专利名称：一种滚压刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属切削后提高表面光洁度的滚压刀具，尤其是一种滚压圆柱面及球面工件的滚压刀。
背景技术：
滚压刀是利用金属在常温状态的冷塑性特点，通过对工件施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性变形，将表面凸起部分碾平，而使凹陷部分隆起，而达到工件表面粗糙值降低，由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，从而提高了工件表面的光洁度；保证工件尺寸精度；提高了工件的疲劳强度；加工时间短，提高了工作效率；。这种加工还具有低能耗，没有切屑，无须处理工业垃圾等节能环保的特点。使用范围极为广泛，是改进传统工艺的最佳选择。在中国专利 CN200820092907. 5中，设计了一种具有上述作用的点压式加工刀具，但该种加工刀具的刀头大部分包裹在支撑座里，增加了摩擦面，使刀头和支撑座都极易磨损，增加了更换率；而且该种加工刀具的零部件更换极不方便，刀头包裹在支撑座中，而支撑座铆压在支撑体中， 导致当三者中有一个需要更换时，其他二者也必须更换，这就造成极大浪费。总之，这种加工刀具在用于生产加工过程中，会增加使用者不必要的经济负担。
发明内容
本发明为解决上述加工刀具的零部件更换浪费的问题，特设计一种耐用且零部件更换简单的一种滚压刀。本发明的一种滚压刀，包括刀头和刀杆，所述刀头为滚压球，所述刀杆包括头部和尾部，且在所述刀杆上设置有一在其纵向方向上贯通的通腔，所述滚压刀还包括可活动地设置在所述刀杆通腔中的、且从刀杆的头部至尾部依次顺序设置的滚压球、支撑座、支撑体、弹性件以及压力调节杆，所述滚压球限位设置于所述刀杆的头部通腔中，所述压力调节杆设置于所述刀杆尾部的通腔中，所述支撑座支撑所述滚压球，所述支撑体抵顶所述支撑座，所述弹性件设置于所述支撑体与压力调节杆之间，且所述弹性件的一端抵顶支撑体，另一端抵顶压力调节杆。作为进一步改进，所述限位设置有滚压球的刀杆通腔的端部具有径向向内延伸出的舌部，该舌部将所述滚压球限位于刀杆的头部的通腔中。作为进一步改进，所述支撑座的一端具有一个放置所述滚压球、且与该滚压球同半径的球窝，且该球窝的最大深度小于所述滚压球的半径。作为进一步改进，所述刀杆的通腔包括第一阶段腔和第二阶段腔，且第二阶段腔的内径大于第一阶段腔的内径，所述第一阶段腔和第二阶段腔的连接处形成有台阶部。作为进一步改进，所述台阶部设置成导向角结构。作为进一步改进，所述支撑体包括与所述刀杆通腔的第一阶段腔配合设置的抵顶部以及与所述刀杆通腔的第二阶段腔配合设置的基部，且该基部的直径大于所述抵顶部的直径。作为进一步改进，所述支撑座，优选地，由摩擦系数极低、耐磨性高的聚四氟乙烯复合材料制成。作为进一步改进，所述支撑座与支撑体之间还有一个支撑所述支撑座的刚性平面支撑块。作为进一步改进，所述抵顶部与所述支撑块抵顶的一端具有一凸起结构，所述抵顶部的凸起结构为球面结构，且与所述支撑块的接触点位于所述刀杆通腔的轴线上。作为进一步改进，所述抵顶部与所述支撑块抵顶的一端具有一凸起结构，所述抵顶部的凸起结构为圆锥结构，且与所述支撑块的接触点或接触面的中心位于所述刀杆通腔的轴线上。