專利名稱：多軸擠出機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1前敘部分所述的具有至少兩主軸 的多軸擠出機。
背景技術：
將主軸與配置其上的螺旋進給器或類似用途的轂類零件以不可 相對轉動的連接方式進行聯(lián)接，多種方法均可實現(xiàn)。
德國專利DE-C813154公開了一種使用雙軸的機器，其軸與轂的 聯(lián)接方式即軸轂聯(lián)接采用滑鍵或方形鍵齒來實現(xiàn)。另一份德國專利 DE7701692 Ul公布公開了一種利用花鍵進行軸轂聯(lián)接的方式；另外， 德國專利DE2750767 Al公布和歐洲專利EP0001970 Al公布中公開了 一種使用三個均勻布置的獨立嵌入鍵來定位軸和轂的技術，歐洲專利 EP0330308 Al公布中公開了一種采用兩個不均勻布置的鍵來聯(lián)接軸 和轂的技術。但目前德國國內(nèi)主要使用德國工業(yè)標準DIN5480中規(guī)定
的漸開線軸。
而'且，根據(jù)Konstrukt.ionsbUcher (Springer-Verlag， 1984年 版第210至211頁)所描述的，設計機器時各種軸轂聯(lián)接(直接或間 接)均應考慮疲勞切口因子和疲勞強度的基本原理。但以上公開的技 術實施例中轂的壁厚為均勻等厚的某一數(shù)值。權利要求1中所描述的 一種擠出機，其螺旋進給器或類似用途的轂類零件在整個圓周上可緊密嚙合，轂類零件橫斷面的輪廓由三段連續(xù)的圓弧封閉而成，該三段 圓弧的直徑分別由螺旋進給器的外徑、螺旋進給器的根部直徑以及相
鄰兩軸之間的中心距來確定定(可與EP0002131 Bl中的聯(lián)接方式比 較)。
最經(jīng)濟的螺旋進給器是在最大輸入轉矩條件下可產(chǎn)生最大的輸 送量。螺旋進給器系統(tǒng)的橫斷面輪廓受到其安裝孔直徑大小及相鄰兩 安裝孔距離大小的制約。根據(jù)技術要求、可行性和實際需要，其必須 按比例地分成四個部分。為了能傳輸待加工原料，暢通自由的傳輸面 必不可少，傳輸面由螺旋進給器的外徑及螺旋片深度決定，這樣一來 也就確定了螺旋進給器根部直徑和兩螺旋進給器主軸之間的中心距 離；其次，主軸上需要有與轂類零件聯(lián)接的接觸面，該接觸表面能承 受額定載荷并能完成轉矩的傳遞；再次，螺旋進給器上有關的結構面 也需考慮其承受載荷的能力；最后，必須考慮與主軸聯(lián)接的轂類零件 橫斷面需有足夠大的橫截面積。
每根主軸的長度至少為螺旋進給器安裝孔的20倍，主軸上安裝
有多個轂類零件，各轂類零件緊靠一起安裝定位。傳遞到螺旋進給器 上的最大轉矩決定了擠出機工作能力。
因此，擠出機的效率和經(jīng)濟效益決定于其保持最大產(chǎn)出量時能承 受的長時間最大允許轉矩。
Kunststoffe， 2/2005,第75頁中描述，制約雙螺旋進給器擠出 機性能的因素主要是螺旋進給器根部直徑的大小。螺旋片切得越深 (即螺旋片的攝入量增大)，螺旋進給器橫斷面的橫截面積相應就越小，從而使安裝該轂類零件的主軸的直徑也需變小。這樣一來，DIN 標準中規(guī)定的齒形或類似結構的齒根強度就會出現(xiàn)問題。因此，均勻 布置鍵齒可較好改善受力狀況及內(nèi)部應力分布狀況。對稱布置的鍵齒 需要精確加工，擠出機的性能和效率可進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在輸入轉矩相同的情況下，大幅提高擠出機的
生產(chǎn)輸出量。
本發(fā)明權利要求1中描述的技術方案實現(xiàn)了這一目的。更進一步 的實施例在本發(fā)明的從屬權利要求中描述。
根據(jù)本發(fā)明，當軸轂之間以高轉矩輸入時，可增大螺旋進給器或 轂類零件的螺旋片深度來加大進給量。也就是說，在兩主軸中心距相 同的情況下，轂類零件外徑增大且根部直徑變小，從而大幅增大螺旋 進給器自由傳輸螺旋面或螺旋加工面的面積，達到提高擠出機性能的 目的。
因此，轂類零件可以這樣改進1)在直徑等于螺旋進給器根部
直徑的圓弧處，與主軸的聯(lián)接不設置任何鍵齒而是光滑的面聯(lián)接；2) 在螺旋進給器的兩端部設置加強部。
轂類零件根部直徑壁厚度最小，其硬度和抗扭剛度比主軸均較 高。當主軸傳遞轉矩時，主軸扭轉的變形量大于轂類零件的變形量。 轂類零件上相應的區(qū)域承受住該外力，此時，轂類零件端部的薄壁處 產(chǎn)生最大的強度應力。
因此，在轂類零件根部的壁厚必須能承受上述強度應力并盡量做到最小壁厚。
