金屬軸搓滾加工裝置的製作方法

2023-05-25 16:46:21

專利名稱：金屬軸搓滾加工裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對金屬軸表面進行快速精密壓力加工的裝置。
在金屬軸加工中，研究精密快速的加工方法是技術進步的主要方向，人們在不斷完善切削、磨削等普通加工方法的同時，研究出了許多特種加工方法，其中，基於壓力加工原理的滾壓加工法在加工精度和加工範圍上有著它獨有的特點。
滾壓加工是德國人O.Fxoppl在1928年發明的，對於該項技術的發展，蘇聯、美國等國的專家都作出了重要貢獻。在五十年代末六十年代初，滾壓加工技術日趨完善，得到了廣泛的應用，我國在六十年代代前後，也開始研究推廣該項技術。
滾壓加工適用於工件外圓、內圓和平面的表面加工，但主要是用於金屬軸的外圓表面加工。在加工時，一般是在普通工具機上加裝專用工具架，用可以自由旋轉的滾子(滾輪或滾珠)作為加工工具對金屬軸進行加工。滾壓加工方法能夠簡單有效地對金屬軸外圓表面進行精密加工(精度達到數微米級)和硬化加工，但是也存在著一些明顯的不足之處1、被加工軸尺寸較大，且兩頭需留有夾持端或頂孔，不能適應小直徑軸、短軸和通軸的加工要求。
2、軸向走刀加工，有一定的應力集中，使表面質量的提高受到影響，而且無法達到圓柱度等形位精度的加工要求。
3、受上、下料和走刀速度的影響，加工效率提不高，難以達到快速精密加工的速度要求。
本實用新型的目的是提供一種新型的金屬軸表面壓力加工裝置，它能解決現有技術中存在的問題，有效地進行快速精密加工，特別是對不鏽鋼等小直徑金屬軸的快速精密加工，一次實現尺寸精度，形位精度，表面粗糙度和表面硬度的加工要求，並在加工指標上比滾壓加工有新的提高。
本實用新型的目的是這樣實現的，它包括一臺帶有往復直線運動動力臂的工具機、運動模板、固定模板和導向板組成的金屬軸搓滾加工裝置。運動模板固定在工具機的動力臂上，固定模板固定在工具機的底座上，導向板固定在固定模板的一端，在運動模板的兩端開有進料坡口和退料坡口，在固定模板的另一端開有退料坡口。
運動模板和固定模板上的進料坡口、退料坡口的坡度為1∶5-1∶20之間，長度為被加工軸周長的1-3倍。
導向板的長度與固定模板的寬度相等，寬度與進料坡口和退料坡口長度相等，高度等於被加工軸直徑的3/5-4/5倍。
運動模板與固定模板的間距小於被加工軸的直徑。當運動模板對固定模板進行相對平行運動時，在壓力狀態下搓動金屬軸沿運動模板的運動方向進行無滑動定向滾動，完成精密快速的搓滾加工。
本實用新型只需在帶有往復直線運動動力臂的工具機上(如刨床)加裝一付搓滾模板及相應的進料、退料和定位機構，即可進行金屬軸的搓滾，所以結構簡單，成本低廉。在搓滾狀態下，模板在對金屬軸進行表面複製，只要模板的精度高，即可保證加工後的金屬軸精度高，並可一次實現尺寸精度，形位精度，表面粗糙度和表面硬度的加工要求，精度最高可達到半微米級，比滾壓加工有明顯提高，表面硬度比未加工前提高50～70％，比滾壓加工略有進步。由於搓滾加工時，運動模板運動的速度決定了金屬軸加工的速度，所以加工速度較高，可實現快速精密加工。具有重要應用價值的是，搓滾加工時的金屬軸處於一種無夾持的定向滾動狀態，這種加工方法特別適合於小直徑細長軸，不鏽鋼等特殊材料軸的精密加工，這是現今各種機械加工技術難以解決的一個問題。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是本實用新型提出的金屬軸搓滾加工裝置的結構示意圖。
下面結合
圖1詳細說明本實用新型提出的具體裝置的構造及工作情況。
該裝置的主要部件是運動模板(2)、固定模板(6)和導向板(5)。
