專利名稱：薄壁旋轉(zhuǎn)體零件的加工刀具、工裝設(shè)備及旋壓機(jī)或滾齒機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械加工方法領(lǐng)域，尤其是涉及一種薄壁齒套等復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體零件的加工專用刀具及應(yīng)用其的旋壓機(jī)和滾齒機(jī)等加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
—些旋轉(zhuǎn)體零件的形狀比較復(fù)雜,如圖I所示的薄壁齒套,需加工出內(nèi)外花鍵,而毛坯材料為薄壁桶材，余量小，不能使用傳統(tǒng)的滾齒、插齒、拉齒等方法。并且，薄壁件直徑較大，齒形較長，在生產(chǎn)過程中難以實(shí)現(xiàn)裝卡定位，普通夾具會使毛坯嚴(yán)重變形；另外，加工時容易出現(xiàn)讓刀、震刀，應(yīng)力集中所產(chǎn)生的不規(guī)則變形，致使零件尺寸超差、表面粗糙度差。就目前機(jī)械領(lǐng)域中的旋壓技術(shù)水平，業(yè)已能夠解決此問題。特別是美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家，旋壓技術(shù)日臻完善，他們不但擁有先進(jìn)設(shè)備，而且已經(jīng)掌握了成熟系統(tǒng)的旋壓技術(shù)。但國內(nèi)旋壓技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與之相比，在產(chǎn)品種類、尺寸精度、設(shè)備能力和自動化 程度及工藝?yán)碚撗芯康确矫娑加幸欢ǖ牟罹?。并且設(shè)備基本上屬于專機(jī)，不具備柔性生產(chǎn)的特點(diǎn)，更換產(chǎn)品時需要更換所有刀具、工裝等，生產(chǎn)效率低。實(shí)用新型人依據(jù)旋壓原理設(shè)計(jì)了一種薄壁齒套的簡易加工所使用的刀具及配合工裝及采用其的旋壓機(jī)或滾齒機(jī)等加工設(shè)備，提高了加工效率，且使設(shè)備具有柔性。
發(fā)明內(nèi)容旋壓是一種綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾擠等加工特點(diǎn)的成形金屬空心回轉(zhuǎn)體件的先進(jìn)工藝。將金屬筒坯或片材等固定在旋壓機(jī)(或其他適于滾削加工的設(shè)備)芯模上，由主軸帶動芯棒(芯軸)和坯料旋轉(zhuǎn)，同時旋壓輪從毛坯料一側(cè)將材料擠壓在旋轉(zhuǎn)的芯模上，使材料受擠壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點(diǎn)的變形，從而獲得各種空心回轉(zhuǎn)體零件。為解決背景技術(shù)中所述技術(shù)問題，實(shí)用新型人提出利用旋壓原理對壁齒套的加工刀具，具體如下該加工刀具包括圓餅狀的旋壓輪架，旋壓輪架軸心處設(shè)有用于與旋壓機(jī)等設(shè)備的刀柄相連接的軸孔，以軸孔為中心在旋壓輪架兩側(cè)邊緣處各設(shè)有一空槽，空槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)固定有一旋壓輪，所述旋壓輪的部分輪體伸出空槽，所述旋壓輪外圓有尺寸與待加工工件要求的外花鍵形狀相匹配的倒角。進(jìn)一步，所述旋壓輪套裝在滾針軸承上，通過連接軸8穿過旋壓輪架11的端面孔、空槽及滾針軸承7的里孔將滾針軸承與旋壓輪架固定連接。所述連接軸為階梯軸，其臺肩與旋壓輪架11的端面孔配合，另一端則由彈性擋圈14將其固定。進(jìn)一步，所述軸孔帶有可與刀柄可通過鍵進(jìn)行連接的鍵槽。與該刀具配合的工裝設(shè)備，其特征在于，包括支架、芯軸、芯模、卸料旋轉(zhuǎn)套和緊固機(jī)構(gòu)，所述芯軸旋轉(zhuǎn)固定于支架上，芯模分為上下兩部分，芯模通過其軸孔套裝在芯軸上，芯模上部用于套裝待加工工件，壓緊機(jī)構(gòu)將待加工工件與芯模精密固定，并使兩者跟隨芯軸共同旋轉(zhuǎn)；芯模下部具有外螺紋，且外螺紋的外徑小于芯模上部的外徑，芯模下部與具有內(nèi)螺紋的卸料旋轉(zhuǎn)套螺紋相連，卸料旋轉(zhuǎn)套上端設(shè)有一環(huán)狀體，環(huán)狀體內(nèi)徑不小于芯模上部分底端的外徑。