CN1015606B - 夹具环和夹具及其装配方法 - Google Patents

Abstract

用于在杆部上成形头部的机器中固定坯料的夹具环和夹具及其装配方法，该机器有一对相对的转动环，环上相对的两侧壁上有一组夹具以将细长的坯料相对其中一环基本径向地固定在一对夹具之间。至少一环有个可容纳夹具和间隔调节具的槽，至少夹具有一凸起壁以和槽的接触壁接触。夹具由调节具隔开设置，一些调节具定位在槽中，且其位置由其间配合的楔形壁限定。夹具有平行的底、顶端，其顶端有容纳坯料的夹槽，夹具还有一对同轴的侧壁和一对倾斜的楔形壁。

Description

本发明涉及一种用于在杆部上成形头部的机器中固定坯料的夹具和夹具及其装配方法，这种机器中有一对彼此相对的转动环，环的相对的平侧壁上带有一组夹具，以便能将细长的坯料相对于所述环中的一个基本上径向地固定在一对夹具之间。丹麦专利说明书第143935号中公开了这样一种机器。

在每个环中的半夹具的数量通常为20至40个，而这些夹具至今仍利用热压合安装，需要在每个环上预成形一组轴向切槽，这些切槽应与夹具精密地配合。可以理解，制造这种已知的夹具环成本是很高的，这是因为特别是对限定夹具径向位置的切槽距环中心的径向距离的公差要求是严格的。因此，制造成本是极为重要的，通常，即使环中的许多夹具或切槽中只有一个损坏，也必须将整个环加以更换。

本发明的目的就是提供这样一种夹具环和夹具，其制造非常便宜而且维修成本很低

本发明的夹具环和夹具的特征是：至少一个环具有一个能容装夹具和间隔调节具的槽，该槽有个相对于环平面横向同轴设置的壁以便和夹具及调节具接触;至少夹具有一凸出的壁以便和上述接触壁相接触，而且这些夹具由调节具彼此隔开地设置;至少有一些调节具被设置在所述槽中，而放置在已定位的调节具之间的夹具在槽中的位置由夹具及调节具间的楔形侧壁的配合来限定。当加工所述槽中，可将环象已知的机器那样固定在滚珠轴承上，这样就能以非常廉价的方式把限定夹具径向位置的槽壁的公差做得很小。

可以理解，这样做远比要在每个夹具环中加工大约20至40个切槽更好。本发明的夹具环的另外一个优点是只需要松开损坏的夹具附近的限定距离的调节具就可较容易地更换损坏的夹具。

在最佳实施例中，两个相对的环的平面彼此间形成一个小角度，在一对夹具环中所形成的槽具有下列特征：一个环中的槽的底部平行于此环平面，而另一环中的槽的底部相对于所述环的半径成一角度，此角度对应于两环平面间的倾角。因此便可允许在两环中使用同样的夹具。

非常重要的是，至少每隔一个调节具就有一个能被移动以适应夹具的制造公差，因此，在槽中固定而不能沿槽长度方向运动的调节具不超过半数。至少一些定位了的调节具最好由螺栓加以固定，这样能主要在径向或轴向将调节具固定在夹具环中。在另一个实施例中，调节具沿径向方向固定，这是利用楔形壁的作用来实现的，楔形壁的取向使得具有相同弧长的一组调节具能沿所述的接触壁进行固定，而且配合的楔形壁相交于各自的环平面，其相交线朝环心会聚。在另一个实施例中，调节具被沿轴向固定，这使得楔形壁可如下取向：以同样弧长设置的一组调节具可沿所附连的槽的底部进行固定，而且配合的楔形壁与所属的环平面相交，且交线彼此平行，这种结构的优点是：在机器工作时，径向向外的作用在夹具上的强大的压力不能沿槽的长度方向传递到相邻的夹具上以及影响其定位。

