一种自适应的表面处理装置及滚压方法
【技术领域】
[0001]该方案主要用于高精尖装备技术领域中的表面柔性处理技术，具体地说是一种自适应的表面处理装置。
【背景技术】
[0002]金属材料的破坏往往从表面开始，例如，内燃机的曲轴、列车的车轴、汽车的板簧、发动机叶片等零件在工作中持续承受循环载荷，时间一长，零件的工作表面常常会产生疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，最终导致零件的疲劳失效。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一，据统计，在机械零件失效中，约有80%以上属于疲劳破坏，且破坏前没有明显变形，因此，疲劳破坏常常会造成重大事故。
[0003]许多国家都在大力研宄、开发和应用各种提高零件表面性能的新技术、新工艺，表面滚压强化技术就是其中之一。滚压加工是在常温下利用金属的塑性变形，通过一定形式的滚压工具向工件表面施加一定的压力，从而达到零件的尺寸精度和表面粗糙度要求，并可以改善材料表面性能、在金属表面产生残余压应力、提高表面耐磨性和抗疲劳性、延长工件的使用寿命。因此，滚压加工可同时达到光整加工和强化两种目的。
[0004]滚压加工具有效率高、强化效果显著的特点，从加工质量、生产效率、生产成本等方面来看，都是一项比较优越的加工方法。可替代传统的磨削、研磨、抛光等工序，作为工件的最终加工工艺。此外，表面滚压加工不产生废肩、废液，有利于节能环保，符合“绿色制造”的新理念。因此，随着机械制造业的不断发展，滚压加工工艺必将得到更为广泛的应用。
[0005]以汽车板簧为例，汽车板簧具有一定的弧度，普通的滚压工具不能进行有效的均匀处理，原因在于滚压与板簧之间为刚性接触，容易造成划痕。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的不足，本发明提供一种自适应的表面处理装置，这对现有的表面不平整的工件进行表面柔性处理，且通过结构改进提高表面处理的效率。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
[0008]一种自适应的表面处理装置，其特征在于，包括:
[0009]用于和旋转的主轴相连的滚压头主体，所述滚压头主体为六棱柱状的圆盘结构，在滚压头主体中设有六个沿径向设置的第一活塞腔，第一活塞腔在径向上具有相等的截面，第一活塞腔中安装一离心活塞块，且离心活塞块与第一活塞腔之间为滑动配合，离心活塞块中灌铅，提高质量，在旋转状态下，离心活塞块有向外运动的趋势；
[0010]在第一活塞腔外侧的滚压头主体中具有第一油道，并在第一油道中设有注油口 ；在每一个第一油道外侧的滚压头主体表面设有第二油道，第二油道为T形布置；
[0011]滚压头副盘为与滚压头主体的轮廓相同的六面体，且与滚压头主体通过紧固件紧固成一体，在所述滚压头主体与滚压头副盘之间设有密封圈，所述密封圈将各个第二油道隔离开来形成六个独立的密封环状区域；
[0012]在滚压头副盘中若干设置第二活塞腔，第二活塞腔为直孔状且在其中设有一个圆柱活塞，每一个所述第二油道对应的位置分别设有五个第二活塞腔；在第二活塞腔的下半部分中设置合金柱销，合金柱销下端面为球形面，并使球形面部分露出所述滚压头副盘下表面。
[0013]进一步地，所述离心活塞块为方形块。
[0014]进一步地，所述主轴和滚压头主体为一体成型。
[0015]进一步地，所述滚压头副盘下表面为弧形面。
[0016]进一步地，所述离心活塞块与第一活塞腔之间设有预紧弹簧。
[0017]一种工件表面滚压方法，利用上述装置进行滚压，其特征在于，将所述滚压头主体下表面的合金柱销贴合在待加工工件表面，并保持一公斤的压力，然后，滚压头主体以2000至5000转/每分钟的转速转动，在待加工工件表面均匀进给。
[0018]本发明的有益效果是:设计结构简单、易于制作，安装、使用、调整方便，合金柱销具有一定的浮动功能，具有一定的柔性，适应于具有一定弧度的工件的表面处理，可以在较大程度上提高生产效率、降低生产成本，从而进一步扩大表面滚压工艺在机械加工领域的应用空间。
[0019]本发明设计的表面滚压加工装置，采用滚柱作为滚压工具，并利用离心活塞块的离心力提供滚压力，结构简单、安装调整方便，制造成本较低，多头，加工效率高，技术经济指标要显著高于其他表面滚压装置。
【附图说明】
[0020]图1为立体图(正面)。
[0021]图2为立体图(反面)。
[0022]图3为仰视图。
[0023]图4为图3中A-A剖视图。
[0024]图5为图3中B—B剖视图。
[0025]图6为滚压头副盘仰视图。
[0026]图7为工作状态示意图。
[0027]图中:1滚压头主体，11第一活塞腔，12第一油道，13第二油道，
[0028]2尚.*!.!、活塞块，3滚压头副盘，31弟一■活塞fe，4合金柱销，5王轴，
[0029]6圆柱活塞，7密封圈。
【具体实施方式】
[0030]如图1至图7所示，一种自适应的表面处理装置，该装置主要由以下几部分组成:
[0031]滚压头主体1，主体为一圆盘状结构，为六面体，用于和旋转的主轴5相连，可以采用分体制造也可以用分开制造，一般为钢制构件。滚压头主体I由主轴带动旋转，通过联轴器进行连接安装，在滚压头主体中设有六个沿径向设置的第一活塞腔11，第一活塞腔11在径向上具有相等的截面，第一活塞腔11用于安装离心活塞块2，离心活塞块2为方形块，按照活塞工艺制作，且与第一活塞腔之间为光滑的活塞配合，并在内部灌铅，增加质量，提高离心效果。在旋转状态下，离心活塞块2有向外运动的趋势。通过离心运动，产生压力。
[0032]在第一活塞腔11的外侧的滚压头主体I中具有第一油道12，包括横向和竖向部分，第一油道12通过机加工的方式形成，并在其中一个转折处设置注油口。
[0033]在每一个第一油道12外侧的滚压头主体I表面设有第二油道13，第二油道13为T形布置，通过第一油道12与对应的第一活塞腔11建立连接，并形成油路传递路径。
[0034]在滚压头主体I的表面设有密封圈7，密封圈设置在各个第二油道之间，形成六个独立的密封环状体，实现彼此隔离与密封，如图6，形成密封，在滚压头主体和滚压头副盘接触的情况下，并使用紧固螺钉紧固，形成连接关系。
[0035]滚压头副盘3，与滚压头主体I的轮廓