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一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床及加工方法與流程

文檔序號:12219009閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,具有機床床體,其特征在于:所述機床床體包括相互獨立的中部床體(3)和側(cè)部床體(4),所述側(cè)部床體(4)置于中部床體(3)兩側(cè),在側(cè)部床體(3)之間固定連接相互平行設(shè)置的上拉桿(1)以及下拉桿(2),所述上拉桿(1)以及下拉桿(2)均水平設(shè)置且分別固定在側(cè)部床體(3)的上下部,所述成型機床還包括對蝸桿毛坯(5)進行加工的進給加工機構(gòu)以及能將蝸桿毛坯(5)夾緊固定的工件夾緊系統(tǒng),所述工件夾緊系統(tǒng)置于中部床體(3)的正中央位置,所述進給加工機構(gòu)數(shù)量設(shè)置為兩套且對稱設(shè)置于工件夾緊系統(tǒng)兩側(cè),所述進給加工機構(gòu)包括伺服液壓進給系統(tǒng)以及工件加工機構(gòu),所述蝸桿的螺紋擠壓成型機床還包括控制進給加工機構(gòu)以及工件夾緊系統(tǒng)運行且實現(xiàn)蝸桿毛坯(5)加工成型過程的綜合控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述伺服液壓進給系統(tǒng)包括伺服液壓控制系統(tǒng)、加工機構(gòu)固定頭(6)以及導(dǎo)軌(7),所述導(dǎo)軌(7)水平固定在中部機床(3)上且與待加工蝸桿毛坯(5)的軸線垂直設(shè)置,所述加工機構(gòu)固定頭(6)置于導(dǎo)軌(7)上且能在導(dǎo)軌(7)上前后自由滑動,伺服液壓控制系統(tǒng)包括水平固定的伺服液壓缸(8)和控制伺服液壓缸(8)運行的伺服控制系統(tǒng),所述加工機構(gòu)固定頭(6)與伺服液壓缸(8)的推桿頂端固定連接,所述伺服液壓缸(8)的另一端固定在側(cè)部機床上,所述伺服控制系統(tǒng)與綜合控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述工件加工機構(gòu)包括對蝸桿毛坯(5)進行加工的螺紋滾壓模具(9)以及控制螺紋滾壓模具(9)轉(zhuǎn)動的交流伺服馬達(10),所述螺紋滾壓模具(9)對稱設(shè)置于工件夾緊系統(tǒng)的兩側(cè),所述交流伺服馬達(10)與綜合控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述螺紋滾壓模具(9)呈圓形滾輪狀,其軸線與待加工蝸桿毛坯(5)的軸線平行設(shè)置,所述螺紋滾壓模具(9)與蝸桿毛坯(5)接觸的滾壓面上設(shè)有多條滾壓齒條(10),所述滾壓齒條(10)與螺紋滾壓模具(9)的軸線成夾角設(shè)置,在螺紋滾壓模具(9)的法向截面上,所述滾壓齒條(10)呈梯形外觀設(shè)置,相鄰的兩個梯形的滾壓齒條(10)之間形成滾壓槽(11)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述梯形的滾壓齒條(10)設(shè)為模數(shù)1.0mm-2.0mm,其高度設(shè)為2.3mm-4.5mm,其上底與斜邊之間設(shè)有半徑為0.3mm-0.6mm的圓角,所述滾壓槽(11)的底部寬度設(shè)為0.7mm-1.2mm,所述梯形的滾壓齒條(10)的斜邊與滾壓槽(11)的底邊之間具有半徑為0.3mm-0.6mm的圓角,相鄰梯形的滾壓齒條(10)的梯形中垂線之間的間距設(shè)為4.6mm-5.2mm,所述梯形的滾壓齒條(10)的斜邊與其中垂線之間的夾角設(shè)為17度-19.5度銳角,且滾壓齒條(10)的斜側(cè)面為平面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述工件夾緊系統(tǒng)包括用于夾緊蝸桿毛坯(5)兩端部的夾持夾具(12),以及置于夾持夾具(12)下部的V型支架(13),以及置于V型支架(13)底部并控制夾持夾具(12)運行的支撐移動機構(gòu)(14),所述夾持夾具(12)固定在底部的支撐移動機構(gòu)(14)上且分別置于蝸桿毛坯(5)前后端,所述支撐移動機構(gòu)(14)下部設(shè)有沿蝸桿毛坯(5)軸向設(shè)置的滑軌,支撐移動機構(gòu)(14)在滑軌上自由前后滑動,所述夾持夾具(12)夾緊固定蝸桿毛坯(5)時,夾持夾具(12)與蝸桿毛坯(5)的兩端設(shè)有雙頂尖活動夾具(15),所述蝸桿毛坯(5)通過雙頂尖活動夾具(15)在夾持夾具(14)上自由轉(zhuǎn)動,所述支撐移動機構(gòu)(14)數(shù)據(jù)連接綜合控制系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:在所述支撐移動機構(gòu)(14)下部設(shè)有位置傳感器,所述位置傳感器與綜合控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述位置傳感器設(shè)置為非接觸式常閉傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床,其特征在于:所述螺紋擠壓成型機床還包括冷卻液冷卻循環(huán)系統(tǒng)(16)。

