阅读说明：本技术 一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置 (Ultrasonic rolling device for rolling plane and excircle ) 是由 刘治华 杨孟俭 戴骐隆 张天增 张银霞 王栋 李阳 于 2018-07-12 设计创作，主要内容包括：一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置,包括：超声波发生组件,滚压头组件,滚压力测量组件,润滑组件以及壳体组件。所述超声波发生组件包括：超声波发生器、变幅杆和压电陶瓷换能器。所述滚压头组件包括：工具头、滚珠保持器、4mm硬质合金球体以及8mm硬质合金球体。所述滚压力测量组件包括：s型压阻式压力传感器、法兰一、法兰二、半圆法兰三、半圆法兰四、光轴、法兰式轴套一、法兰式轴套二以及光轴固定座。所述润滑组件由油管接头和油管组成。所述壳体组件包括：前壳体和后壳体。本发明能够实时地、准确地检测滚压时的滚压力大小,本发明具有结构简单,使用方便,滚压效果好,滚压力大小便于调节的特点。(An ultrasonic rolling device for plane and cylindrical rolling, comprising: the ultrasonic wave generating assembly, the rolling head assembly, the rolling force measuring assembly, the lubricating assembly and the shell assembly. The ultrasonic wave generating assembly includes: ultrasonic generator, amplitude transformer and piezoceramics transducer. The roller head assembly includes: a tool head, a ball retainer, a 4mm cemented carbide ball, and an 8mm cemented carbide ball. The rolling force measuring assembly comprises: the sensor comprises an s-shaped piezoresistive pressure sensor, a first flange, a second flange, a third semicircular flange, a fourth semicircular flange, an optical axis, a first flange type shaft sleeve, a second flange type shaft sleeve and an optical axis fixing seat. The lubricating component consists of an oil pipe joint and an oil pipe. The housing assembly includes: a front housing and a rear housing. The invention can accurately detect the magnitude of the rolling force during rolling in real time, and has the characteristics of simple structure, convenient use, good rolling effect and convenient adjustment of the magnitude of the rolling force.)

一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置

技术领域

本发明涉及金属表面处理装置领域，尤其涉及一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置。

背景技术

超声加工技术是基于一套完整的声学振动系统，来实现对目标物体的切割、穿孔、滚压、研磨等一系列操作的加工方法。工作原理可简述成，具有一定功率的超声频振荡是由超声波发生器利用交流电转化而成的，而最终的超声机械振动是由换能器通过声频振荡转变而来的，这种机械振动再由变幅杆的放大端进行放大作用于目标物体上。

超声表面滚压是利用超声冲击能量和静载滚压相结合，对金属零部件表面进行高速撞击处理，使零件表层材料产生较大的塑性变形， 卸载后形成有益的残余压应力，从而强化被加工表面。超声滚压装置主要由超声波发生器、换能器、变幅杆,滚压工具头组成。超声波发生器将频率为50/60Hz的交流电转换成超声频的振荡电流,换能器将超声频的振荡电流转化成超声频的机械振动,变幅杆将从换能器输出的纵向振动的振幅放大,并传递给硬质合金球体,使硬质合金球体进行超声频振动。

在超声滚压加工过程中，滚压力大小和滚压余量无法调节。现在常用的滚压头压力调节装置主要是弹簧，但是这种用弹簧调节的方式难以精确控制和调节滚压力大小，容易造成零件表面起皮甚至出现裂纹。本发明通过一个S型压力传感器，用于检测滚压头上承受的滚压力大小。本发明能够实时地、准确地检测滚压时的滚压力大小，本发明具有结构简单，使用方便，滚压效果好，滚压力大小便于调节的特点。

发明内容

针对上述现有技术中的不足,本发明提供一种适用于平面和外圆滚压的超声滚压装置，具有结构简单，使用方便，滚压效果好，滚压力大小调节方便的特点。

为了实现上述目的，一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置，包括：超声波发生组件，滚压头组件，滚压力测量组件，润滑组件以及壳体组件，其中：所述超声波发生组件与滚压头组件通过连接螺栓连接，所述润滑组件与滚压头组件通过螺纹连接，所述滚压力测量组件通过螺栓分别与超声波发生组件和壳体组件连接，所述超声波发生组件与滚压力测量组件通过多个法兰夹紧连接。

优选地，所述超声波发生组件包括：依次连接的压电陶瓷换能器、变幅杆，所述换能器上有压电陶瓷片并通过螺栓连接，所述压电陶瓷片将超声波发生器提供的电能转化为机械能并通过变幅杆将机械能放大。

优选地，所述滚压头组件包括：依次连接的工具头和滚珠保持器，所述工具头一端通过连接螺栓与变幅杆连接，另一端端面开有圆形槽，多个（可为3～5个）3～5mm硬质合金球体在其中均匀布置，所述工具头与滚珠保持器通过螺纹连接，所述滚珠保持器内安放6～10mm硬质合金球体并与圆形槽同心；所述3～5mm硬质合金球体与圆形槽内支承滚珠相切无干涉。