一種旋壓機(jī)或滾齒機(jī)，其特征在于與旋壓機(jī)或滾齒機(jī)的刀柄相連接的上述刀具。另，與刀具相配合的工裝也采用上述工裝設(shè)備。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，采用的設(shè)備和模具都比較簡單，沒有專用的旋壓機(jī)時可用車床代替，除可成形如圓筒形、錐形、拋物面形成或其它各種曲線構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體外，還可加工相當(dāng)復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體零件。在機(jī)加工中，節(jié)約原材料又能保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕產(chǎn)品重量又能延長其使用壽命，并且降低制造成本。另外，對于不同的產(chǎn)品，本實(shí)用新型只需要更換芯模與修整旋壓輪倒角即可，柔性較強(qiáng)。

圖I是一種旋轉(zhuǎn)體零件結(jié)構(gòu)示意圖·圖2是本實(shí)用新型的刀具與工裝設(shè)備配合的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖2的俯視局部示意圖圖4是加工狀態(tài)下旋壓輪與工件及芯模的配合示意圖圖中I、工件2、壓蓋3、開口墊4、螺母 5、芯模6、旋壓輪7、滾針軸承8、連接軸 9、刀柄10、鍵11、旋壓輪架 12、卸料旋轉(zhuǎn)套13、芯軸 14、彈性擋圈 15、刀套16、環(huán)狀體
具體實(shí)施方式
本加工刀具即可在旋壓機(jī)使用也可在普通滾齒機(jī)上實(shí)現(xiàn)，因此一并敘述旋壓輪以在滾齒機(jī)上安裝為例的安裝過程。首先，如圖2、圖3所示的加工原理，將旋壓輪6套在滾針軸承7上，置于旋壓輪架11邊緣空槽內(nèi)，將連接軸8穿過旋壓輪架11的空槽和滾針軸承7的里孔。連接軸8為階梯軸，其臺肩與旋壓輪架11的端面孔配合，另一端則由彈性擋圈14將其固定。相應(yīng)的在旋壓輪架另一端對稱位置安裝另外一組旋壓輪及滾針軸承等。將裝好旋壓輪的旋壓輪架11安裝于刀柄9上，靠鍵10連接，為防止旋壓輪架11的軸向竄動，在刀柄9上安裝兩個刀套15，緊貼在旋壓輪架11前后兩端面上為其軸向定位。至此，完成刀具安裝。旋壓輪架上設(shè)置有兩個滾輪，確保刀軸的動平衡。然后，如圖2所示，將工件I套在芯模5上，再由壓盤2、開口墊3、螺母4將其固定。需要提出芯模5、工件I及上部的緊固機(jī)構(gòu)均裝在芯軸13上，但只有螺母4與芯軸13配合。當(dāng)卸料時，只需稍微松開螺母4，就可將開口墊3、壓盤2、工件I卸下，節(jié)省了裝卸時間。最后，調(diào)整旋壓輪6與工件I的相對位置，保證能夠加工到位即可。[0029]上述方法中所提及的刀具結(jié)構(gòu)見圖3所示，旋壓輪為盤狀結(jié)構(gòu)，外圓有倒角，倒角尺寸按照工件要求的外花鍵形狀設(shè)計(jì)。而對應(yīng)的，芯模的外花鍵尺寸要按照工件的內(nèi)花鍵來設(shè)計(jì)，需要注意，芯模的外花鍵小徑應(yīng)略小于工件的內(nèi)花鍵小徑，以0. 05-0. Imm為宜，齒槽寬要與工件內(nèi)花鍵的齒厚配合。這樣能夠保證工件在旋壓輪的擠壓下隨芯模的外花鍵形狀變形，以得到要求的齒形。另外，芯模應(yīng)有一定的錐度，上端比下端直徑要大0. 2mm為宜，配合卸料旋轉(zhuǎn)套12，使得裝卸工件更為省力、順暢，縮短的加工所需的輔助時間，提高生產(chǎn)效率。旋壓加工的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和模具都比較簡單(沒有專用的旋壓機(jī)時可用車床代替)，除可成形如圓筒形、錐形、拋物面形成或其它各種曲線構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體外，還可加工相當(dāng)復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體零件。但是它的生產(chǎn)率較低，比較適用于試制和小批量生產(chǎn)。 