一種電極位置可調的電火花沉積滾壓刀具的製作方法

2024-04-01 21:29:05

本發明涉及無切屑加工領域，尤其是一種電極位置可調的電火花沉積滾壓刀具。

背景技術：

滾壓法是無切屑加工的一種，它不僅可以達到很高的光潔度，而且可提高被加工零件的機械性能。滾壓法的實質是利用高硬度的無刃工具——鋼珠或滾輪，使其對被加工表面造成局部高壓。由於工具沿被加工表面滾動，形成了表面材料的彈性——塑性變形，使前一工序留於表面的微觀凸峰被碾平，表面形成一定厚度的強化層。由於表面平滑，硬度提高，零件的耐磨性和疲勞強度就大為改善。滾壓刀具通過刀柄與銑床等工具機的主軸連接，帶動刀頭轉動，從而帶動刀頭上的滾輪在工件表面滾動來實現滾壓加工。

電火花沉積是一個複雜的系統工程，其中涉及到冶金學、摩擦學、材料性能等，它是一種利用電極在工件基體上進行脈衝堆焊的工藝，脈衝頻率為0.1～4KHZ，脈衝寬度為幾微米的瞬的高電流使電極與工件之間產生電火花，電火花只產生在非常小的放電區域，從而產生大量的熱能，使電極材料熔化，以等離子冶金狀態沉積到工件表面，並與工件表面微小熔化區的的金屬形成合金，同時向工件表面擴散和滲透，從而與工件基體高強度緊密結合。

為了進一步提升工件的表面性能，需要在工件的表面採用電火花沉積技術電沉積一層金屬；而傳統的做法需要採用兩道工序，即首先採用滾壓法滾壓工件，之後再在滾壓完成後的工件上採用電火花沉積技術人工手動電沉積一層金屬。而這種傳統的做法不僅效率低，而且無法保證良好的電火花沉積效果，十分的不方便。並且，隨著電極材料逐漸熔化而沉積到工件表面，電極材料本身不斷消耗，由於電極與工件之間的電壓通常是不變的，當電極消耗達到一定程度，即電極與工件表面之間的距離大於放電間隙時，電極和工件表面之間就無法形成間隙放電，這樣就無法繼續進行電火花沉積工作。而對於電極長度固定不變的滾壓刀具而言，想要讓刀具重新正常工作，就必須更換新的電極，這樣做不僅浪費了電極材料，而且也十分的不方便。

技術實現要素：

為克服現有滾壓刀具存在電極長度無法調節的不足，本發明提供一種使用方便、節約材料的電極位置可調的電火花沉積滾壓刀具。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種電極位置可調的電火花沉積滾壓刀具，包括刀柄和刀頭，所述刀柄的上部設有與工具機主軸連接的軸孔，所述刀頭包括刀柄連接件、電極、用於安裝電極的電極安裝筒、電極傳動組件和滾輪組件，所述刀柄連接件為T型，所述刀柄連接件的上端與所述刀柄的底部固定連接，所述滾輪組件包括兩個滾輪和滾輪安裝軸，所述刀柄連接件的下端橫向設有所述滾輪安裝軸，兩個滾輪可轉動地安裝在所述滾輪安裝軸的左右兩端並對稱布置；

所述電極安裝筒的縱剖面為「幾」字型，所述電極安裝筒套裝在所述刀柄連接件的中部並固定在刀柄連接件上，所述電極安裝筒的邊沿上設有電極安裝孔，所述電極豎向布置並可上下移動的安裝在所述電極安裝孔上，一個電極對應一個電機傳動組件，所述電極傳動組件包括齒條和齒輪，所述齒條固定在所述電極的上端，所述齒輪位於電極的外側並安裝在電極安裝筒的邊沿上，所述齒條與所述齒輪嚙合，所述齒輪與齒輪驅動機構連接。