運動模板(2)的下平面和固定模板(6)的上平面都是精加工平面，表面精度和表面硬度的要求應高於被加工金屬軸(12)的加工要求，而且兩個平面的大小尺寸相同，長度(沿金屬軸(12)滾動方向)應大於被加工軸(12)周長的2倍，寬度(垂直於金屬軸(12)的滾動方向)應大於被加工軸(12)長度的1.1倍。為了搓滾時進料、退料，在運動模板(2)的下平面上，開有進料坡口(13)和退料坡口(4)，在固定模板(6)上平面上開有退料坡口(11)，進料坡口(13)、退料坡口(4)、(11)的幾何尺寸相同，坡度在1∶5～1∶20之間，長度等於被加工軸(12)的周長1～3倍，進料坡口(13)、退料坡口(4)、(11)與運動模板(2)、固定模板(6)加工平面的連接處採用光滑曲面過渡。導向板(5)用二隻平頭螺栓固定在固定模板(6)上，其長度與固定模板(6)的寬度相等，寬度與進料坡口(13)、退料坡口(4)、(11)長度相等，高度等於被加工軸(12)直徑的3/5～4/5倍。
在一臺帶有往復直線運動動力臂的工具機上，用二排螺栓(包括墊圈)(3)、(14)將運動模板(2)固定在動力臂(15)上，另二排螺栓(包括墊圈)(7)、(10)將固定模板(6)固定在工具機底座(9)上。動力臂(15)上有二排螺栓(1)、(16)可以調整運動模板(2)與固定模板(6)之間的平面距離，使運動模板(2)、固定模板(6)的間距小於金屬軸(12)的直徑，控制適當的搓滾壓力。墊片(8)的作用是對運動模板(2)、固定模板(6)的間距進行初調。
本搓滾裝置工作時，作往復直線運動的動力臂(5)帶動運動模板(2)沿雙向箭頭(17)的方向退至左側極限位置，這時進料坡口(13)在導向板(5)的上方或左側，由送料裝置將金屬軸(12)送到固定模板(6)上，緊靠導向板(5)，使金屬軸(12)的軸向方向與動力臂(5)的運動方向相垂直，做好搓滾準備。然後，動力臂(15)帶動運動模板(2)沿雙向箭頭(17)的方向向右作直線運動，由於固定模板(6)和運動模板(2)間的平面距離小於金屬軸(12)的直徑，經過進料坡口(13)後，金屬軸(12)逐步進入受壓狀態，由運動模板(2)帶動作定向滾動，即進入搓滾狀態，經過表面加工處理後，運動模板(2)、固定模板(6)在退料坡口(4)、(11)處逐步上下相對，金屬軸(12)逐步釋放壓力，向右下方慣性運動退出被加工狀態。此時到達右側極限位置的動力臂(15)重新帶動運動模板(2)向左運動，再次進料、搓滾和退料，進行一次新的工作循環。如此來回往復，可以實現金屬軸的快速精密加工。
權利要求1．一種金屬軸搓滾加工裝置，它包括一臺帶有往復直線運動動力臂(15)的工具機，其特徵在於還包括運動模板(2)、固定模板(6)和導向板(5)，運動模板(2)固定在工具機的動力臂(15)上，固定模板(6)固定在工具機的底座(9)上，導向板(5)固定在固定模板(6)的一端，在運動模板(2)的兩端開有進料坡口(13)和退料坡口(4)，在固定模板(6)的另一端開有退料坡口(11)。
2．根據權利要求1所述的金屬軸搓滾加工裝置，其特徵在於運動模板(2)和固定模板(6)上的進料坡口(13)、退料坡口(4)、(11)的坡度為1∶5-1∶20之間，長度為被加工軸(12)周長的1-3倍。
3．根據權利要求1所述的金屬軸搓滾加工裝置，其特徵在於導向板(5)的長度與固定模板(6)的寬度相等，寬度與進料坡口(13)、退料坡口(4)、(11)長度相等，高度等於被加工軸(12)直徑的3/5-4/5倍。
專利摘要本實用新型提供了一種金屬軸搓滾加工裝置。在一臺帶有往復直線運動動力臂的工具機上,安裝二塊平面模板,其中一塊固定模板固定在機座上,一塊運動模板固定在動力臂上,兩模板的間距小於被加工軸的直徑,它們在進料,退料機構的配合下,進行相對平行運動,搓滾加工金屬軸。本裝置可以實現金屬軸的快速精密加工,適合於解決小直徑細長軸,不鏽鋼等特殊材料軸的加工問題。
文檔編號B23P9/00GK2317985SQ9622944
公開日1999年5月12日 申請日期1996年3月12日 優先權日1996年3月12日
發明者顧偉, 褚建新, 史雷覺 申請人:上海海運學院