座和优力胶，所述刀具连接筒自上而下依次布置承力板、力传感器、传感器固定座和优力胶和滚珠组件，所述刀柄与所述承力板连接，所述承力板与所述传感器固定座之间间隙配合，所述传感器固定座内安装所述力传感器，所述力传感器固定座与所述优力胶固定连接，所述优力胶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。所述保持架上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠。

进一步，所述支承座和保持架分别开有球形保持孔，滚珠位于球形孔内并可以自由滚动；滚珠的一部分凸出保持架外；所述支承座和保持架通过两根销轴进行定位和固定，再通过四根正向的螺钉进行连接。

进一步，优力胶位于滚珠支承座上方，并与刀具连接筒的内壁有一定间隙。

进一步，所述刀柄连接块、承力板、传感器固定座、优力胶和保持架的侧面位置开有键槽；刀具连接筒在对应位置开有键槽；前述零件和刀具连接筒之间穿有长键。

本发明的有益效果主要表现在：该刀通过主动力电机中特殊设计的不同角度的定子与转子组合实现刀具的不同转速及不同滚压力，降低了成本，结构简单。同一把刀具能针对不同的工件的滚压要求进行加工，体现了加工的多元化理念。

附图说明

图1是平面滚压刀具的剖视图；

图2是多锥形无刷电机示意图；

图3是刀柄部分结构的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如附图所示，一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，包括多锥形无刷电机、刀柄部分及刀具本体，所述多锥形无刷电机由多组定子9与转子10组成，所述每一组定子9与转子10之间呈不同角度，对多组不同角度的定子9与转子10中选择某一组或者多组通电的时候可控制滚压刀头以不同速度转动，且由于定子与转子之间有一定的角度，根据力的合成原理，电机对滚压刀头施加一定的下压力，从而刀头与工件表面的相互之间的力也会不同，实现了不同滚压力的加工。按照工作位置，多锥形无刷电机从上到下依次设置多锥形无刷电机上端盖1、多锥形无刷电机上端盖制动橡胶2、制动橡胶圈3；制动板4、多锥形无刷外壳5、圆柱滚子轴承6、弹簧7、电机轴承8、定子9、转子10及圆柱滚子轴承11；所述多锥形无刷电机上端盖1通过螺栓与多锥形无刷外壳5连接固定，所述多锥形无刷电机上端盖制动橡胶2和制动橡胶圈3固定安装在多锥形无刷电机上端盖1上，所述制动板4固定在制动橡胶圈3上，所述弹簧7上端与多锥形无刷外壳5中的连接梁固定，弹簧7下端与电机轴承8上的阶梯轴固定，在多锥形无刷电机不通电的情况下弹簧7给转子10施加一个拉力，防止转子10与多锥形无刷外壳5之间产生作用力，所述圆柱滚子轴承6和所述圆柱滚子轴承11安装在多锥形无刷外壳5上，给多锥形无刷电机起轴向定位，所述转子10固定在电机轴承8上，所述定子9固定在多锥形无刷外壳5上；所述电机轴承8下端连接刀柄12。

所述刀柄部分包括刀柄12和刀柄连接块13，所述刀柄1和刀柄连接块2通过正立的内六角螺钉连接，所述刀具本体包括刀具连接筒15和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，所述刀柄连接块13与所述刀具连接筒15的上端连接，所述刀具本体还包括承力板14、力传感器17、传感器固定座16和优力胶18，所述刀具连接筒15自上而下依次布置承力板14、力传感器17、传感器固定座16和优力胶18和滚珠组件，所述刀柄12与所述承力板14连接，所述承力板14与所述传感器固定座16之间间隙配合，所述传感器固定座16内安装所述力传感器17，所述力传感器固定座16与所述优力胶18固定连接，所述优力胶18与所述滚珠组件固定连接。

刀柄连接块13的外延和刀具连接筒15的外延开有互相配合螺栓孔，通过六角头螺栓和六角螺母把它们连接在一起，间接地把刀柄部分和刀具本体连接在一起。

所述滚珠组件包括支承座19、滚珠22和保持架21，所述保持架21固定在所述支承座19的下部，所述滚珠22安装在保持架21内。所述保持架21上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠22，进一步降低加工表面粗糙度并显著提升加工效率。所述滚珠22可选用硬质合金球或者陶瓷球，实现对不同硬度的工件进行加工，扩大加工对象范围。

