本发明公开了一种对称锥体滚压部件，采用锥体回转滚子压头，包括旋转压体和滚子压头。旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓；滚子压头一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，设置于旋转压体嵌槽内。还公开了一种对称锥体滚压装置，包括上述滚压部件。本发明装置通过旋转压体带动嵌套其内的回转滚子压头，对金属表面进行往复高速滚压加工，在金属表面产生应变强化作用，从而实现金属表面强化，锥体回转滚子分支撑面和工作面，支撑面将压体的正压力传递至工作面，工作面与试件之间接近纯滚动，且工作面与压体之间的预留间隙避免了两者的接触摩擦，可有效提高模具使用寿命。
1.一种对称锥体滚压部件，包括旋转压体和滚子压头，所述旋转压体内设嵌槽，滚子压头设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面，另一面为支撑面，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙。
2.根据权利要求1所述的对称锥体滚压部件，其特征在于：所述滚子压头工作面的所有母线的交点聚焦在旋转压体的轴心线上。
3.根据权利要求1所述的对称锥体滚压部件，其特征在于：所述滚子压头所有面交界处均为圆角过渡。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的对称锥体滚压部件，其特征在于：所述旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓；所述支撑轴为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台，其中下方的凸台与保持架契合，上方的凸台与弹簧接触，保持架与支撑轴之间通过轴销固定，轴套筒套在支撑轴外，并可通过弹簧对支撑轴施加压力，连接卡块设置于支撑轴上方，滚压刀本体设置于轴套筒上方，滚压刀本体与轴套筒之间通过铰制孔螺栓固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有余腔，连接卡块设置于滚压刀本体的余腔内，其直径与滚压刀本体的余腔契合，其高度低于滚压刀本体余腔的高度，连接卡块与支撑轴通过铰制孔螺栓固定，使得支撑轴能卡在轴套筒上方，受力时，支撑轴会向上运动进入余腔内，铰制孔螺栓固定使支撑轴留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽中下部设置于保持架内，嵌槽顶部设置于支撑轴内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触。
5.根据权利要求4所述的对称锥体滚压部件，其特征在于：所述保持架由左半体、右半体、保持架筒组合而成，左半体、右半体为半筒体，底部为开有嵌槽的半圆柱体，所述左半体、右半体呈对称结构，可拼合成一个桶状体，两个嵌槽的轴心线设置于左右半体的拼合线上，所述保持架筒为与左右半体等高的筒体，左右半体拼合后嵌套在保持架筒内，支撑轴伸入左右半体拼合体内。
6.根据权利要求4所述的对称锥体滚压部件，其特征在于：还包括油孔，所述油孔设置在滚压刀本体轴心、支撑轴内和连接卡块内，用于给滚子压头与支撑轴以及保持架的接触面提供润滑。
7.一种对称锥体滚压装置，包括旋转压体、滚子压头、旋转压体驱动装置、床体、床体驱动装置，所述旋转压体内设嵌槽，滚子压头设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面，另一面为支撑面，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，所述旋转压体驱动装置用于驱动旋转压体旋转，所述床体用于放置待加工试样，旋转压体旋转时带动滚子压头在样品表面旋转滚压，所述床体驱动装置用于驱动床体在垂直于旋转压体轴心线的平面上做水平和竖直方面的运动。