本发明还涉及一种夹具，其特征是：夹具有平底端和平顶端，顶端平行于底端且其上加工出一个容纳细长坯料的夹槽，所述夹槽相对于一对相对的且最好彼此同轴的侧壁径向延伸，所述一对侧壁在底端和顶端之间横向延伸，并且该夹具包括一对相对于由所述夹槽和所述 同轴侧壁的公共轴限定的平面基本上形成相同倾角的相对的楔形侧壁。在一实施例中，所述夹具的两相对楔形侧壁与垂直于所述公共轴的平面成直角。在另一实施例中，所述相对的楔形侧壁与垂直于所述公共轴的平面相交于两直线，该相交线平行于所述夹槽。在这些实施例中，在夹具环中，调节具分别被径向和轴向夹紧。

本发明还涉及一种装配上述夹具环和夹具的方法，所述方法的特征是：利用一个槽形成一个侧壁，该槽与环共轴，一组夹具和调节具交替地安装在槽中，并且在槽中装有导向件，导向件用于定位至少一些调节具和均匀地固定至少一些已定位的调节具，以便利用夹具和调节具间的楔形侧壁的配合将其余夹具和调节具均匀地夹紧在槽中。通常，用于已定位的调节具的导向件不能经受机器中经常产生的很大的载荷，但是利用导向件有可能通过调节具的均匀夹紧而将它们准确地固定到使全部的夹具和调节具彼此互相支承的位置。当较大数量的调节具（如前所述，不多于半数）定位时，其它的调节具仅能做非常小的调整，因此配合的楔形面的倾斜角可被做得非常小。通常，倾斜角不可太小，以便防止夹具和调节具间的摩擦力过小而松散。

下面通过参照附图对几个实施例的描述，对本发明进行更详细的说明。

图1是已知类型的制钉机的侧视图，其中装有本发明的夹具环，

图2是沿图1中线Ⅱ-Ⅱ的剖面视图，

图3显示了本发明的两个夹具环，表明它们之间的相互关系，

图4是本发明的夹具环的第一个实施例的局部视图，

图5是本发明的夹具环的第二个实施例的局部视图，

图6是沿图5中线Ⅵ-Ⅵ的剖视图，显示了装设在夹具环中 用于锁定坯料的锁定装置，

图7是夹具环（B）的轴向视图，

图8显示了装于图4中的夹具环中的本发明的夹具，其中上、下两图分别是沿夹具顶端和沿其凹入侧看去的视图，

图9显示了装于图5中的夹具环中的本发明的夹具，其中上、下两图分别是沿夹具顶端和其凹入侧看去的视图。

图1和图2显示了下面将要说明的实施例所要应用于的机器，这种机器可从丹麦专利说明书第143935号中获知，其特征是坯料以所谓的内滚压方式加工。从显示了图1中制钉机的一个竖直横截面的图2中可见，夹具环1是如何构成制钉机其它结构件的一部分的，而且可以看出制钉机由两块对向板46和47支承，板46静止地固定于给定的基座上，而板47通过枢轴安装并与板46正对。两块板的每个内侧壁上都安装有一个轴承，该轴承由内环6和外环7构成，其中每个轴承的外环分别固定于对应的支承板上，而且夹具环固定于轴承的内环6上。其中的一个内环，即图2中的左内环内装有一内齿圈48，内齿圈48能与安装在马达50的驱动轴上的齿轮51啮合。

该制钉机的运转方式是，马达通过带齿的内环驱动两个对向的夹具环，当坯料被固定在两对向夹具中的夹槽中时，两个对向的夹具面对加工区域彼此间接地接触。这样，当一个坯料送到加工区域对面时，它的头部被成形为面对夹具中心的模腔的形状，然后，在内滚压之后，由于夹具环彼此倾斜而使坯料从中脱开。

