一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，包括滾壓頭、壓頭連接桿、內(nèi)套筒、前套筒、壓力傳感器以及后端蓋，滾壓頭連接在壓頭連接桿上，壓頭連接桿鎖緊于內(nèi)套筒中，前套筒套接在內(nèi)套筒外，壓力傳感器連接在壓頭連接桿后并與后端蓋連接。由于本發(fā)明是固定設(shè)置的沒有通過彈簧、懸掛物或液壓傳遞滾壓力，因此能夠精確測得滾壓開始時施加的滾壓力的大小和精確測得滾壓后剩余施加力的大小，滾壓力是影響滾壓效果的一個重要的參數(shù)，精確測量出滾壓力大小有助于滾壓加工時能簡單、方便和精確的控制進給量，滾壓頭具有高的剛性，因此滾壓出的工件表面粗糙度低且不會產(chǎn)生變形。
【專利說明】一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種滾壓工具，特別涉及一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)粉末冶金零件的生產(chǎn)過程是粉末壓制后燒結(jié)。但是傳統(tǒng)燒結(jié)的粉末冶金零件密度普遍不高于7.2g/cm3，表面層含有大量的孔隙，影響零件的使用性能。通過滾壓加工可以提高粉末冶金燒結(jié)材料表面的密度，形成表面致密層，甚至可以全致密，提高粉末冶金零件的力學(xué)性能，延長零件的使用壽命，并且還能使粉末冶金燒結(jié)材料表面粗糙度降低，產(chǎn)生光整效果且滾壓設(shè)備簡單，加工成本低。
[0003]粉末冶金含有孔隙多，滾壓量大，要求很大的進給量，并且施加在零件表面的壓力也是影響表面致密化效果的重要參數(shù)，如果能夠準確測得滾壓過程滾壓力的大小有助于粉末冶金燒結(jié)材料表面的滾壓加工。
[0004]中國專利201010108916.0、德國專利DE19534631A1以及美國專利US20090178261A1所公開的方案均為彈性滾壓。其中美國專利公布的方案通過力傳感器測量滾壓頭對工件的滾壓力大小，但是在內(nèi)部設(shè)置了緩沖彈簧裝置，因此在滾壓時，滾壓頭會產(chǎn)生退縮，減少了實際施加的滾壓力所能滾壓到的滾壓量，即實際滾壓量小于預(yù)定的滾壓量，滾壓后得到的剩余施加力為材料由于彈性變性恢復(fù)和由于彈簧收縮后少壓部分材料對滾壓頭的力，并不能得到滾壓前后滾壓力準確的數(shù)據(jù)值。而滾壓力是滾壓加工中一個很重要的參數(shù)，如果能精確測量出滾壓力大小對滾壓加工是十分有幫助的，此外，在控制滾壓量的大小時，需要考慮彈簧收縮的影響，特別是在小的滾壓量時難以操作，當(dāng)滾壓到材料硬度較高的地方時，滾壓頭會產(chǎn)生收縮且在恢復(fù)時滾壓頭容易產(chǎn)生沖擊影響材料表面粗糙度和使工件的實際滾壓量與預(yù)定的滾壓量產(chǎn)生誤差嚴重還會造成變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:提供一種能準確得到滾壓前后滾壓力的數(shù)據(jù)值且可以加工出表面粗糙度低同時能方便精確控制滾壓量的用于滾壓粉末冶金燒結(jié)材料表面的滾壓工具。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，包括滾壓頭、壓頭連接桿、內(nèi)套筒、前套筒、壓力傳感器以及后端蓋，滾壓頭連接在壓頭連接桿上，壓頭連接桿鎖緊于內(nèi)套筒中，前套筒套接在內(nèi)套筒外，壓力傳感器連接在壓頭連接桿后并與后％5蓋連接。
[0007]優(yōu)選的，還包括后套筒、第一活塞、第二活塞、第三活塞以及剛性連接管，后套筒與前套筒固定連接，后端蓋固定連接于后套筒的后端，第一活塞設(shè)置于前套筒中并且一側(cè)與內(nèi)套筒和/或壓頭連接桿固定連接，第二活塞和第三活塞設(shè)置于后套筒中，第一活塞另一側(cè)與第二活塞連接，第二活塞通過剛性連接管與第三活塞連接，所述壓力傳感器與第三活塞相接觸。
[0008]優(yōu)選的，所述第二活塞和第三活塞之間連接有彈簧。
[0009]優(yōu)選的,還包括外套筒,所述外套筒套接于后套筒和前套筒上將后套筒和前套筒固定于一起。
[0010]優(yōu)選的，所述第一活塞間隙配合于前套筒中，所述第二活塞和第三活塞間隙配合于后套筒中。
[0011]優(yōu)選的，所述前套筒上設(shè)有槽，內(nèi)套筒內(nèi)部為方孔，外形為圓柱形且對應(yīng)前套筒的槽設(shè)有限制內(nèi)套筒在前套筒中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)柱。