作为进一步改进，所述滚压刀初始状态时，所述刀杆的第二阶段腔的最高点a到所述支撑体的抵顶部的最底端b的距离L大于所述滚压球允许的最大磨损厚度dl与支撑座允许的最大磨损厚度d2之和。作为进一步改进，所述刀杆的杆身为锥形，且刀杆头部细于刀杆尾部，以保证滚压头能尽可能地作用于工件表面的所有地方。作为进一步改进，所述刀杆的尾部的通腔内壁上设置有螺纹，所述压力调节杆螺纹连接在所述刀杆尾部的通腔中。通过本发明提供的一种滚压刀，将支撑座和支撑体完全置于刀杆的腔内，这样就可以使支撑座不必铆压在支撑体中，刀杆通腔的端部具有径向向内延伸出的舌部，该舌部将滚压球限位于刀杆的头部的通腔中，因此滚压球不必大部分包裹在支撑座中，故滚压球、 支撑座及支撑体是分开的，更换其中某一个零部件时，不必将另外的零部件更换掉；支撑座采用摩擦系数极低、耐磨、且具有润滑作用的聚四氟乙烯复合材料制成，且与滚压球接触的面积少，这就大大减小了滚压球与支撑座之间的磨损，提高了滚压刀的使用寿命，且制造成本不高，同时，由于不需要润滑剂，从而不需考虑切削液对润滑剂的影响，使运用广泛；本发明的滚压刀还具有自动补偿所述滚压球和/或支撑座磨损的距离，从而保持始终满足工作要求。
图1为本发明提供的一种滚压刀的一种实施方式的总体示意图。图2为本发明提供的一一种滚压刀的一种实施方式的主视示意图。图3为本发明提供的一种滚压刀的一种实施方式的A-A剖视示意图。图4为本发明提供的一种滚压刀的一种实施方式的I局部放大示意图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，本发明为解决滚压刀零部件更换浪费的问题，特设计一种耐用且零部件更换简单的滚压刀。
本发明的一种滚压刀的的一种实施方式，包括刀头和刀杆6，所述刀头为滚压球 1，所述刀杆6包括头部和尾部，且在所述刀杆6上设置有一在其纵向方向上贯通的通腔，所述滚压刀还包括可活动地设置在所述刀杆通腔中的、且从刀杆6的头部至尾部依次顺序设置的滚压球1、支撑座2、支撑体4、弹性件5以及压力调节杆7，所述滚压球1限位设置于所述刀杆6的头部通腔中，所述压力调节杆7设置于所述刀杆6尾部的通腔中，所述支撑座2 支撑所述滚压球1，所述支撑体4抵顶所述支撑座2，所述弹性件5设置于所述支撑体4与压力调节杆7之间，且所述弹性件5的一端抵顶支撑体4，另一端抵顶压力调节杆7。所述限位设置有滚压球1的刀杆6通腔的端部具有径向向内延伸出的舌部8，该舌部8将所述滚压球1限位于刀杆6的头部的通腔中。所述支撑座2与滚压球1接触的一端具有一个放置滚压球1、且与该滚压球1同半径的球窝，且该球窝的最大深度小于所述滚压球1的半径，以减小所述滚压球1与支撑座2 之间的接触面积，从而减少磨损。所述刀杆6的通腔包括第一阶段腔和第二阶段腔，且第二阶段腔的内径大于第一阶段腔的内径，所述第一阶段腔和第二阶段腔的连接处形成有台阶部9。所述台阶部9设置成导向角结构，以便于安装零部件时起导向作用，同时具有消除台阶部9的应力，从而防止了从此处裂开的可能。所述支撑体4包括与所述刀杆6通腔的第一阶段腔配合设置的抵顶部以及与所述刀杆6通腔的第二阶段腔配合设置的基部，且该基部的直径大于所述抵顶部的直径。