图1和图2清楚地揭示了采用新结构的夹具环和夹具是非常重要的，因为采用这种工作方式需要使夹具非常精确地插入夹具环中，如上所述，这是因为夹具是通过热压合工艺安装的，所以这种制造方法 需要非常精密，因此也就非常昂贵。例如，如果滚压轨道平面（由朝向夹具环中心的夹具侧壁限定）高低不平，那么可以理解，若夹具的位置太低会导致加工不充分，而当夹具放置得太高时硬金属夹具就会被损坏。在后一种情况下，将伴随产生很大的压应力，该应力是通过滚轮和夹具环间连续的滚压接触而产生的。

这样，由夹具构成的滚压轨道相对于滚轮具有完全一致的径向距离是十分重要的。在本发明中，通过采用新结构的夹具环和对于所连带的夹具采用新的组装和固定方式，就可获得上述目的。

从图2中可见，所谓的A环是被驱动的，它竖直地安装;而所谓的B环相对于A环是倾斜的。根据本发明，环上有一个槽，以使夹具和间隔调节具能交替地插入。

新方式具有两个突出的优点。第一，在加工中，所述槽可被简单地制成具有较大的公差，由此可降低制造成本。

第二，得到了一种通用的夹具装配方式，它能适用于其它用途的夹具环，例如用于其它类型的钉子或螺钉等，同时适用于夹具发生磨损、折断等场合。

图4是本发明夹具环的第一个实施例的局部视图。该环构成在制钉机上配合的两个坯中的一个，即所谓的A环，它是驱动环且竖直安装（下面将说明）。从图4中可见，该环带有一个槽4，该槽有轴向设置的侧壁19和20，槽的底部21位于平行于该环平面的平面上。该槽沿其全长能容纳夹具8和间隔调节具9、10和10′，这些零件都可从图4中看出。

图8示出了所述环的一个夹具8，它有一个平坦的底端26和一个平行于其底端的顶端27，以及两个相对的侧壁22和23，两侧 壁相对于顶端27和底端26横向延伸。径向最外面的侧壁23的形状是与所述的环同轴的弧面，而另一侧壁22是平坦的且与顶端和底端成直角。另外，夹具的两个相对的侧壁24和25相对于轴向平面构成基本上相同的倾角，该轴向平面由设置在顶端27中的夹槽15和一根与侧壁22、23共轴的公共轴限定。不过，侧壁22也可以是与环同轴的弧面。

从图4中可以看到一些夹具是怎样设置的，而且可以看到，在此实施例中，它们的底端26是与槽的底部接触的，同时夹具上径向凸起的侧壁23与槽的径向最外面的侧壁20接触。

此外夹具中的夹槽15相对于两相对侧壁22和23径向延伸，而模腔34围绕夹槽设置在侧壁22上。夹槽15可与制钉机上另一相对环中的相对的夹具配合将坯料16固定，而安装在制钉机上的滚轮成形坯料16的头部形状，头部形状由相对的模腔34限定。

在此实施例中，每隔四个调节具9，就用螺栓13对一个调节具10从外径向向外加以固定，因此位于两固定的调节具10之间的夹具8以及调节具9和10被压在一起，并由于彼此配合的楔形侧壁24和25的作用而彼此相互固定，并且夹具的凸起的侧壁23与槽的径向最外面的侧壁20紧密接触。

为了在固定的调节具10的夹紧状态下修正夹具的位置，在此实施例中，在槽中设置了导向衬套36，它们由将夹具环固定到轴承环6上的螺栓51轴向固定，并沿环的周边设置，使得衬套向外突出从而定位了调节具10′。在每两个这样轴向固定的调节具10′之间都设置有一个径向固定的调节具10。

由于这种固定方法是借助于零件8、9、10和10′的彼此相 对的楔形侧壁来实现的，因此这些侧壁相对于轴向平面的倾斜角取决于插入的、待定位的零件的个数。因此可以理解，调节具10的夹紧程度的差异可通过插入的夹具和调节具的楔形侧壁的相互位移而得到调整。此外，这种方式可在一定程度上降低对零件加工精度的要求。为了限制相邻夹具的相互位移，如上所述每隔四个调节具就利用一个径向螺栓13对一个调节具加以固定，而且每隔四个插入的调节具就利用一个所述的导向衬套36和轴向螺栓51对一个调节具进行定位，因为仅凭螺栓13还不能十分准确地定位调节具。