本發(fā)明的技術方案解決了上述問題，即在薄壁處不設置鍵齒之類 的軸轂聯(lián)接，而是采用光滑的面聯(lián)接，這樣可減小轂類零件根部的直 徑，因此就可增加螺旋片的深度，同時也不削弱與之聯(lián)接的主軸的強
審 /又。
既然主軸的橫截面直徑dTi不發(fā)生減小，所以其傳遞轉矩的能力 也不會減小。
本發(fā)明中的主軸可以通過簡單的加工方式進行加工制造，如在常 用的按D工N5480標準所加工的主軸的基礎上去掉與轂類零件根部直 徑對應的薄臂處的鍵齒即可，除去鍵齒的方式可以采用磨削加工方式。
轂類零件根部直徑對應的薄壁處與主軸聯(lián)接的聯(lián)接面可采用截 面為圓弧的弧面配合，也可采用截面為直線的平面配合。
另外，對于采用單頭螺紋的螺旋進給器的情況，可在轂類零件的 端部增加一加強部來增大轉矩傳遞過程中兩端部薄壁處的強度應力 的能力，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明在其端部增設環(huán)狀加強部。
如果螺旋進給器端部有加強環(huán)，會影響該零件的生產(chǎn)速度，但是 影響的程度是比較小的，可以不予考慮。
根據(jù)計算及試驗，本發(fā)明的多軸擠出機在相同扭力輸入情況下可
而且，本發(fā)明的多軸擠出機增加了密封面來避免原料在進給器之 間或進給器和主軸之間被碾碎。作為優(yōu)選方式，本發(fā)明的多軸擠出機采用的軸轂聯(lián)接是利用漸開 線形鍵齒、鋸齒形鍵齒或花鍵來實現(xiàn)軸與轂類零件之間的聯(lián)接。特別 合適的聯(lián)接方式是轂類零件的鍵槽或鍵齒邊角處打磨成圓角。
本發(fā)明的多軸擠出機至少包括兩個主軸，實際應用中主軸的數(shù)量 可以更多。例如，擠出機有至少三個主軸，各主軸安裝在呈圓形布置 或圓弧形布置的安裝孔中，各安裝孔等中心角分布，安裝孔為軸線平 行于主軸軸心的圓形孔，轂類零件安裝至主軸后可在其中旋轉，各主 軸的各安裝孔內(nèi)所安裝的主軸的外殼分別位于安裝孔的內(nèi)外兩側。歐
洲專利EP0788867 B公布中公開了一種有多個主軸且安裝孔呈環(huán)形布 置的實施例。
轂類傳輸件包括一個螺旋進給器，轂類加工件可以是具有相反方 向螺紋的回饋螺旋零件、捏合機轉芯、帶突起或鋸齒的圓盤等。本發(fā) 明所述的轂類零件還可以是既包含有傳輸部分又包含有加工部分的
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。
圖1為本發(fā)明的雙軸擠出機兩轂類零件嚙合時的橫截面視圖;


圖3為圖1中轂類零件的端面視圖;
圖4為本發(fā)明實施例另一轂類零件的立體示意圖;
圖5為圖4中轂類零件的端面視圖;
圖6為本發(fā)明實施例又一轂類零件的側視圖;圖7為圖6中轂類零件的端面視圖8為圖6中轂類零件的立體示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，分別套裝在兩主軸4上的轂類零件1相互嚙合在一 起，轂類零件1的橫斷面包括一由圓弧A-B、 E-F和A-E圍成的封閉 區(qū)域2。圓弧A--B的直徑與轂類零件l的最大外徑DA相同，圓弧E-F 的直徑與轂類零件1根部直徑Dk相同，而圓弧A-E的直徑不超過兩 相互嚙合的轂類零件的中心距離。
主軸4的軸表面設有外鍵齒5，轂類零件1中心孔內(nèi)表面設有 可與外鍵齒5配合的內(nèi)鍵齒3。轂類零件1上設有供傳輸之用的自由 傳輸面6，傳輸面6的形狀由轂類零件1的外徑DA大小及轂類零件1 外表的螺旋片深度來決定。此外，主軸4與轂類零件1之間的軸轂聯(lián) 接配合面7是必需的，其由尺寸dTA和dTi的大小來確定。
參照圖2和圖3，轂類零件1為一螺旋桿，其中心孔內(nèi)表面也 設有與外鍵齒5配合的內(nèi)鍵齒3，外鍵齒5布置在主軸4與轂類零件 1的整個配合面上。內(nèi)、外鍵齒3、 5的齒廓為漸開線齒形。轂類零 件1的端部分別設有環(huán)狀的加強部8、 9。
參照圖4和圖5，其為本發(fā)明中轂類零件的另一實施例，轂類 零件1為雙螺旋的螺旋桿，轂類零件1橫斷面上圓弧E-F對應的薄壁 區(qū)域11、 12處的內(nèi)表面上未設置鍵齒。在該薄壁區(qū)域，轂類零件1 與主軸4之間為光滑的面配合。內(nèi)鍵齒3的齒槽設置在轂類零件1橫 斷面上圓弧A-E和A-B所對應的厚壁區(qū)域，從一端延伸至另一端。因此，薄壁區(qū)域ll、 12處的結構強度由于沒有加工齒槽而不會降低。 本實施例中，對應于薄壁區(qū)域ll、 12的兩側均設置有四個鍵齒，主 軸4上對應于轂類零件1兩側的圓弧A-B分別設置有相應的五個鍵 齒。傳遞轉矩時，轉矩通過主軸4與轂類零件1之間的兩組鍵齒即兩 鍵齒組和對應的齒槽來實現(xiàn)，兩鍵齒組之間的距離大于任一組內(nèi)兩鍵 齒之間的距離。