[0012]優(yōu)選的，所述滾壓頭為滾珠式滾壓頭，壓頭連接桿前端面上挖有半球形的滾壓頭安裝槽，滾壓頭安裝槽上連接有滾壓頭防脫帽，滾壓頭安裝槽中放置有滾動滾珠和所述滾珠式滾壓頭，滾珠式滾壓頭部分凸出于滾壓頭防脫帽外且滾珠式滾壓頭與滾壓頭防脫帽間設(shè)有防脫滾珠，防脫滾珠與滾珠式滾壓頭相接觸。
[0013]優(yōu)選的，所述滾壓頭為滾柱式滾壓頭，壓頭連接桿前端連接有滾軸，滾柱式滾壓頭通過所述滾軸連接在壓頭連接桿的前端。
[0014]優(yōu)選的，還包括固定連接在滾壓工具上的兩固定板，兩固定板一側(cè)連接有加強板，另一側(cè)連接有刀架夾板。
[0015]優(yōu)選的，還包括鎖緊螺栓，壓頭連接桿通過所述鎖緊螺栓鎖緊于內(nèi)套筒中。
[0016]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0017]1、由于本發(fā)明一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具是固定設(shè)置的沒有通過彈簧、懸掛物或液壓傳遞滾壓力，因此能夠精確測得滾壓開始時施加的滾壓力的大小和精確測得滾壓后剩余施加力的大小，滾壓力是影響滾壓效果的一個重要的參數(shù)，精確測量出滾壓力大小有助于滾壓加工時能簡單、方便和精確的控制進給量，滾壓頭具有高的剛性，因此滾壓出的工件表面粗糙度低且不會產(chǎn)生變形，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、制造成本低的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具的剖視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具安裝上固定板、加強板和刀架夾板的示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具安裝上固定板、加強板和刀架夾板的立體圖。
[0022]圖5是本發(fā)明的內(nèi)套筒安裝于前套筒中的剖面圖。
[0023]圖6是本發(fā)明的滾珠式滾壓頭的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0025]實施例一:[0026]如圖1-6所示，一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，包括滾壓頭
1、壓頭連接桿2、內(nèi)套筒3、前套筒4、壓力傳感器5、后套筒6、第一活塞7、第二活塞8、第三活塞9、剛性連接管10以及后端蓋11，滾壓頭I連接在壓頭連接桿2上，壓頭連接桿2鎖緊于內(nèi)套筒3中，前套筒4套接在內(nèi)套筒3外，壓力傳感器5連接在壓頭連接桿2的后方，后套筒6與前套筒4固定連接，后端蓋11固定連接于后套筒6的后端，第一活塞7設(shè)置于前套筒4中并且一側(cè)與內(nèi)套筒3和/或壓頭連接桿2固定連接，第二活塞8和第三活塞9設(shè)置于后套筒6中，第一活塞7另一側(cè)與第二活塞8連接，第二活塞8通過剛性連接管10與第三活塞9連接，所述壓力傳感器5連接在后端蓋11上并且與第三活塞9相接觸。
[0027]所述第二活塞8和第三活塞9之間具有一定的間距可以連接彈簧，可以按需要切換為彈性滾壓，連接彈簧后剛性連接管10可以拆除。
[0028]如圖5所示，所述前套筒4上設(shè)有槽，內(nèi)套筒3內(nèi)部為方孔，外形為圓柱形且對應(yīng)前套筒4的槽設(shè)有限制內(nèi)套筒3在前套筒4中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)柱。
[0029]如圖6所示，所述滾壓頭I為滾珠式滾壓頭，壓頭連接桿2前端面上挖有半球形的滾壓頭安裝槽，滾壓頭安裝槽上連接有滾壓頭防脫帽21，滾壓頭安裝槽中放置有滾動滾珠22和所述滾珠式滾壓頭，滾珠式滾壓頭部分凸出于滾壓頭防脫帽21外且滾珠式滾壓頭與滾壓頭防脫帽21間設(shè)有防脫滾珠23，防脫滾珠23與滾珠式滾壓頭相接觸。
[0030]如圖1-4所示，所述滾壓頭I還可以為滾柱式滾壓頭，壓頭連接桿2前端連接有滾軸12，滾柱式滾壓頭I通過所述滾軸12連接在壓頭連接桿2的前端。