8.根据权利要求7所述的对称锥体滚压装置，其特征在于：所述旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓、端直通接头；所述支撑轴为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台，其中下方的凸台与保持架契合，上方的凸台与弹簧接触，保持架与支撑轴之间通过轴销固定，轴套筒套在支撑轴外，并可通过弹簧对支撑轴施加压力，连接卡块设置于支撑轴上方，滚压刀本体设置于轴套筒上方，滚压刀本体与轴套筒之间通过铰制孔螺栓固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有余腔，连接卡块设置于滚压刀本体的余腔内，其直径与滚压刀本体的余腔契合，其高度低于滚压刀本体余腔的高度，连接卡块与支撑轴通过铰制孔螺栓固定，使得支撑轴能卡在轴套筒上方，受力时，支撑轴会向上运动进入余腔内，铰制孔螺栓固定使支撑轴留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽中下部设置于保持架内，嵌槽顶部设置于支撑轴内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触；
所述旋转压体驱动装置为主轴电机，主轴电机连接到滚压刀本体，用于驱动旋转压体转动，还包括电动压下装置，用于调节旋转压体的高度，所述床体包括床身和直立支架，床身上设工作台，所述床体驱动装置包括纵向进给电机和横向进给电机，用于固定工件的工作台不动，纵向进给电机通过纵向联轴器驱动纵向丝杠传动副，使得装有旋转压体装置的直立支架沿着床身上的纵向导槽做纵向运动，即纵向进给；横向进给电机通过横向联轴器驱动横向丝杠传动副，使得固定在直立支架上的旋转压体装置通过直立支架上的横向导槽做横向运动，即横向进给。
对称锥体滚压部件和对称锥体滚压装置
技术领域
[0001] 本发明涉及到一种对称锥体滚压部件和对称锥体滚压装置，属于金属材料加工领域。
背景技术
[0002] 金属材料表面滚压强化即在材料基体表面形成一定厚度的硬化变形层，金属表面的硬度及耐磨性得以有效改善。表面滚压强化技术具有很多优点：滚压强化改变了金属材料表面的物理状态，不改变材料的化学成分；表面滚压采用的工具和工艺比较简单，加工效率高；滚压强化是一种无切削加工工艺，在加工过程中不会产生废屑、废液，对环境的污染少，符合“绿色制造”的发展理念。该技术在工业中得到了广泛的应用，产生了巨大的经济效益。滚压加工时不产生高温，不存在表面烧伤问题。其实际压入量很小，且是靠零件加工表面自身进行定位，所以降低了工件表面粗糙度，提高了精度；完工尺寸即是成形尺寸，加工尺寸比较容易控制。
[0003] 机械滚压加工方法主要有滚轮、滚柱和滚珠滚压表面强化。用滚珠滚压时，滚珠和工件之间的相对运动时，各个方向上都处于滚动，没有滑动摩擦的产生，因此能够获得更低的表面粗糙度和较高的表面强度。同时，由于滚珠与工件表面近似于点接触。同样的单位面积受压下系统的总压力较小，滚压较轻快，更容易实现表面滚压变形。该方法应用范围较广，可滚压内孔、平面，外圆、尚可滚压圆角、凹槽等成型面。但不足之处是滚压次数较高，滚珠的使用寿命较短。滚轮滚压常用于外圆和大直径浅孔的加工，目前有单轮、双轮、或多轮形式。与滚珠滚压加工相比，滚轮滚压加工后的表面粗糙度略高，单滚轮滚压内外圆表面时，容易引起工件的弯曲变形，因此单轮滚压对被加工工件表面的刚度要求较高。滚柱滚压也是目前使用较为广泛的一种滚压加工方式，与滚轮加工相比，该方法避免了滚轮直径大、需要的滚压力大的缺点；与滚珠加工相比，使用寿命较为长久，同时可以达到较低的表面粗糙度，较适合于小型精密零件或重型零件的光整加工。
[0004] 另外，华南理工大学采用旋转压圆柱形滚柱滚压的方法获得表面组织细化和强化，该方法是一种表面回转类滚压的强化方式，取得了良好的效果，但若用该方法加工板材，由于滚柱母线方向各处相对板材线速度不均匀，滚柱扭转变形受力不一致，因此对模具损耗较大。
[0005] 可见，以上几种滚压方式主要局限于轴、套类零件的加工，对于大平面滚压以及毛坯相对运动形式的高效经济的滚压，当前的研究还不够细致深入。
发明内容