所述支撑座2，优选摩擦系数极低、耐磨性高的聚四氟乙烯复合材料制成，如用铜、 铁及合金填充的聚四氟乙烯复合材料，可使所述滚压球1与所述支撑座2之间的摩损大大降低，同时由于聚四氟乙烯本身具有润滑作用，所以无需用到润滑剂，从而满足在有切削液的环境下工作。所述支撑座2与支撑体4之间还有一个支撑所述支撑座2的刚性平面支撑块3，使上述支撑座2受到所述滚压球1的力是分散分布在所述支撑块3上。所述抵顶部与所述支撑块3抵顶的一端具有一凸起结构，所述抵顶部的凸起结构为球面结构或者为圆锥结构，且与所述支撑块3的接触点或接触面的中心位于所述刀杆6 通腔的轴线上，使滚压球1的力先分布在所述支撑块3的面上，然后集中传递在所述支撑体 4的凸起部位，即力由点到面再到点的方式传递，且上述两个受力点都在所述刀杆6的轴线上，很好的保证了工件表面滚压的质量。本实施例中，所述的凸起结构为球面结构。所述滚压刀初始状态时，所述刀杆6的第二阶段腔的最高点a到所述支撑体4的抵顶部的最底端b的距离大于所述滚压球1允许的最大磨损厚度与支撑座2允许的最大磨损厚度之和。从而，当所述滚压球1和/或支撑座2发生磨损、且不需要更换时，所述支撑体4可以通过所述弹性件5的预压力自动依次推动所述支撑块3、支撑座2及滚压球1补偿磨损的距离，从而保持始终满足工作要求。所述刀杆6的杆身为锥形，且刀杆头部细于刀杆尾部，以保证滚压头能尽可能地作用于工件表面的所有地方。所述刀杆6的尾部的通腔内壁上设置有螺纹，所述压力调节杆7螺纹连接在所述刀杆6尾部的通腔中。所述支撑体4的基部和压力调节杆7相对的两端面上分别设置有柱台，所述弹性件5的两端分别套设在两个柱台的上，从而使弹性件5不会发生径向移动，所述的弹性件5为弹簧。所述滚压刀通过刀杆6的尾部固定在刀柄上，运用在各种车床、铣床、加工中心等设备上，通过滚压刀滚压可提高工件的光洁度、改变工件表面硬度、提高工件的加工效率， 尤其适用于加工圆柱面工件及球面工件。本发明的一种滚压刀，将支撑座和支撑体完全置于刀杆的腔内，这样就可以使支撑座不必铆压在支撑体中，刀杆通腔的端部具有径向向内延伸出的舌部，该舌部将滚压球限位于刀杆的头部的通腔中，因此滚压球不必大部分包裹在支撑座中，故滚压球、支撑座及支撑体是分开的，更换其中某一个零部件时，不必将另外的零部件更换掉；支撑座采用摩擦系数极低、耐磨、且具有润滑作用的聚四氟乙烯复合材料制成，且与滚压球接触的面积少， 这就大大减小了滚压球与支撑座之间的磨损，提高了滚压刀的使用寿命，且制造成本不高， 同时，由于不需要润滑剂，从而不需考虑切削液对润滑剂的影响，使运用广泛，具有很高的实用价值；本发明的滚压刀还具有自动补偿所述滚压球和/或支撑座磨损的距离，从而保持始终满足工作要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种滚压刀，包括刀头和刀杆(6)，所述刀头为滚压球(1)，所述刀杆包括头部和尾部，且在所述刀杆(6)上设置有一在其纵向方向上贯通的通腔，其特征在于所述滚压刀还包括可活动地设置在所述刀杆通腔中的、且从刀杆的头部至尾部依次顺序设置的滚压球 (1)、支撑座O)、支撑体G)、弹性件(5)以及压力调节杆(7)，所述滚压球(1)限位设置于所述刀杆(6)的头部通腔中，所述压力调节杆(7)设置于所述刀杆(6)尾部的通腔中，所述支撑座( 支撑所述滚压球(1)，所述支撑体(4)抵顶所述支撑座O)，所述弹性件(5)设置于所述支撑体(4)与所述压力调节杆(7)之间，且所述弹性件(5)的一端抵顶所述支撑体0)，另一端抵顶所述压力调节杆(7)。