优选地，所述滚压力测量组件包括：一s型压阻式压力传感器、四个光轴、四个法兰式轴套一、四个法兰式轴套二以及八个光轴固定座，并与法兰一、法兰二、半圆法兰三、半圆法兰四配合使用，所述s型压阻式压力传感器第一端通过螺栓连接在壳体组件上，第二端与半圆法兰三、法兰一、法兰二上的第三通孔通过螺栓连接，所述法兰二布置在所述变幅杆法兰外，并用法兰一、半圆法兰三、半圆法兰四在两侧夹紧，并通过第一通孔、第五通孔和第七通孔使用螺栓连接，所述光轴固定座分别在第二通孔、第四通孔、第六通孔和第八通孔两侧对称布置，所述光轴分别从所述第二通孔、第四通孔、第六通孔和第八通孔中穿出，所述法兰式轴套一、法兰式轴套二分别与壳体组件通过螺栓连接。

优选地，所述润滑组件包括：所述油管接头与工具头通过螺纹连接，所述工具头内布置有一油槽，用于6～10mm硬质合金球体和3～5mm硬质合金球体的润滑，所述油管用于润滑油的供应。

优选地，所述壳体组件包括：前壳体和后壳体，所述前壳体与后壳体通过螺栓连接，所述壳体组件一侧布置加强筋，并在此侧布置夹持刀柄。

附图说明

图1为本发明实施例的适应于平面和外圆滚压的超声滚压加工装置的主视图。

图2为本发明实施例的左视图。

图3为本发明实施例的B-B剖视图。

图4为本发明实施例的右视图。

图5为本发明实施例的超声发生器的外观示意图。

图6为本发明实施例的一种工具头与滚珠保持器的连接结构示意图。

图7为法兰一、法兰二、半圆法兰三、半圆法兰四的局部视图。

图中，1.换能器，2.变幅杆，3.连接螺栓一，4.连接螺栓二，5.工具头，6.s型压阻式压力传感器，7.半圆法兰三，8.半圆法兰四，9.法兰二，10.法兰一，11.滚珠保持器，12.油管接头，13.前壳体，14.法兰式轴套一，15.法兰式轴套二16.光轴一，17.光轴二，18.光轴三，19.光轴四，20.光轴固定座，21.直径4mm硬质合金球体，22.直径8mm硬质合金球体，23.后壳体，24.M20螺母，25.油管，26.换能器螺栓，27.第一通孔，28.第二通孔，29.第三通孔，30.第四通孔，31.第五通孔，32.第六通孔，33.第七通孔，34.第八通孔，35.后壳体第一通孔。

具体实施方式

下面根据附图1～7,给出本发明的较佳实施例,并予以详细描述,使能更好地理解本发明的功能、特点。

如图1、图2、图3和图4所示,本发明的一种用于平面和外圆滚压的超声滚压装置，包括超声波发生器图5和两端均设置开口的前壳体13和后壳体23，后壳体23内设置有换能器1，换能器1第一端通过连接螺栓一3与变幅杆2连接，变幅杆2由同轴心设置的三段圆柱和过渡弧面组成，在第二段圆柱外同轴布置法兰二9,法兰二9一端同轴放置法兰一10，另一端上下对称布置半圆法兰三7和半圆法兰四8，在法兰一10、法兰二9、半圆法兰三7、半圆法兰四8上分别开有第一通孔27、第二通孔28、第三通孔29、第四通孔30、第五通孔31、第六通孔32、第七通孔33、和第八通孔34，第三通孔29和s型压阻式压力传感器6的第二端通过螺栓连接，第一通孔27和第五通孔31分别用来固定法兰一10和半圆法兰三7，第七通孔33用来固定法兰一10和半圆法兰四8，所述光轴固定座20分别在第二通孔28、第四通孔30、第六通孔32和第八通孔34两侧对称布置，所述光轴一16、光轴二17、光轴三18、光轴四19分别自所述第二通孔28、第四通孔30、第六通孔32和第八通孔34中穿出，所述法兰式轴套一14、法兰式轴套二15分别与后壳体23通过螺栓连接。

后壳体23一侧布置有刀柄用于车床装夹，并在此侧设置有加强筋一到七，另一侧布置后壳体第一通孔35用于s型压阻式压力传感器6的线路进出。

换能器1与变幅杆2通过连接螺栓一3连接，变幅杆2与工具头5通过连接螺栓二4连接，滚珠保持器11与工具头5通过螺纹连接，并在此处布置M20螺母24来防松。

工具头与滚珠保持器的连接结构示意图如图6所示，四个直径4mm硬质合金球体21均匀布置。