以上對本實(shí)用新型的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種薄壁旋轉(zhuǎn)體零件的加工刀具，其特征在于包括圓餅狀的旋壓輪架，旋壓輪架軸心處設(shè)有用于與旋壓機(jī)等設(shè)備的刀柄相連接的軸孔，以軸孔為中心在旋壓輪架兩側(cè)邊緣處各設(shè)有一空槽，空槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)固定有一旋壓輪，所述旋壓輪的部分輪體伸出空槽，所述旋壓輪外圓有尺寸與待加工工件要求的外花鍵形狀相匹配的倒角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工刀具，其特征在于所述旋壓輪套裝在滾針軸承上，通過連接軸(8)穿過旋壓輪架(11)的端面孔、空槽及滾針軸承(7)的里孔將滾針軸承與旋壓輪架固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工刀具，其特征在于所述連接軸為階梯軸，其臺肩與旋壓輪架(11)的端面孔配合，另一端則由彈性擋圈(14)將其固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工刀具，其特征在于所述軸孔帶有可與刀柄可通過鍵進(jìn)行連接的鍵槽。
5.一種與權(quán)利要求I所述刀具相配合的工裝設(shè)備，其特征在于，包括支架、芯軸、芯模、卸料旋轉(zhuǎn)套和緊固機(jī)構(gòu)，所述芯軸旋轉(zhuǎn)固定于支架上，芯模分為上下兩部分，芯模通過其軸孔套裝在芯軸上，芯模上部用于套裝待加工工件，壓緊機(jī)構(gòu)將待加工工件與芯模精密固定，并使兩者跟隨芯軸同軸共同旋轉(zhuǎn)；芯模下部具有外螺紋且外徑小于芯模上部分的外徑，與具有內(nèi)螺紋的卸料旋轉(zhuǎn)套螺紋相連，卸料旋轉(zhuǎn)套上端設(shè)有一環(huán)狀體，環(huán)狀體內(nèi)徑不小于芯模上部分底端的外徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工裝設(shè)備，其特征在于，所述芯模上部設(shè)有外花鍵，所述外花鍵與工件內(nèi)花鍵相匹配，芯模的外花鍵小徑小于工件的內(nèi)花鍵小徑O. 05-0. Imm,齒槽寬與工件內(nèi)花鍵的齒厚配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工裝設(shè)備，其特征在于，芯模上部分的上端比下端直徑大.O. 2mmο
8.一種旋壓機(jī)，其特征在于與所述旋壓機(jī)的刀柄相配合連接的刀具是如權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的加工刀具；與所述刀具相配合連接的工裝是如權(quán)利要求5所述的工裝設(shè)備。
9.一種滾齒機(jī)，其特征在于與所述滾齒機(jī)的刀柄相配合連接的刀具是如權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的加工刀具；與所述刀具相配合連接的工裝是如權(quán)利要求5所述的工裝設(shè)備。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種薄壁齒套的簡易加工所使用的刀具及配合工裝及采用其的旋壓機(jī)或滾齒機(jī)等加工設(shè)備。其加工刀具包括圓餅狀的旋壓輪架，旋壓輪架軸心處設(shè)有用于與旋壓機(jī)等設(shè)備的刀柄相連接的軸孔，以軸孔為中心在旋壓輪架兩側(cè)邊緣處各設(shè)有一空槽，空槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)固定有一一部分輪體伸出空槽的旋壓輪，旋壓輪外圓有尺寸與待加工工件要求的外花鍵形狀相匹配的倒角。有益效果是采用的設(shè)備和模具都比較簡單，除可成形如圓筒形、錐形、拋物面形成或其它各種曲線構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體外，還可加工相當(dāng)復(fù)雜形狀的旋轉(zhuǎn)體零件。節(jié)約原材料又能保證產(chǎn)品質(zhì)量、減輕重量、延長其使用壽命，降低成本。對不同產(chǎn)品，只需要更換芯模與修整旋壓輪倒角即可，柔性較強(qiáng)。
文檔編號B21D22/16GK202570975SQ20112055217
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者張鴻源, 李國志, 郝旭, 陶磊, 王蕊 申請人:天津天海同步科技股份有限公司