參照圖6至圖8，其為本發(fā)明中轂類零件的又一實施例，轂類 零件1為單螺旋的螺旋桿，轂類零件1橫斷面上圓弧E-F對應的薄壁 區(qū)域11、 12處的內(nèi)表面上未設置鍵齒，轂類零件1的兩端部分別設 置有圓形加強部13、 14，加強部13、 14為同心的兩圓環(huán)。此外，軸 轂聯(lián)接的中心與主軸4的軸心重合，如圖4和圖5中所示。主軸4上 與轂類零件1光滑面配合之處需完全對應以保證配合的可靠性。
權利要求
1. 一種多軸擠出機，包括至少兩平行主軸(4)，主軸(4)上套裝有作為傳輸和/或加工用途的轂類零件(1)，轂類零件(1)與主軸(4)之間形成軸轂聯(lián)接，相鄰主軸上的轂類零件(1)相互嚙合，轂類零件(1)橫斷面包括一由圓弧(A-E、E-F、A-E)圍成的封閉區(qū)域(2)，圓弧(A-E、E-F、A-E)的直徑分別對應于轂類零件(1)的最大直徑(D)、根部直徑(d)及不超過相鄰兩轂類零件中心距離(Ax)的一數(shù)值，其特征在于轂類零件(1)橫斷面上與根部直徑(d)相對應的圓弧(E-F)所在的薄壁區(qū)域與主軸(4)的聯(lián)接面為未設置軸轂聯(lián)接的光滑面配合；轂類零件(1)與主軸(4)的聯(lián)接面上設有兩組供傳遞動力之用的鍵齒組，所述各鍵齒組包含至少兩個鍵齒，兩鍵齒組之間的距離大于任一組內(nèi)兩鍵齒之間的距離。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于所述各鍵齒組包 含至少三個鍵齒。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的一種多軸擠出機，其特征在于轂類零件(1)與主軸(4)聯(lián)接面上未設置軸轂聯(lián)接的光滑配合面為圓弧形成的弧形面 或直線形成的平面。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于所述轂類零件(l)的端部設有加強部(8、 9; 13、 14)，加強部(8、 9、 13、 M)為環(huán)形結 構。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種多軸擠出機，其特征在于加強部(8、 9) 為同心的圓環(huán)結構；加強部(13、 14)為凸輪狀喇叭口形。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于所述軸轂聯(lián)接為 漸開線齒形的鍵齒聯(lián)接或鋸齒形鍵齒聯(lián)建或花鍵軸聯(lián)接。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于所述作為傳輸用 途的轂類零件(1)即轂類傳輸件為一螺旋進給器，作為加工用途的轂類 零件(1)即轂類加工件為一具有相反方向螺紋的回饋螺旋零件、捏合機 轉芯、帶突起或鋸齒的圓盤。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于僅在部分圓周上 起作用的多鍵齒軸聯(lián)接用于轉矩的傳遞。
9. 根據(jù)權利要求1所述的一種多軸擠出機，其特征在于所述轂類零件(l)的端部設有的加強部(8、 9; 13、 14)的直徑大于轂類零件(1)的根部 直徑(Dk)并且不超過相互配合的兩轂類零件的中心距離(Ax)。
全文摘要
一種擠出機，其轂類零件(1)的橫截面包括一由圓弧圍成的輪廓，該輪廓中各圓弧的直徑分別對應于轂類零件(1)的最大直徑、轂類零件(1)的根部直徑及相鄰兩轂類零件(1)的中心距離，轂類零件(1)橫斷面上與根部直徑相對應的圓弧所在的薄壁區(qū)域與主軸的聯(lián)接面為未設置軸轂聯(lián)接的光滑面配合并且/或者轂類零件端部設有加強部(13、14)。
文檔編號F16D1/06GK101300120SQ200680041262
公開日2008年11月5日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權日2005年11月11日
發(fā)明者約瑟夫·A·布拉赫 申請人:布拉赫管理兩合公司