滚压力可测的超声滚压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及滚压加工，更具体的涉及一种滚压力可测的超声滚压装置。
【背景技术】
[0002]超声滚压加工方法是新近出现的一种超声辅助加工技术，与传统的滚压工艺比较，该方法具有弹性压力和摩擦力小、可以获得较高的表面光洁度、显著提高表面硬度和表面耐磨性、提高耐腐蚀性和耐疲劳强度等优点。
[0003]超声滚压装置由超声波发生器、换能器、变幅杆，滚压工具头组成。超声波发生器将频率为50HZ的交流电转换成超声频的振荡电流，换能器将振荡电流转化成超声频机械振动，变幅杆将从换能器输入的纵向振动的振幅放大，并传递给滚压钢珠，使滚压钢珠进行超声频振动。
[0004]在超声滚压过程中，滚压力是影响超声滚压加工精度的一个较重要的因素，合适的滚压力不仅可以降低滚压加工表面的粗糙度，还能有效提高被加工表面的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，但在实际超声滚压过程中，滚压力不容易被控制，常用滚压过盈量来控制滚压力，但滚压过盈量由于材料等因素不同，不容易被控制，从而导致滚压力不准确，而当滚压力较大或者较小时，超声滚压的效果会受到严重影响，滚压力较小时不能达到超声滚压的工艺效果，而当滚压力过大时，较大的滚压力会抑制滚压工具头做超声频的机械振动，也会使超声滚压失去应有的优势和效果。
[0005]因此，亟需一种能够准确测定超声滚压过程中的滚压力的装置，而本实用新型所述装置，实现了滚压力的精确测定，简便易行，有利于推动超声滚压设备的开发、研制和应用。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是针对现有超声滚压设备不能直接检测滚压力的缺陷，提供滚压力可测的超声滚压装置，通过测力弹簧，将不易测量的滚压力转化为弹簧的弹性伸缩量，结构简单，并实现了滚压力的精确测定和数显，提高了超声滚压加工的参数可控性。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案:滚压力可测的超声滚压装置，主要由超声波振动系统、滚压钢珠、支承套、固定螺栓、前端盖、后端盖、支承圆盘、位移传感器、测力弹簧、数显模块、超声波发生器组成；所述的超声波振动系统由变幅杆和超声波换能器组成，在所述的超声波振动系统的两个波节处，有两个固定和支承用的圆盘，圆盘上开有四个半径相等的通气孔，便于超声波振动系统使用过程中的散热。此外圆盘上部有矩形滑块，将超声波振动系统放入圆筒状的支承套内，所述支承套为具有一定厚度的中空的圆筒，外侧有固定压块，支承套上部开有和超声波振动系统上的矩形滑块相配合的导向槽，通过导向槽和超声波振动系统上的矩形滑块作间隙配合，可实现超声波振动系统在支承套内沿支承套的轴向运动。
[0008]所述的滚压钢珠放置在超声波振动系统的端部，超声波振动系统端部中心处有半球形凹槽，超声滚压加工时可将滚压钢柱放入凹槽中使用。所述测力弹簧套在超声波振动系统后端，一端卡在超声振动系统的圆盘二的后端面的凹槽上，另一端卡在后端盖的凹槽上。所述后端盖上开有半径相等的四个圆孔，所述后端盖通过螺栓固定在支承套的后端面上，超声波振动系统通过导线外接超声波发生器。
[0009]所述位移传感器为直线位移传感器，通过螺栓固定在支承套的上部，位移传感器的测头固定在超声波振动系统的圆盘二的矩形滑块上。从而将弹簧的压缩量，通过直线位移传感器测量出来，所述的直线位移传感器通过导线和数显模块连接，外接的数显模块通过模数转换，将弹簧的压缩力显示出来，此力既滚压力。
[0010]采用本实用新型的有益效果是:用位移传感器测量弹簧的压缩量，通过标定确定滚压力与压缩量的关系，可实现滚压力的准确测量和数显，便于滚压力的准确调节。超声滚压装置结构简单，易于实现，简单易行，提高了超声滚压加工的参数可控性，有很好的推广应用价值。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型滚压力可测的超声滚压装置的主视图；
[0012]图2是图1的A-A剖视图；
[0013]图3是本实用新型滚压力可测的超声滚压装置的超声波发生器示意图。