[0006] 为弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：一种对称锥体滚压部件，包括旋转压体和滚子压头，所述旋转压体内设嵌槽，滚子压头设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面，另一面为支撑面，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，避免长时间加工过程中产生的黏附积屑对旋转压体和滚子压头整体寿命的不利影响，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙。
[0007] 优选的，所述滚子压头工作面的所有母线的交点聚焦在旋转压体的轴心线上。
[0008] 优选的，所述滚子压头所有面交界处均为圆角过渡。
[0009] 优选的，所述旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓、端直通接头；所述支撑轴为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台，其中下方的凸台与保持架契合，上方的凸台与弹簧接触，保持架与支撑轴之间通过轴销固定，轴套筒套在支撑轴外，并可通过弹簧对支撑轴施加压力，连接卡块设置于支撑轴上方，滚压刀本体设置于轴套筒上方，滚压刀本体与轴套筒之间通过铰制孔螺栓固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有余腔，连接卡块设置于滚压刀本体的余腔内，其直径与滚压刀本体的余腔契合，其高度低于滚压刀本体余腔的高度，连接卡块与支撑轴通过铰制孔螺栓固定，使得支撑轴能卡在轴套筒上方，受力时，支撑轴会向上运动进入余腔内，铰制孔螺栓固定使支撑轴留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽中下部设置于保持架内，嵌槽顶部设置于支撑轴内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触。
[0010] 优选的，所述保持架由左半体、右半体、保持架筒组合而成，左半体、右半体为半筒体，底部为开有嵌槽的半圆柱体，所述左半体、右半体呈对称结构，可拼合成一个桶状体，两个嵌槽的轴心线设置于左右半体的拼合线上，所述保持架筒为与左右半体等高的筒体，左右半体拼合后嵌套在保持架筒内，支撑轴伸入左右半体拼合体内。
[0011] 优选的，还包括油孔，所述油孔设置在滚压刀本体轴心、支撑轴内和连接卡块内，连接卡块上的油孔设置在卡块中心凹槽的边缘两侧，且下部对接的支撑轴上的油孔位置保持一致，与用于给滚子压头与支撑轴以及保持架的接触面提供润滑。
[0012] 本发明还提供了一种对称锥体滚压装置，包括旋转压体、滚子压头、旋转压体驱动装置、床体、床体驱动装置，所述旋转压体内设嵌槽，滚子压头设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面，另一面为支撑面，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，所述旋转压体驱动装置用于驱动旋转压体旋转，所述床体用于放置待加工试样，旋转压体旋转时带动滚子压头在样品表面旋转滚压，所述床体驱动装置用于驱动床体在垂直于旋转压体轴心线的平面上做水平和竖直方面的运动。
[0013] 优选的，所述旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓、端直通接头；所述支撑轴为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台，其中下方的凸台与保持架契合，上方的凸台与弹簧接触，保持架与支撑轴之间通过轴销固定，轴套筒套在支撑轴外，并可通过弹簧对支撑轴施加压力，连接卡块设置于支撑轴上方，滚压刀本体设置于轴套筒上方，滚压刀本体与轴套筒之间通过铰制孔螺栓固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有余腔，连接卡块设置于滚压刀本体的余腔内，其直径与滚压刀本体的余腔契合，其高度低于滚压刀本体余腔的高度，连接卡块与支撑轴通过铰制孔螺栓固定，使得支撑轴能卡在轴套筒上方，受力时，支撑轴会向上运动进入余腔内，铰制孔螺栓固定使支撑轴留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽中下部设置于保持架内，嵌槽顶部设置于支撑轴内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触。