2.根据权利要求1所述的一种滚压刀，其特征在于所述限位设置有滚压球(1)的刀杆(6)通腔的端部具有径向向内延伸出的舌部(8)，该舌部(8)将所述滚压球(1)限位于刀杆(6)的头部的通腔中。
3.根据权利要求1所述的一种滚压刀，其特征在于所述支撑座O)的一端具有一个放置所述滚压球(1)、且与该滚压球(1)同半径的球窝，且该球窝的最大深度小于所述滚压球(1)的半径。
4.根据权利要求1所述的一种滚压刀，其特征在于所述刀杆(6)的通腔包括第一阶段腔和第二阶段腔，且第二阶段腔的内径大于第一阶段腔的内径，所述第一阶段腔和第二阶段腔的连接处形成有台阶部(9)。
5.根据权利要求4所述的一种滚压刀，其特征在于所述台阶部(9)设置成导向角结构。
6.根据权利要求4所述的一种滚压刀，其特征在于所述支撑体(4)包括与所述刀杆 (6)通腔的第一阶段腔配合设置的抵顶部以及与所述刀杆通腔的第二阶段腔配合设置的基部，且该基部的直径大于所述抵顶部的直径。
7.根据权利要求6所述的一种滚压刀，其特征在于所述支撑座O)为聚四氟乙烯复合材料制成。
8.根据权利要求7所述的一种滚压刀，其特征在于所述支撑座( 与支撑体(4)之间还可以有一个用于支撑所述支撑座O)的刚性平面支撑块(3)。
9.根据权利要求8所述的一种滚压刀，其特征在于所述抵顶部与所述支撑块抵顶的一端具有一个凸起结构，所述凸起结构呈球面结构，且与所述支撑块(3)的接触点位于所述刀杆(6)通腔的轴线上。
10.根据权利要求9所述的一种滚压刀，其特征在于所述抵顶部与所述支撑块抵顶的一端具有一个凸起结构，所述凸起结构呈圆锥状结构，且与所述支撑块(3)的接触点或接触面的中心位于所述刀杆(6)通腔的轴线上。
11.根据权利要求9所述的一种滚压刀，其特征在于所述滚压刀在初始状态时，所述刀杆的第二阶段腔的最高点a到所述支撑体的抵顶部的最底端b的距离L大于所述滚压球 (1)允许的最大磨损厚度dl与支撑座(2)允许的最大磨损厚度d2之和。
12.根据权利要求1所述的一种滚压刀，其特征在于所述刀杆(6)的尾部的通腔内壁上设置有螺纹，所述压力调节杆(7)螺纹连接在所述刀杆(6)尾部的通腔中。
全文摘要
一种滚压刀，包括刀头和刀杆，所述刀头为滚压球，所述刀杆包括头部和尾部，且该刀杆具有在其纵向方向上贯通的通腔，所述滚压刀还包括可活动地设置在所述刀杆通腔中的、且从刀杆的头部至尾部依次顺序设置的滚压球、支撑座、支撑体、弹性件以及压力调节杆，所述滚压球限位设置于刀杆的头部通腔中，所述压力调节杆设置于刀杆尾部的通腔中，所述支撑座支撑所述滚压球，所述支撑体抵顶所述支撑座，所述弹性件设置于所述支撑体与压力调节杆之间，且该弹性件的一端抵顶支撑体，另一端抵顶压力调节杆。滚压球、支撑座及支撑体分开，更换方便；滚压球不必大部分包裹在支撑座中，减少了它们之间的接触面积，从而减少了磨损，提高了滚压刀的使用寿命。
文档编号B23P9/02GK102463439SQ201010539639
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者吴圣, 朱卫东, 汤建平, 范海航 申请人:比亚迪股份有限公司