图5显示了本发明的另一个实施例，所示的夹具环与前例类似，即所谓的A环，而此环上的槽是以前述实施例中的方式成形的。从图中可见，在此实施例中，所有的调节具都朝着该槽的底部固定。

这意味着夹具和调节具与前述实施例中的形状不同，图9中示出了这样一种夹具11。可见，与图4中的夹具类似，该夹具具有一平坦的底端29和一个平行于此底端的顶端28，以及两个横置于顶端28和底端29之间的相对的侧壁32和33，径向最外面的侧壁33是与环同轴的弧形，而另一侧壁32是平坦的而且与顶端和底端成直角。不过，侧壁32也可成形为与侧壁33同轴的弧面。另一方面，夹具结构的不同在于：在此实施例中，需要将夹具的两相对侧壁30和31如此设置，以便和一个由设置在夹具侧壁中的夹槽和环的轴线限定的平面垂直相交。

同时，夹具11的结构对与夹具呈互补形状的插在中间的调节具12的结构的要求也不同。从图5中可见，在此实施例中，每个调节具都另加固定，因为否则这些调节具就会从所述槽中跑出来，因此所有的调节具都必须加以固定。图5示出夹具楔形侧壁的倾斜度相对于 图4来说被减小了。这使得在槽中夹具可能产生相互错动，而调节具的相互夹紧性能降低，因此便需要大量的调节具被定位。然而楔角可不必太小，否则当重新装配或更换时，夹具易于“粘住”，以致于彼此结合的倾斜壁间由夹紧产生的摩擦力大于相对于槽轴向向上的合成力。因此，利用从环的后部穿过的螺栓14就可将所有调节具12向下夹紧到槽4的底壁21上从而固定它们。由于减少了夹具间错动的可能性以及考虑到螺栓和螺孔间较大的公差配合，因此每隔一个调节具就用导向件37对一个调节具进行定位，这些导向件安装在槽4的底部21中。因为修改了夹具和调节具的结构，所以相对于底部轴向向上延伸的导向尖端能准确地装入调节具12的孔中。然而，因为调节具必须能在固定过程中运动，因此显然所有的调节具可不必定位。

此外，图5显示的实施例相对于图4所示的实施例具有一个特殊的优点。从图5中可见，夹具11的楔形侧壁与一个夹具环限定的平面相交于一直线，相交线与设置在夹具表面28中的夹槽18是平行的。因此可以理解，在此实施例中，在滚轮3和由夹具11构成的滚压轨道45之间产生的径向压力不能被传到夹具环4的整个周缘中的其它夹具上。这对于获得由夹具和调节具构成相同一致的滚压轨道是十分重要的，在此轨道上，制钉机的所述滚轮是运行的。因此，这将导致均匀地加工所约束的坯料的头部，并在制钉机工作过程中减少了夹具和滚轮的损坏的可能性。

图6显示了设置在夹具环（A环）上且适用于两个实施例的锁定装置（见图5中的截面Ⅵ-Ⅵ）。此锁定装置当坯料16插入夹槽39中时用于将坯料约束住直到坯料的成形工序完成。此锁定装置的工作原理是：其中有一个导向板40，它可转动地安装在销41上 并由弹簧42偏置，就在坯料插入之前，导向板40被及时推进夹具环中，使得一个设置在滑动衬套中的锁定偏心器43转动到不锁定位置，随后插入一个坯料，在坯料插入后导向板立即释放而运动到其锁定位置。

这样，坯料16被另一个弧形段约束并与上述A环中的夹具接触，在设置在B环中的相对的夹具结合后，导向板又被立即径向推入环中，相对的夹具结合时如此靠近首先提到的夹具以使得设置在两相对夹具中用于容纳坯料的夹槽15和18接收并约束住坯料，然后滚轮3（示于图1）成形相对于滚压轨道45向上凸出的坯料的顶端，由此使坯料成形一头部，该头部形状由夹具8或11的模腔34或35限定。