[0014] 所述旋转压体驱动装置为主轴电机，主轴电机连接到滚压刀本体，用于驱动旋转压体转动，还包括电动压下装置，用于调节旋转压体的高度，所述床体包括床身和直立支架，床身上设工作台，所述床体驱动装置包括纵向进给电机和横向进给电机，用于固定工件的工作台不动，纵向进给电机通过纵向联轴器驱动纵向丝杠传动副，使得装有旋转压体装置的直立支架沿着床身上的纵向导槽做纵向运动，即纵向进给；横向进给电机通过横向联轴器驱动横向丝杠传动副，使得固定在直立支架上的旋转压体装置通过直立支架上的横向导槽做横向运动，即横向进给。
[0015] 本发明采用对称型锥体滚子压头，既有工作面，又有支撑面；特点是其顶点，即所有工作面母线的交点在旋转压体转心轴线上，并且工作面最底部的母线保持水平状态，以保证与工件平行接触，由于圆锥台滚子压头各横截面的周长与其到顶点的距离成定比关系，故该方式可以实现纯滚动。工作面与旋转压体嵌槽壁因留有间隙而不与旋转压体嵌槽壁接触，支撑面只与旋转压体嵌槽壁接触而不与工件接触，既实现了纯滚动，又保证了润滑。同时避免了滚子压头侧面既是工作面与工件接触，又作为支撑面与旋转压体内的嵌槽壁相接触对模具寿命造成的不良影响。
[0016] 本发明模具的两个对称型锥体滚子压头与加工试件之间在连续加工过程中接近纯滚动，避免了压头自身表面的不均衡摩擦和过大的扭转力矩，磨损量少，有利于压头寿命的提高。压头分工作面和支撑面，支撑面与旋转压体内部槽之间有间隙，降低了工作面与工件接触后对旋转压体的内部槽的影响，使压体寿命提高。对称型锥体滚子压头与工件之间属于一定长度的线接触，加工覆盖范围较大，比滚珠滚压方式加工时间短，有效的提高了加工效率。相对滚柱滚压方式，又减少了模具损耗，延长了模具寿命。与传统的喷丸方式相比，这种表面加工方式使表面应变组织分布更加均匀，加工控制方式更加灵活。结合电机转速可控、压下量可调、床体进给速度可调的特点，在运行过程中，可按实验样品材质以及操作实施条件等情况进行进一步的精确控制，以保证不同条件下表面强化加工的顺利进行。综上可知，该方法表面加工质量均匀、加工效率高，工业应用潜力较大。
附图说明
[0017] 图1为实施例1的对称锥体滚压部件的结构示意图。
[0018] 图2为滚子压头的受力分析图。
[0019] 图3为滚子压头的立体结构图。
[0020] 图4为工作时旋转压体及滚子压头的运动状态示意图。
[0021] 图5为实施例2的对称锥体滚压装置的正面示意图。
[0022] 图6为实施例2的对称锥体滚压装置的侧面示意图。
[0023] 图7为实施例3的对称锥体滚压部件的正面剖面示意图。
[0024] 图8为实施例3的对称锥体滚压部件的侧面剖面示意图。
[0025] 图9为嵌槽顶面圆心位置示意图，图中黑点所示即为滚子压头支撑面的锥体顶面对应的嵌槽圆心位置。
[0026] 图10为实施例3的连接卡块俯视图。
[0027] 图11为保持架分解示意图。
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
[0029] 实施例1
[0030] 如图1-4所示，本对称锥体滚压部件，包括旋转压体100和滚子压头200，所述旋转压体内设嵌槽300，滚子压头200设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面201拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面202，另一面为支撑面203，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，避免长时间加工过程中产生的黏附积屑对旋转压体和滚子压头整体寿命的不利影响，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，所述滚子压头工作面的所有母线的交点聚焦在旋转压体的轴心线上，所述滚子压头所有面交界处均为圆角过渡。