[0031]如圖3和4所示，還包括固定連接在滾壓工具上的兩固定板13、八個鎖緊螺栓14和外套筒15，兩固定板一側(cè)連接有加強板16，另一側(cè)連接有刀架夾板17。刀架夾板17可以安裝到普通車床上的刀架上。如圖1-4所示，壓頭連接桿2通過所述鎖緊螺栓14鎖緊于內(nèi)套筒3中，每四個鎖緊螺栓14為一組，每組繞內(nèi)套筒3周向設(shè)置每個鎖緊螺栓14間相隔90°，以保證將壓頭連接桿2鎖緊，兩組鎖緊螺栓14前后設(shè)置，在前的鎖緊螺栓14凸出于內(nèi)套筒3，在后的鎖緊螺栓14鑲嵌入內(nèi)套筒3中，這樣在前的鎖緊螺栓14起到限定行程的作用，在后的鎖緊螺栓14可以避免阻礙內(nèi)套筒3的滑動。所述外套筒15套接于后套筒6和前套筒4上將后套筒6和前套筒4固定于一起。所述第一活塞7間隙配合于前套筒4中，所述第二活塞8和第三活塞9間隙配合于后套筒6中。所述后端蓋11與后套筒6間設(shè)有用于供壓力傳感器5的數(shù)據(jù)線伸出的線槽18。
[0032]本發(fā)明的工作過程及工作原理:滾壓過程中，滾壓力依次從滾壓頭、壓頭連接桿、第一活塞、第二活塞、剛性連接管以及第三活塞傳遞到壓力傳感器，壓力傳感器后端連接有后端蓋，沒有通過彈簧、懸掛物或液壓傳遞滾壓力，因此能夠精確測得滾壓開始時施加的滾壓力的大小和精確測得滾壓后剩余施加力的大小，而滾壓力是影響滾壓效果的一個重要的參數(shù)，精確測量出滾壓力大小有助于滾壓加工時能簡單、方便和精確控制進給量，滾壓頭具有高的剛性，因此滾壓出的工件表面粗糙度低且不會產(chǎn)生變形，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、制造成本低的優(yōu)點。
[0033]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:包括滾壓頭、壓頭連接桿、內(nèi)套筒、前套筒、壓力傳感器以及后端蓋，滾壓頭連接在壓頭連接桿上，壓頭連接桿鎖緊于內(nèi)套筒中，前套筒套接在內(nèi)套筒外，壓力傳感器連接在壓頭連接桿后并與后端蓋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:還包括后套筒、第一活塞、第二活塞、第三活塞以及剛性連接管，后套筒與前套筒固定連接，后端蓋固定連接于后套筒的后端，第一活塞設(shè)置于前套筒中并且一側(cè)與內(nèi)套筒和/或壓頭連接桿固定連接，第二活塞和第三活塞設(shè)置于后套筒中，第一活塞另一側(cè)與第二活塞連接，第二活塞通過剛性連接管與第三活塞連接，所述壓力傳感器與第三活塞相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:所述第二活塞和第三活塞之間連接有彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:還包括外套筒，所述外套筒套接于后套筒和前套筒上將后套筒和前套筒固定于一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:所述第一活塞間隙配合于前套筒中，所述第二活塞和第三活塞間隙配合于后套筒中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:所述前套筒上設(shè)有槽，內(nèi)套筒內(nèi)部為方孔，外形為圓柱形且對應(yīng)前套筒的槽設(shè)有限制內(nèi)套筒在前套筒中旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:所述滾壓頭為滾珠式滾壓頭，壓頭連接桿前端面上挖有半球形的滾壓頭安裝槽，滾壓頭安裝槽上連接有滾壓頭防脫帽，滾壓頭安裝槽中放置有滾動滾珠和所述滾珠式滾壓頭，滾珠式滾壓頭部分凸出于滾壓頭防脫帽外且滾珠式滾壓頭與滾壓頭防脫帽間設(shè)有防脫滾珠，防脫滾珠與滾珠式滾壓頭相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:所述滾壓頭為滾柱式滾壓頭，壓頭連接桿前端連接有滾軸，滾柱式滾壓頭通過所述滾軸連接在壓頭連接桿的前端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:還包括固定連接在滾壓工具上的兩固定板，兩固定板一側(cè)連接有加強板，另一側(cè)連接有刀架夾板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉末冶金燒結(jié)材料表面致密化的滾壓工具，其特征在于:還包括鎖緊螺栓，壓頭連接桿通過所述鎖緊螺栓鎖緊于內(nèi)套筒中。
【文檔編號】B22F3/24GK103817332SQ201410069043
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】肖志瑜, 劉瀟, 關(guān)航健, 陸宇衡, 張文 申請人:華南理工大學(xué)