数控机床滚压刀具的制作方法

本技术涉及金属加工刀具，具体涉及一种用于数控机床的滚压刀具，尤其适用于对数控机床车削后的金属工件表面进行滚压处理，以提升工件表面光洁度与硬度，替代部分磨削加工工序。

背景技术：

1、在金属加工领域，数控机床凭借高精度、高效率的优势被广泛应用于工件车削加工。然而，车削后的工件表面常存在明显刀痕，光洁度与表面硬度难以直接满足高精度加工要求，因此需后续处理工序优化表面质量。

2、现有技术中，针对数控机床车削表面的滚压处理多采用“轴承面接触式”滚压刀具，其主体结构包括刀体、轴承、芯轴和卡簧，通过轴承的圆柱面与被加工表面面对面接触，利用滚压作用平整车削后的表面。但该类滚压刀具存在以下显著缺陷：

3、抗力过大与表面划伤问题：轴承面与被加工面为面对面接触，滚压过程中产生巨大的径向抗力与轴向抗力，导致刀具与被加工表面形成刚性摩擦面，易划伤被滚压表面，甚至引发工件出现规律性振纹或弯曲变形；

4、轴承精度易受损：该类刀具无润滑构造，轴承在高速运转过程中缺乏润滑，长期使用后轴承的同心度、跳动度等关键精度指标大幅下降，直接影响滚压效果；

5、无法实现微量进给：轴承面与被加工面的刚性接触形式，不具备微量进给的调节条件，难以适配高精度表面的精细滚压需求；

6、工艺成本高：由于滚压后表面质量仍无法满足要求，需额外增加磨削加工工序，不仅延长加工周期，还显著提升了工艺成本。

7、为解决上述问题，亟需一种结构优化、润滑可靠、能有效提升表面质量且降低工艺成本的数控机床滚压刀具。

技术实现思路

1、针对现有数控机床滚压刀具存在的径向/轴向抗力大、表面易划伤、轴承精度易损、需磨削工序成本高的问题，本实用新型提供一种数控机床滚压刀具，通过优化接触形式与结构设计，实现提升被加工表面光洁度和硬度、保护轴承精度、减少加工工序的目的。

2、本实用新型的数控机床滚压刀具包括刀体、芯轴、轴承、滚珠、调整垫片、卡簧、注油孔和挡圈。

3、刀体为整体支撑结构，内部设有用于安装芯轴的通道，前端设有滚珠安装位，侧面设有注油孔，尾部设有用于固定内部组件的挡圈；芯轴装配在刀体的内部通道中，为轴承提供安装支撑；轴承套设在芯轴上，用于减少芯轴转动时的摩擦，保证滚压过程的稳定性；滚珠安装在刀体的滚珠安装位内，且部分伸出安装位，用于与被加工件表面接触实现滚压；调整垫片套设在芯轴上且位于轴承的轴向两侧，用于调节轴承的轴向位置，保证轴承转动灵活；卡簧安装在芯轴的两端，将芯轴、轴承、调整垫片限定在刀体内部，防止组件轴向窜动；注油孔一端贯穿刀体外壁，另一端连通滚珠安装位，用于注入润滑油。

4、组装过程：先将芯轴装入刀体的内部通道，确保芯轴与刀体同轴；在芯轴上套设轴承，通过调整垫片调节轴承的轴向间隙，使轴承转动无卡顿；在芯轴两端安装卡簧，固定芯轴与轴承的位置；将高频淬火镜面处理后的钢球作为滚珠装入刀体前端的滚珠安装位，确保滚珠可灵活转动且部分伸出安装位；最后在刀体尾部安装挡圈，完成整体组装。

5、滚压工作过程：将刀具安装在数控机床上，数控机床驱动刀具移动至被加工件的车削表面，使滚珠与被加工表面接触；启动数控机床，带动刀具沿被加工表面匀速移动，滚珠在被加工表面的摩擦力作用下同步转动，形成对车削表面的滚压作用；过程中，通过注油孔向滚珠安装位注入高标号润滑油，润滑油沿注油孔流入滚珠与被加工表面之间，形成均匀油膜，同时部分润滑油渗透至轴承处，对轴承进行润滑；由于滚珠与被加工表面为“点对面”接触，大幅分散了轴向作用力，避免轴向抗力过大；芯轴采用加粗设计，且搭配高精度轴承，增强了芯轴的抗径向力能力，有效防止滚压过程中产生振纹或工件变形；滚珠的高频淬火镜面表面光滑度高，配合油膜的润滑作用，彻底避免了对被加工表面的划伤；同时，滚珠对车削表面的高速碾压使表面金属组织发生塑性变形并致密化，显著提升表面光洁度与表面硬度，最终无需后续磨削工序即可满足技术要求。

6、有益效果

7、避免工件变形与振纹：采用滚珠与被加工面的点对面接触形式，配合加粗芯轴与高精度轴承，有效降低径向与轴向抗力，避免滚压过程中工件出现弯曲变形或规律性振纹，提升加工精度；

8、显著提升表面质量：滚珠经高频淬火镜面处理，且注油孔注入润滑油形成油膜，减少摩擦划伤的同时，通过滚压使表面金属组织致密化，表面光洁度与硬度显著提升，满足高精度加工要求；

9、保护轴承精度：注油孔注入的润滑油可同时润滑轴承，避免轴承高速运转时因缺乏润滑导致精度下降，延长刀具使用寿命；

10、降低工艺成本：滚压后表面质量无需后续磨削工序即可达标，缩短加工周期，减少磨削设备投入与耗材消耗，显著降低工艺成本；

11、适配微量进给：滚珠的点接触形式与调整垫片的轴向调节功能，使刀具具备微量进给的调节空间，可满足精细滚压需求。

1.一种数控机床滚压刀具，其特征在于，包括刀体(1)、芯轴(2)、轴承(3)、滚珠(4)和注油孔(7)；所述芯轴(2)设于刀体(1)内部，所述轴承(3)套设于芯轴(2)上，所述刀体(1)上设有滚珠安装位，所述滚珠(4)设于滚珠安装位内且部分伸出滚珠安装位以与被加工件表面接触，所述注油孔(7)设于刀体(1)上，且注油孔(7)一端连通外部，另一端连通滚珠安装位。

2.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，还包括调整垫片(5)，所述调整垫片(5)套设于芯轴(2)上且位于轴承(3)的轴向两侧。

3.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，还包括卡簧(6)，所述卡簧(6)设于芯轴(2)的两端，以将芯轴(2)、轴承(3)限定在刀体(1)内。

4.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，所述滚珠(4)为高频淬火镜面处理的钢球。

5.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，所述芯轴(2)为加粗结构。

6.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，还包括挡圈(8)，所述挡圈(8)设于刀体(1)的尾部，以固定刀体(1)内部组件。

7.根据权利要求1所述的数控机床滚压刀具，其特征在于，所述轴承(3)为高精度深沟球轴承。