[0031] 对于本装置的滚子压头在竖直滚转剖面受力情况，可以通过附图1和附图2加以分析。如附图1：FD为对称型锥体滚子压头受旋转压体嵌槽壁的合力；FN为被加工工件400对旋转工作面的反向压力；Ff为需克服的向心力；受力面只有支撑面和工作面，对称型锥体滚子压头上下圆底面均不受力。如附图2：左图为对称型锥体滚子压头排除嵌槽壁给的力后受的外力情况，FD*为需要嵌槽壁克服的合力，大小与FD相等，方向相反；F1为支撑面下侧部分给予对称型锥体滚子压头的支撑力，F2为支撑面上侧部分给予对称型锥体滚子压头的支撑力。需要说明的是，附图1和附图2是分析对称型锥体滚子压头在纸面内的平面上受力情况，由于对称型锥体滚子压头在工作过程中受嵌槽壁驱使而转动，因此FD*、F1、F2都有偏离纸面受力现象，但受力原理一样。
[0032] 实施例2：
[0033] 如图5-6所示，本对称锥体滚压装置，包括旋转压体100、滚子压头、旋转压体驱动装置、床体、床体驱动装置，所述旋转压体内设嵌槽，滚子压头设置于旋转压体嵌槽内，所述滚子压头为一体成型，其外观为两个相同尺寸的圆锥台型滚子在底面拼合而成，靠近旋转压体轴心线的回转面为工作面，另一面为支撑面，滚子压头有两个，两个滚子压头的轴心线与旋转压体的轴心线在同一平面内，且在该平面内，两个滚子压头的轴心线以旋转压体轴心线为轴对称布置，嵌套在旋转压体中的两个滚子压头的工作面最底部的母线位于旋转压体外部，且为水平状态，滚子压头的工作面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙，使得工作面与旋转压体互不接触，滚子压头的支撑面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近工作面的顶面与旋转压体嵌槽壁光滑接触，滚子压头靠近支撑面的顶面与旋转压体嵌槽壁之间设有预留间隙。
[0034] 所述旋转压体包括保持架、支撑轴、轴套筒、轴销、连接卡块、滚压刀本体、弹簧、铰制孔螺栓；所述支撑轴为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台，其中下方的凸台与保持架契合，上方的凸台与弹簧接触，保持架与支撑轴之间通过轴销固定，轴套筒套在支撑轴外，并可通过弹簧对支撑轴施加压力，连接卡块设置于支撑轴上方，滚压刀本体设置于轴套筒上方，滚压刀本体与轴套筒之间通过铰制孔螺栓固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有余腔，连接卡块设置于滚压刀本体的余腔内，其直径与滚压刀本体的余腔契合，其高度低于滚压刀本体余腔的高度，连接卡块与支撑轴通过铰制孔螺栓固定，使得支撑轴能卡在轴套筒上方，受力时，支撑轴会向上运动进入余腔内，铰制孔螺栓固定使支撑轴留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽中下部设置于保持架内，嵌槽顶部设置于支撑轴内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触。
[0035] 所述旋转压体驱动装置为主轴电机2，主轴电机2连接到滚压刀本体，用于驱动旋转压体转动，旋转压体100与旋转压体驱动装置组成旋转压体装置，还包括电动压下装置3，用压下电机驱动，用于调节旋转压体的高度，所述床体包括床身4和直立支架5，床身上设工作台6，所述床体驱动装置包括纵向进给电机7和横向进给电机8，用于固定工件的工作台6不动，纵向进给电机7通过纵向联轴器9驱动纵向丝杠传动副10，使得装有旋转压体装置的直立支架5沿着床身上的纵向导槽11做纵向运动，即纵向进给；横向进给电机8通过横向联轴器12驱动横向丝杠传动副13，使得固定在直立支架上的旋转压体装置通过直立支架5上的横向导槽14做横向运动，即横向进给。
[0036] 还包括PLC可编程控制系统1用于控制对称锥体滚压装置的加工过程。
[0037] 对尺寸为400*250*10mm的1Cr17不锈钢板进行加工。加工前，应根据试件材质及表面实际状况，按常规预处理工艺(如：去污、除锈等)进行处理以获得清洁、干燥的表面。原始硬度为180HV。