進一步，兩個滾輪分別通過軸承可轉動地安裝在滾輪安裝軸的左右兩端，所述軸承與刀柄連接件的下端之間還設有用於軸承定位的軸套，所述滾輪安裝軸的左右兩端分別通過鎖緊螺母鎖緊。

本發明的有益效果：當電極磨損量達到一定程度，即電極與工件表面的距離大於放電間隙時，只需通過齒條調節電極至合適的距離即可，無需重新跟換電極，提高了刀具的使用效率，十分方便。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是刀柄連接件的剖視圖。

圖3是刀柄連接件的俯視圖。

圖4是電極安裝套筒的剖視圖。

圖5是電極安裝套筒的俯視圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

參照圖1～圖5，一種電極位置可調的電火花沉積滾壓刀具，包括刀柄1和刀頭，所述刀柄1的上部設有與工具機主軸連接的軸孔，所述刀頭包括刀柄連接件3、電極6、用於安裝電極6的電極安裝筒11、電極傳動組件和滾輪組件，所述刀柄連接件3為T型，所述刀柄連接件3的上端與所述刀柄1的底部固定連接，所述滾輪組件包括兩個滾輪7和滾輪安裝軸8，所述刀柄連接件3的下端橫向設有所述滾輪安裝軸8，兩個滾輪7可轉動地安裝在所述滾輪安裝軸8的左右兩端並對稱布置；

所述電極安裝筒11的縱剖面為「幾」字型，所述電極安裝筒11套裝在所述刀柄連接件3的中部並固定在刀柄連接件3上，所述電極安裝筒11的邊沿上設有電極安裝孔，所述電極6豎向布置並可上下移動的安裝在所述電極安裝孔上，一個電極對應一個電機傳動組件，所述電極傳動組件包括齒條4和齒輪5，所述齒條4固定在所述電極6的上端，所述齒輪5位於電極6的外側並安裝在電極安裝筒11的邊沿上，所述齒條4與所述齒輪5嚙合，所述齒輪5與齒輪驅動機構連接。

進一步，兩個滾輪7分別通過軸承可轉動地安裝在滾輪安裝軸8的左右兩端，所述軸承與刀柄連接件3的下端之間還設有用於軸承定位的軸套9，所述滾輪安裝軸8的左右兩端分別通過鎖緊螺母10鎖緊。

如圖1所示，刀柄1與刀柄連接件之間通過螺栓2相連接；所述刀柄連接件3與電極安裝套筒11通過螺栓12連接，並且所述電極安裝套筒11上安裝有齒輪5，齒輪5與齒條4嚙合，齒條4與電極6固定在一起，電極6通過導線與安裝在工具機主軸上的導電滑環相連接，即可使電極6帶電；所述滾輪7通過滾輪安裝軸8、軸套9和鎖緊螺母10與刀柄連接件相連接；

本發明的工作過程為：電極6通過導線與安裝在工具機主軸上的導電滑環相連接，即可使電極6帶電，從而使電極6與工件之間產生電火花，電火花只產生在非常小的放電區域，從而產生大量的熱能，使電極6熔化，以等離子冶金狀態沉積到工件表面，並與工件表面微小熔化區的的金屬形成合金，同時向工件表面擴散和滲透，從而與工件基體高強度緊密結合；隨著電極6逐漸熔化而沉積到工件表面，電極6本身不斷消耗，由於電極6與工件之間的電壓通常是不變的，當電極6消耗達到一定程度，即電極6與工件表面之間的距離大於放電間隙時，電極6和工件表面之間就無法形成間隙放電，這樣就無法繼續進行電火花沉積工作，這時只需關閉工具機電源，使滾壓刀具停止工作，隨後通過手動調節齒輪5轉動，從而調節與其配合的齒條4上下移動，從而帶動與齒條4固定連接的電極6上下移動，通過調節電極6與工件表面之間的距離至合適位置後，重新開啟工具機電源就能夠使滾壓刀具重新正常工作。

上述實施例只是本發明的較佳實施例，並不是對本發明技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明的權利保護範圍內。