10.一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床加工方法,其特征在于:包括以下步驟:

步驟一:通過上料機構(gòu)將待加工的蝸桿毛坯(5)放置在V型支架(13)上方,綜合控制系統(tǒng)通過移動支撐機構(gòu)(14)控制夾持夾具(12)開啟并夾持蝸桿毛坯(5)端部并抬起離開V型支架(13),直至加工工位;

步驟二:綜合控制系統(tǒng)控制伺服控制系統(tǒng)控制蝸桿毛坯(5)兩側(cè)的伺服液壓缸(8)運行,推動兩個加工機構(gòu)固定頭(6)沿導(dǎo)軌(7)同時向蝸桿毛坯(5)所在加工工位靠攏關(guān)閉,直至加工工位的初始位置后停止移動;在滾壓模具移動過程里,啟動交流伺服馬達(10),控制螺紋滾壓模具(9)轉(zhuǎn)動,兩個螺紋滾壓模具(9)的旋轉(zhuǎn)方向相同;

步驟三:根據(jù)綜合控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的程序,繼續(xù)由伺服控制系統(tǒng)控制兩側(cè)的伺服液壓缸(8)推動旋轉(zhuǎn)的螺紋擠壓模具(9)同時由加工初始位置靠近蝸桿毛坯(5)同步開始加工擠壓,其中,根據(jù)預(yù)設(shè)程序,兩個螺紋擠壓模具同步加工的過程中,進給方向相反,位移距離、位移速度、旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向均相同,其單側(cè)的螺紋擠壓模具的加工擠壓過程分為多個結(jié)構(gòu)類似但參數(shù)值不同的加工工步,每個加工工步中螺紋擠壓模具(9)均具有不同的位移距離、位移速度、旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向;

步驟四:加工完成后,伺服控制系統(tǒng)控制伺服液壓缸(8)回到初始位置,支撐移動機構(gòu)(14)控制夾持夾具(12)松開加工好的蝸桿成品件,蝸桿成品件跌到V型支架(13)上,然后由下料機構(gòu)將成品移至成品區(qū)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床加工方法,其特征在于:所述步驟三中的加工工步數(shù)量設(shè)為三個以上,每個加工工步具體分為兩個階段,階段一:螺紋擠壓模具(9)從進給初始位置按預(yù)設(shè)速度往蝸桿毛坯(5)的軸線方向水平進給預(yù)設(shè)的距離直至終點位置,階段二:加工機構(gòu)固定頭(6)達到終點位置后停止移動,隨后螺紋擠壓模具(9)停止轉(zhuǎn)動,此時本階段的終點位置為下一個工步的初始位置,即此時之后,螺紋擠壓模具(9)和機構(gòu)固定頭(6)將根據(jù)下一個工步的參數(shù)開始調(diào)整位移速度、旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向等加工參數(shù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床加工方法,其特征在于:所述加工工步的數(shù)量設(shè)置為三個,具體為,

工步一、螺紋擠壓模具(9)進給距離為1.0mm,移動進給速度為65-80mm/min,螺紋擠壓模具順時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度15-25r/min;

工步二、螺紋擠壓模具(9)進給距離為0.5mm,移動進給速度為40-65mm/min,螺紋擠壓模具逆時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度20-50r/min;

工步三、螺紋擠壓模具(9)進給距離為0.3mm,移動進給速度為15-50mm/min,螺紋擠壓模具順時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度25-75r/min。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床加工方法,其特征在于:所述工步三的加工階段二中,螺紋擠壓模具(9)以 25-75r/min的轉(zhuǎn)速在終點位置停留0.3s以上的時間,退回至初始位置。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中蝸桿的螺紋擠壓成型機床加工方法,其特征在于:在步驟四中,所述螺紋擠壓模具(9)的最后一個加工工步結(jié)束后,綜合控制系統(tǒng)控制支撐移動機構(gòu)(14)下部的位置傳感器開啟,位置傳感器感應(yīng)支撐移動機構(gòu)(14)的實時位置并控制其沿蝸桿的軸線方向回到初始位置,為加工下一個蝸桿毛坯提供相同的初始位置。

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