[0038] 对称型锥体滚子压头为硬质合金材质，工作面宽度为20mm，两滚子压头工作面底面母线中心点距离为60mm。将工件水平固定在工作台上，采用压下电机来传递压力，调整压下高度使预压力为3000N，然后启动主轴电机2并调至转速为V＝360转/分钟，启动纵向进给电机7，直立支架5沿纵向导槽11进给速度V2＝0.1mm/s。当完成纵向长度的单次滚压后，启动横向进给电机8，直立支架5沿横向导槽14向未加工区域移动18mm。然后再沿纵向导槽11以相同的速率V回程滚压，如此循环，直至覆盖整个金属表面。最后对处理后的试样进行表面清理，经硬度测试，表面处理之后的试样表面硬度增加至265HV，将近原先的1.5倍。
[0039] 对尺寸为600*300*15mm的黄铜板进行加工，按常规预处理工艺进行处理以获得清洁、干燥的表面，原始硬度为80HV。对称型锥体滚子压头为硬质合金材质，工作面宽度为20mm，两个对称型锥体滚子压头有效旋转的平均半径为60mm。将工件水平固定在工作台上，调节压下电机使预压力为2500N，然后启动主轴电机2并调至转速为V＝300转/分钟，启动纵向进给电机7，直立支架5沿纵向导槽11进给速度V2＝0.15mm/s。当完成纵向长度的单次滚压后，启动横向进给电机8，直立支架5沿横向导槽14向未加工区域移动15mm。然后再沿纵向导槽11以相同的速率V回程滚压，如此循环，直至覆盖整个金属表面。对处理后的试样进行表面清理，经硬度测试，与未处理试样的表面显微硬度相比，表面处理之后的试样表面硬度增加至138HV。
[0040] 实施例3：
[0041] 如图7-11所示，本对称锥体滚压部件，包括旋转压体100和滚子压头200，所述旋转压体包括保持架15、支撑轴16、轴套筒17、轴销18、连接卡块19、滚压刀本体20、弹簧21、铰制孔螺栓22,28、端直通接头23；所述支撑轴16为圆柱状，支撑轴中部凸出，形成两个凸台161，其中下方的凸台与保持架15契合，上方的凸台与弹簧21接触，保持架15与支撑轴16之间通过轴销18固定，轴套筒17套在支撑轴16外，并可通过弹簧21对支撑轴16施加压力，连接卡块19设置于支撑轴16上方，滚压刀本体20设置于轴套筒17上方，滚压刀本体20与轴套筒17之间通过铰制孔螺栓28固定，滚压刀本体为圆柱形，底部设有空心的余腔25，连接卡块19设置于滚压刀本体的余腔24内，其直径与滚压刀本体的余腔25契合，其高度低于滚压刀本体余腔24的高度，连接卡块19与支撑轴16通过铰制孔螺栓22固定，使得支撑轴16能卡在轴套筒
17上方，受力时，支撑轴16会向上运动进入余腔24内，铰制孔螺栓22固定使支撑轴16留在滚压刀本体余腔内而不至于脱落；所述嵌槽300中下部设置于保持架15内，嵌槽顶部设置于支撑轴16内，滚子压头支撑面的锥体顶面圆心位置对应在保持架嵌槽上，使得滚子压头固定在保持架内，其滚子压头的支撑面与支撑轴接触。对称锥体滚压部件的传力顺序为：对滚压刀本体20施加压力，滚压刀本体20将压力传送给轴套筒17，轴套筒17挤压弹簧21变形，弹簧
21将力传送给支撑轴16，支撑轴16将压力传送给滚子压头200，使滚子压头200对试样表面施加压力。
[0042] 所述的连接卡块19上表面开有圆柱体凹槽191,凹槽内侧设有螺栓孔192，铰制孔螺栓22穿过螺栓孔将连接卡块19固定在支撑轴16上，凹槽边缘设置有油孔25，且下部对接的支撑轴上的油孔26位置保持一致，与用于给滚子压头与支撑轴以及保持架的接触面提供润滑，滚压刀本体中心也设有油孔27，其底部末端开有螺纹槽并连接端直通接头23，使油滴通过余腔进入凹槽191中，经离心旋转流入孔25。所述的连接卡块19两侧设有突出的耳键193，滚压刀本体20在余腔内壁上设有与耳键193对应的键槽28，键槽28贯穿整个余腔；连接卡块19的耳键193嵌合在键槽28上，使得连接卡块19能跟随滚压刀本体20转动。
[0043] 所述保持架15由左半体151、右半体152、保持架筒153组合而成，左半体151、右半体152为半筒体，底部为开有嵌槽的半圆柱体，所述左半体151、右半体152呈对称结构，可拼合成一个桶状体，两个嵌槽300的轴心线设置于左右半体的拼合线上，所述保持架筒153为与左右半体等高的筒体，左右半体拼合后嵌套在保持架筒内，支撑轴伸入左右半体拼合体内，左半体151、右半体152、保持架筒153与支撑轴16对应位置设有轴孔，以供轴销24固定用。