支承座19和保持架21分别开有球形保持孔，滚珠22位于球形孔内并可以自由滚动。滚珠22的一部分凸出保持架21外，用于加工工件。滚珠22的自由滚动可以保证滚珠磨损均匀，从而延长了滚珠使用寿命，保证了加工精度。所述滚珠可选择硬质合金球或者陶瓷球。支承座19和保持架21通过两根销轴11进行定位和固定，再通过四根正向的螺钉进行连接。此时，支承座19、滚珠21和保持架21作为一体式零件，保证他们能够同时旋转。

优力胶18位于滚珠支承座19上方，并与刀具连接筒15的内壁有一定间隙。优力胶是一种介于塑料和橡胶之间的一种新型材料，具有强度好，压缩变形小的特性。优力胶18在受到轴向力时发生压缩变形，并发生轻微膨胀。当优力胶18受到刀具连接筒7内壁限制时，优力胶的压缩强度变得更大。因此，优力胶18不仅提供一定的压缩变形，而且提供相当的压缩强度，保证了刀头在承受一定滚压力的同时，能够全部或部分地消除因工件表面不平整带来的加工振动。

刀柄连接块13、承力板14、传感器固定座16、优力胶18和保持架21的侧面位置开有键槽。刀具连接筒15在对应位置开有键槽。前述零件和刀具连接筒15之间穿有长键，用来传递扭矩。长键的轴向固定通过安装在刀柄连接块13上的紧定螺钉固定。

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。

Claims (4)

1.一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，其特征在于：包括多锥形无刷电机、刀柄部分及刀具本体，所述多锥形无刷电机由多组定子（9）与转子（10）组成，所述每一组定子（9）与转子（10）之间呈不同角度；

所述多锥形无刷电机从上到下依次设置多锥形无刷电机上端盖（1）、多锥形无刷电机上端盖制动橡胶（2）、制动橡胶圈（3）；制动板（4）、多锥形无刷外壳（5）、圆柱滚子轴承（6）、弹簧（7）、电机轴承（8）、定子（9）、转子（10）及圆柱滚子轴承（11）；所述多锥形无刷电机上端盖（1）通过螺栓与多锥形无刷外壳（5）连接固定，所述多锥形无刷电机上端盖制动橡胶（2）和制动橡胶圈（3）固定安装在多锥形无刷电机上端盖（1）上，所述制动板（4）固定在制动橡胶圈（3）上，所述弹簧（7）上端与多锥形无刷外壳（5）中的连接梁固定，弹簧（7）下端与电机轴承（8）上的阶梯轴固定，所述圆柱滚子轴承（6）和所述圆柱滚子轴承（11）安装在多锥形无刷外壳（5）上，所述转子（10）固定在电机轴承（8）上，所述定子（9）固定在多锥形无刷外壳（5）上；所述电机轴承（8）下端连接刀柄（12）；

所述刀柄部分包括刀柄（12）和刀柄连接块（13），所述刀柄（1）和刀柄连接块（2）通过正立的内六角螺钉连接，所述刀具本体包括刀具连接筒（15）和位于刀具连接筒下部的滚珠组件，所述刀柄连接块（13）与所述刀具连接筒（15）的上端连接，所述刀具本体还包括承力板（14）、力传感器（17）、传感器固定座（16）和优力胶（18），所述刀具连接筒（15）自上而下依次布置承力板（14）、力传感器（17）、传感器固定座（16）和优力胶（18）和滚珠组件，所述刀柄（12）与所述承力板（14）连接，所述承力板（14）与所述传感器固定座（16）之间间隙配合，所述传感器固定座（16）内安装所述力传感器（17），所述力传感器固定座（16）与所述优力胶（18）固定连接，所述优力胶（18）与所述滚珠组件固定连接；

所述滚珠组件包括支承座（19）、滚珠（22）和保持架（21），所述保持架（21）固定在所述支承座（19）的下部，所述滚珠（22）安装在保持架（21）内；

所述保持架（21）上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠（22）。

2.如权利要求1所述的一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，其特征在于：所述支承座（19）和保持架（21）分别开有球形保持孔，滚珠（22）位于球形孔内并可以自由滚动；滚珠（22）的一部分凸出保持架（21）外；所述支承座（19）和保持架（21）通过两根销轴（11）进行定位和固定，再通过四根正向的螺钉进行连接。

3.如权利要求1所述的一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，其特征在于：优力胶（18）位于滚珠支承座（19）上方，并与刀具连接筒（15）的内壁有一定间隙。

4.如权利要求1所述的一种滚压力及刀具转速可变的平面滚压刀具，其特征在于：所述刀柄连接块（13）、承力板（14）、传感器固定座（16）、优力胶（18）和保持架（21）的侧面位置开有键槽；刀具连接筒（15）在对应位置开有键槽；前述零件和刀具连接筒（15）之间穿有长键。