[發明專利]一種滾壓刀具及其進行金屬板料表面漸進滾壓成形的方法

有效

• 申請號: 201610841723.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106271376B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 肖旭東;童鑫;李言;楊明順;袁啟龍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23P9/02
• 分類號: B23P9/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開了一種滾壓刀具，包括滾壓刀刀柄，滾壓刀刀柄內依次設置有彈簧組和滾壓刀頭，滾壓刀刀柄內設置有防止滾壓刀頭與滾壓刀柄的相對轉動的導向鍵，法蘭與滾壓刀刀柄連接。該滾壓刀具滾壓效率高。一種金屬板料表面漸進滾壓成形的方法，包括以下步驟：步驟1、分析待成形零件，獲得該待成形零件局部最大彎曲變性能密度；步驟2、根據滾壓刀具球環的半徑、兩個球環的中心距離和試板，進行試板試驗，使滾壓刀具及滾壓力能滿足成形極限要求；步驟3、確定待成形零件滾壓參數，待成形零件滾壓參數包括機床主軸轉速n及沿x、y方向的進給速度v_x、v_y，按照待成形零件滾壓參數，進行金屬板料表面漸進滾壓成形。采用該方法成形后零件表面粗糙度小。

技術領域

本發明屬于機械制造金屬板料表面成形技術領域，涉及一種滾壓刀具，還涉及采用該滾壓刀具進行金屬板料表面漸進滾壓成形的方法。

背景技術

金屬板料成形在制造業中有著廣泛的應用，傳統的金屬板料加工工藝都離不開模具，采用模具的加工工藝周期長，而且缺乏柔性，當產品變化時就需要重新更換模具，這就延長了新產品的開發周期。而現代社會產品的更新換代非常迅速，如何快速、低成本和高質量地開發出新產品，是企業生存和發展的關鍵。

因此一些柔性無模成形技術應運而生，如：噴丸成形、數字化漸進成形、無模多點成形、激光成形技術等，這些技術都是在數控系統的支撐下，實現板料的無模成形，具有很大的柔性。他們克服了模具成形的不足，節省了模具制造費用與時間，特別適合新產品的開發和小批量生產。

表面滾壓是用硬質且表面光滑的滾動體在零件表面滾動的同時向表面施加一定壓力的工藝。通過滾壓可以達到三方面的效果：降低表面粗糙度，提高表面硬度，以及在表層產生壓應力層。

表面滾壓強化技術(以下簡稱滾壓)自1929年首次在德國被用于機車軸的表面強化后，目前已在航空航天、汽車機車、精密機械、國防工業、生物醫學等領域得到了廣泛應用。滾壓工藝、滾壓對象及滾壓刀具逐漸多樣化,旨在提高加工效率并獲得更好的表面質量。

由于板料表面滾壓工藝可以在板料表層形成壓應力層，使板料產生彎曲變形，控制滾壓參數就可以控制板料變形后的形狀，這樣通過滾壓工藝就可以實現壁板類零件的柔性成形。

金屬板料表面漸進滾壓成形是壁板類零件柔性成形的一種極具應用前景的成形方法。目前通過滾壓工藝在板料表面形成壓應力而達到表面強化目的專利及文獻眾多，但用于成形的卻極少。

發明內容

本發明的目的是提供一種滾壓刀具，該滾壓刀具滾壓效率高。

本發明的另一個目的是提供一種金屬板料表面漸進滾壓成形的方法，采用該方法成形后零件表面粗糙度小。

本發明所采用的技術方案是，一種滾壓刀具，包括滾壓刀刀柄，滾壓刀刀柄內依次設置有彈簧組和滾壓刀頭，滾壓刀刀柄內設置有防止滾壓刀頭與滾壓刀柄間相對轉動的導向鍵，滾壓刀頭的一端穿過法蘭且伸出滾壓刀刀柄外，法蘭與滾壓刀刀柄連接。

本發明的特點還在于，

刀柄是由大軸端和小軸端構成的臺階軸，小軸端與機床刀柄配合連接，大軸端內設置有盲孔，彈簧組和滾壓刀頭均位于盲孔內，大軸端內側面設置有兩個對稱分布的矩形通孔，導向鍵位于矩形通孔內，導向鍵上設置有螺釘b。

法蘭與滾壓刀刀柄之間通過螺釘a連接，螺釘a依次穿過彈簧墊圈、法蘭和滾壓刀刀柄。

彈簧組由一組正反疊加的蝶形彈簧組成。

滾壓刀頭包括刀桿，刀桿的一端伸出滾壓刀刀柄外且穿有芯軸，芯軸的兩端均依次連接有平墊圈、軸承和軸用擋圈，每個軸承上均套有球環，球環上安裝有孔用擋圈。

本發明所采用的另一個技術方案是，一種金屬板料表面漸進滾壓成形的方法，采用一種滾壓刀具，包括以下步驟：