[0014]图中:变幅杆1、前端盖2、滚压钢珠3、波节一 4、振幅曲线5、圆盘一 6、支承套7、波节二 8、圆盘二 9、测力弹簧10、导向槽11、位移传感器12、数显模块13、后端盖14、超声波换能器15、固定螺栓16、通气孔17、矩形滑块18、超声波振动系统19、固定压块20、超声波发生器21。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0016]参考图1，图2，图3，所述的超声波振动系统19由变幅杆I和超声波换能器15连接固定在一起组成，在所述的超声波振动系统19的两个波节波节一 4和波节二 8处，有两个支承用的圆盘一 6和圆盘二 9，圆盘一 6和圆盘二 9上分别开有四个半径相等的通气孔17，便于超声波振动系统19使用过程中的散热。此外圆盘一 6和圆盘二 9上部有矩形滑块18，通过导向槽11将超声波振动系统19放入圆筒状的支承套7内，所述支承套7为有一定厚度的中空的圆筒，外侧有固定压块20，上部开有和圆盘一 6和圆盘二 9上的矩形滑块相配合的导向槽11，通过导向槽11与圆盘一 6和圆盘二 9上的矩形滑块18间隙配合，可实现超声波振动系统19在支承套7内沿支承套的轴向运动。
[0017]所述的滚压钢珠3放置在超声波振动系统19的端部，超声波振动系统19端部中心处有半球形凹槽，超声滚压加工时可将滚压钢珠3放入凹槽中使用。所述圆盘二 9和后端盖14的端面上有环形凹槽，测力弹簧10套在超声波振动系统19的后端，一端卡在圆盘二 9的凹槽上，另一端卡在后端盖14的凹槽上，以便于弹簧的定位。所述前端盖2和后端盖14上开有半径相等的四个通气孔，通气孔与圆盘一 6和圆盘二 9上的通气孔17直径相等且同轴。所述前端盖2和后端盖14通过螺栓固定在支承套7的前、后端面上，超声波振动系统19通过导线外接超声波发生器21。
[0018]所述滚压力可测的超声滚压装置在工作状态时，超声波振动系统19沿轴线方向产生超声频机械振动，激励滚压钢珠3做超声频振动，振幅曲线5为超声波振动系统的振幅分布O
[0019]所述位移传感器12为直线位移传感器，通过螺栓固定在支承套7的上部，位移传感器12的测头固定在圆盘二 9上。从而将测力弹簧10的压缩量，通过位移传感器12测量出来，所述的位移传感器12通过外接的数显模块13将测力弹簧10的压缩量显示出来，经标定即可测得滚压力。
[0020]当使用本装置进行超声滚压时，将本装置通过支承套7上的固定压块20使用螺栓固定在车床上，当滚压钢珠3和工件刚接触时，通过调节车床横向进给手轮来调节滚压工具头和工件的压紧力，测力弹簧10的压缩力通过数显模块13显示出来，即为实际的滚压力。
【主权项】
1.滚压力可测的超声滚压装置，其特征是:主要由超声波振动系统、滚压钢珠、支承套、前端盖、后端盖、支承圆盘、位移传感器、测力弹簧、数显模块、超声波发生器组成；在所述超声波振动系统的两个波节处有两个半径相等的圆盘，圆盘上方有矩形滑块，所述支承套的上部开有一定长度和矩形滑块相配合的导向槽，支承套外部有固定压块，所述测力弹簧套在超声波振动系统的后部，所述位移传感器通过螺栓固定在支承套的上部，测头固定在超声波振动系统的圆盘二的矩形滑块上。
2.根据权利要求1所述的滚压力可测的超声滚压装置，其特征是:所述超声波振动系统由变幅杆和超声波换能器组成，其中心轴线与所述支承套的中心轴线对中安装，超声波振动系统的圆盘上方有矩形滑块，在支承套上部开有和矩形滑块相配合的导向槽，矩形滑块和支承套上的导向槽间隙配合。
3.根据权利要求1所述的滚压力可测的超声滚压装置，其特征是:所述超声波振动系统的圆盘一和圆盘二均位于振幅曲线的波节处，两个圆盘上分别加工有四个半径相等的圆孔。
4.根据权利要求1所述的滚压力可测的超声滚压装置，其特征是:所述测力弹簧的中心轴线和超声波振动系统的中心轴线对中安装，所述测力弹簧的中心轴线与支承套的中心轴线重合，所述测力弹簧的前端和后端分别卡在圆盘二及后端盖的端面凹槽上。
5.根据权利要求1所述的滚压力可测的超声滚压装置，其特征是:所述前端盖和后端盖上分别开有四个半径相等的圆孔，这些圆孔和超声波振动系统的圆盘上的圆孔半径相等。
【专利摘要】本实用新型公开了一种滚压力可测的超声滚压装置，旨在实现超声滚压加工时的滚压力的精确测定和数显。该装置具有筒状的支承套，支承套上部开有一定深度的导向槽。超声波振动系统的两个波节处有两个半径相等的圆盘，圆盘上部有矩形滑块，圆盘上的矩形滑块和支承套上的导向槽间隙配合,使超声波振动系统可在支承套内做轴向运动，测力弹簧套在超声波振动系统的后端，一端卡在圆盘二的后端面的凹槽上，另一端卡在后端盖的凹槽上。位移传感器固定在支承套的上部，测头固定在超声波振动系统的圆盘二的矩形滑块上。本实用新型将滚压力转化为弹簧的长度变化并实现数显，具有结构简单，测力准确的特点，提高了超声滚压加工的参数可控性。
【IPC分类】B23P9-02
【公开号】CN204524701
【申请号】CN201520172401
【发明人】张明, 孙凯, 毛蜀平, 衣春杰, 赵方晓, 孙圣军, 张翼, 祝新飞
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月25日