图3显示了两个结合的且彼此倾斜的夹具环（A和B环）是如何设置的。可见，A环是完全垂直的且是由马达50驱动的。同时可见，径向设置在夹具对面的锁定装置安装在A环中。

对于B环来说，它的目的是用作为一个所谓的从动环，它是通过环绕着加工区域与A环结合而被带动的，从中可见，B环相对于垂直轴是倾斜的，与邻接的A环偏斜大约1°的预定角度，倾斜的结果是增加了两环之间的相互距离，在偏离加工区域的周向，最大的间距位于径向相对于所述加工区域的两环的共同的顶端。环之间彼此倾斜对于把坯料供入环和夹具中以及在加工后的卸料都是必需的。

B环的相对位置要求它的槽应被成形为图7中虚线所述的形状，槽的底部对应于两环间的倾斜角与环的平面成一角度。这样做的效果是，当夹具相对地位于加工区域中时，相对夹具的轴线在滚压之前是彼此平行的。

Claims (10)

1、一种用于在杆部上成形头部的机器中固定坯料的夹具环和夹具，这种机器中有一对彼此相对的转动环，环的相对的平侧壁上带有一组夹具，以便能将细长的坯料相对于一个所述的环基本上径向地固定在一对夹具之间，其特征是：至少一个环具有一个能容装夹具和间隔调节具的槽，该槽有个相对于环平面横向同轴设置的壁以便和夹具及调节具接触，至少夹具有一凸出的壁以便和上述接触壁相接触，夹具由调节具彼此隔开设置，至少一些调节具定位在所述槽中，而放置在已定位的调节具间的夹具在槽中的位置由夹具和调节具之间的楔形侧壁的配合来限定。

2、根据权利要求1的夹具环和夹具，其中相对环的平面彼此成形一小的倾角，其特征是：一个环中的槽的底部平行于此环平面，而另一环中的槽的底部相对于此环的半径成一角度，此角度对应于两环平面间的倾角。

3、根据权利要求1或2的夹具环和夹具，其特征是：具有相同弧长的一组调节具能沿所述的接触壁进行固定，而且配合的楔形壁相交于各自的环平面，其相交线朝环心会聚。

4、根据权利要求1或2的夹具环和夹具，其特征是：以同样弧长设置的一组调节具可沿所附连的槽的底部进行固定，而且配合的楔形壁与所属的环平面相交，且交线彼此平行。

5、根据权利要求1的夹具环和夹具，其特征是：夹具有一平底端和一平顶端，顶端平行于底端且其上加工出一个容纳细长坯料的夹槽，所述夹槽相对于一对相对的且最好彼此同轴的侧壁径向延伸，所述一对侧壁在底端和顶端之间横向延伸，而且该夹具包括一对相对于由所述夹槽和所述同轴侧壁的公共轴限定的平面基本上形成相同倾角的相对的楔形侧壁。

6、根据权利要求5的夹具环和夹具，其特征是：所述一对相对的楔形侧壁与垂直于所述公共轴的平面成直角。

7、根据权利要求5的夹具环和夹具，其特征是：所述一对相对的楔形侧壁与垂直于所述公共轴的平面相交于两直线，该相交线平行于所述夹槽。

8、一种装配根据权利要求1至权利要求7任意一项权利要求中的夹具环和夹具的方法，其特征是：将多个夹具和调节具交替地设置在夹具环的环形槽中，使它们的楔形侧壁相互配合，并将至少一些调节具夹紧在所述环形槽中，由此借助于所述楔形壁的配合作用而将所有夹具和调节具夹紧在所述环形槽中。

9、根据权利要求8的方法，其特征是：将至少一些调节具沿所述环形槽的径向向外地夹紧。

10、根据权利要求8的方法，其特征是：将所有的调节具朝着所述环形槽的底部轴向地夹紧。

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