一种利用真空抽气进行润滑的平面滚压刀具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无切肩加工领域，更具体的说，涉及一种利用真空抽气进行润滑的平面滚压刀具。
【背景技术】
[0002]滚压法是无切肩加工的一种，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，同时辅以合适的加工工艺，可以实现表面晶粒细化，甚至是纳米化。滚压法的实质是利用高硬度的无刃工具一一钢珠或滚子，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。同时通过表面结构的致密化改进，提升构件表面抗高温和耐腐蚀的性能。通过这种一步法的加工模式，期望可以得到从毛坯到产品的快捷加工过程，同时该产品拥有较好的综合性能。
[0003]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。目前常见的滚压刀压力调节机构多是弹簧，滚压余量难以控制，滚压余量过大，零件表面局部应力加大，容易形成破裂、起鳞，反而降低了表面质量。滚压刀滚压余量太小，不能使待加工表面的波峰压下去，达不到理想的粗糙度。
[0004]同时滚压是滚珠与工件表面进行接触，现有的润滑方式润滑效果不理想，容易因润滑不良而导致工件表面烧伤，影响加工质量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种通过真空抽气形成致密润滑层从而显著提高润滑效果，降低工件表面烧伤风险的平面滚压刀具。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种利用真空抽气进行润滑的平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，所述刀柄部分包括刀柄和刀柄连接块，所述刀柄与所述刀柄连接块连接，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、优力胶和滚珠组件，所述刀柄连接块与所述承力板连接，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；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；
所述刀柄在竖直方向上开有中心孔，所述承力板内设有与所述刀柄上的中心孔连通的四个均布的吸气孔，所述传感器固定座、优力胶、支撑座和保持架内均开有与上述四个吸气孔相对应的通孔，吸气总管穿过所述刀柄上的中心孔，吸气分管穿过所述承力板、传感器固定座、优力胶、支撑座和保持架上的通孔，所述吸气分管在承力板内与所述吸气总管连通； 所述刀具连接筒上套装有喷嘴支架，所述喷嘴支架通过轴承固定在刀具连接筒上，冷却喷嘴固定在所述喷嘴支架上。
[0007]进一步的，所述吸气总管的上端连接抽真空装置。
[0008]进一步的，所述喷嘴支架呈环形，喷嘴支架与轴承过盈配合，所述冷却喷嘴设有沿喷嘴支架均布的多个，冷却喷嘴的喷嘴口朝向滚珠。
[0009]进一步的，所述冷却喷嘴通过管道连接冷气发生器和气栗。
[0010]进一步的，所述传感器固定座上部开有凹槽和通孔，所述力传感器位于所述凹槽内，所述承力板和传感器固定座在对称的两侧穿有等高套筒，固定螺钉自下而上穿过所述等高套筒并固定在所述刀柄连接块上，所述力板和传感器固定座之间留有用于保证力传感器在自由状态没有和承力板接触的间隙。
[0011]进一步的，所述支承座和保持架的一圈等圆弧间隔地开有球形保持孔，所述滚珠可自动滚动地位于所述球形保持孔内，所述滚珠的下方一部分凸出所述保持架外。
[0012]进一步的，所述支承座上开有阶梯孔，所述优力胶开有中心通孔，定位螺钉自下而上穿过所述阶梯孔、中心通孔后固定在所述传感器固定座内。
[0013]进一步的，所述刀柄呈锥体形状，所述刀柄的上端中心开有与加工设备的主轴装夹的装配端。
[0014]进一步的，所述承力板、力传感器、传感器固定座、优力胶和滚珠组件的侧边开有外键槽，所述刀具连接筒的内壁开有内键槽，所述外键槽与内键槽之间为供长键穿过的安装键槽，所述长键固定在刀柄连接块上。
[0015]本发明的有益效果在于:本发明的刀具能够准确及时地了解在压入加工表面时刀具所受的静态初始力，且适应较不平整的加工表面，加工精度较高；本发明采用冷却气体进行润滑，通过冷却气体喷到接近滚珠的位置，利用四个真空发生口产生的气压差使加工表面与滚珠之间形成致密的气体润滑层，从而降低润滑不良引起的工件表面烧伤隐患。
【附图说明】
[0016]图1是本发明所述一种利用真空抽气进行润滑的平面滚压刀具的结构示意图。
[0017]图中，1-刀柄、2-刀柄连接块、3-承力板、4-力传感器、5-传感器固定座、6_优力胶、7-刀具连接筒、8-支承座、9-滚珠、10-保持架、11-冷却喷嘴、12-吸气分管、13-等高套筒、14-吸气总管。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1所示，一种利用真空抽气进行润滑的平面滚压刀具，包括刀柄部分和刀具本体，所述刀柄部分包括刀柄1和刀柄连接块2，所述刀柄1与所述刀柄连接块2连接，所述刀具本体包括刀具连接筒7和位于刀具连接筒7下部的滚珠组件，所述刀柄连接块2与所述刀具连接筒7的上端连接，所述刀具本体还包括承力板3、力传感器4、传感器固定座5和优力胶6，所述刀具连接筒7自上而下依次布置承力板3、力传感器4、传感器固定座5、优力胶6和滚珠9组件，所述刀柄连接块2与所述承力板3连接，所述承力板3与所述传感器固定座5之间间隙配合，所述传感器固定座5内安装所述力传感器4，所述力传感器4固定座与所述优力胶6固定连接，所述优力胶6与所述滚珠9组件固定连接；滚珠9组件包括支承座
8、滚珠9和保持架10，所述保持架10固定在所述支承座8的下部，所述滚珠9安装在保持架10内；所述刀柄1在竖直方向上开有中心孔，所述承力板3内设有与所述刀柄1上的中心孔连通的四个均布的吸气孔，所述传感器固定座5、优力胶6、支撑座和保持架10内均开有与上述四个吸气孔相对应的通孔，吸气总管13穿过所述刀柄1上的中心孔，吸气分管12穿过所述承力板3、传感器固定座5、优力胶6、支撑座和保持架10上的通孔，所述吸气分管12在承力板3内与所述吸气总管13连通；所述刀具连接筒7上套装有喷嘴支架，所述喷嘴支架通过轴承固定在刀具连接筒7上，冷却喷嘴11固定在所述喷嘴支架上。
[0019]刀柄连接块2的外延和刀具连接筒7的外延开有互相配合螺栓孔，通过六角头螺栓和六角螺母可以把它们连接在一起，间接地把刀柄部分和刀具本体连接在一起。
[0020]所述滚珠组件包括支承座8、滚珠9和保持架10，所述保持架10固定在所述支承座8的下部，所述滚珠9安装在保持架10内。所述保持架10上有多个球形孔，能够安装多个所述滚珠9，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9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。
[0021]所述刀柄1成锥体形状，上端中心开有螺纹孔，能够被铣床等设备的主轴所装夹。刀柄1和刀柄连接块2有导向结构，便于键槽及各螺纹孔定位。刀柄1和刀柄连接块2通过正立的内六角螺钉连接。
[0022]所述刀具本体的外面部分是刀具连接筒7，里面部分自上而下分别是承力板3、力传感器4、传感器固定座5、优力胶6、滚珠支承座8、滚珠9、保持架10。刀具在下压过程中，工件对刀具的作用力自下而上传递，所以为了更准确、更方便地描述刀具，对刀具本体的描述也采用自下而上方式。
[0023]所述支承座8和保持架10分别开有球形