CN104014875A - 滚牙机及其组合式牙轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚牙机及其组合式牙轮，滚轴上设有多个片状压印模具，且状压印模具的压制面上设置有不同规格的压印图案。当工件的表面需要加工多种规格的螺纹时，第一主轴伺服电机及第二主轴伺服电机驱动第一牙轮及第二牙轮往复转动，先采用多个片状压印模具中的一个对工件的表面进行压制，以得到相应规格的螺纹；进一步的，移动工件，并将第一牙轮及第二牙轮旋转预设角度，采用另一个片状压印模具对工件的表面进行压制，进而在工件表面得到另一规格的螺纹。依次操作，便可在一次装件的情况下，在工件的不同位置形成多种规格的螺纹。因此，上述滚牙机及其组合式牙轮便于在同一工件上形成多种规格的螺纹，从而提高了工作效率。

Description

滚牙机及其组合式牙轮

技术领域

本发明涉及螺纹冷加工技术，特别是涉及一种滚牙机及其组合式牙轮。

背景技术

滚牙机(又叫滚丝机)，作为冷挤压螺纹的设备之一，广泛应用于各种工件表面的螺纹加工。滚牙机的工作原理是：将待加工的工件置于两个相对设置的牙轮之间，再通过牙轮滚动，在工件的表面形成螺纹。然而，一般的滚牙机只能滚压出一种规格的螺纹。当需要在同一工件上加工两种及以上规格的螺纹时，需要停机更换牙轮并重新调试。因此，传统的滚牙机使得在同一工件上形成多种规格的螺纹的操作繁琐，从而降低工作效率。

发明内容

基于此，有必要提供一种便于在同一工件上形成多种规格的螺纹，以提高工作效率的滚牙机及其组合式牙轮。

一种组合式牙轮，包括：

滚轴，呈杆状；及

多个片状压印模具，围绕所述滚轴设置，所述片状压印模具背向所述滚轴的表面为压制面，所述压制面为弧形凸面，且所述压制面上设置有压印图案；

其中，任一个所述片状压印模具的压印图案与其余至少一个所述片状压印模具的压印图案具有不同规格。

在其中一个实施例中，所述多个片状压印模具的压制面上分别设置有不同规格的压印图案。

在其中一个实施例中，所述滚轴呈圆柱形，所述片状压印模具朝向所述滚轴的一面为弧形凹面，且所述弧形凹面的曲率半径与所述滚轴的曲率半径相同。

在其中一个实施例中，所述滚轴上设有限位销，至少一个所述片状压印模具上开设有卡槽，所述限位销与所述卡槽卡持，以防止所述片状压印模具相对于所述滚轴转动。

一种滚牙机，用于在工件表面形成螺纹，所述滚牙机包括：

起支撑作用的底座，其上设有用于夹紧所述工件的夹持部；

第一牙轮及第二牙轮，所述第一牙轮及所述第二牙轮均为上述权利要求1～4中任一项所述的组合式牙轮，所述第一牙轮及所述第二牙轮可转动地设于所述底座，所述第二牙轮与所述第一牙轮相对设置，且相对于所述底座可滑动，以使所述第二牙轮靠近或远离所述第一牙轮；

第一主轴伺服电机及第二主轴伺服电机，固定于所述底座并分别与所述第一牙轮及所述第二牙轮传动连接，以带动所述第一牙轮及所述第二牙轮转动；及

进给推进组件，安装于所述底座，所述进给推进组件与所述第二牙轮传动连接，以驱动所述第二牙轮沿所述底座滑动。

在其中一个实施例中，所述底座包括滑块，所述底座上设有线形滑轨，所述滑块滑设于线形滑轨上，且所述第二牙轮可转动的设于所述滑块。

在其中一个实施例中，所述进给推进组件包括：

进给伺服电机，固定于所述底座；

行星减速机，与所述进给伺服电机的输出轴传动连接；

滚珠丝杆，与所述行星减速机的输出轴传动连接；及

螺母，固定于所述滑块上，且所述螺母套设于所述滚珠丝杆，所述进给伺服电机转动，带动所述滚珠丝杆转动，以驱动所述滑块沿所述线形滑轨滑动。

在其中一个实施例中，所述底座的底部设有螺纹安装部，所述螺纹安装部与螺纹紧固件配合，以固定所述滚牙机。

在其中一个实施例中，所述底座上设有配重块，所述第一牙轮、所述第二牙轮、所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机均设置于所述配重块上。

在其中一个实施例中，还包括控制显示器，与所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机通讯连接，所述控制显示器用于对所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机发送控制指令，并显示其工作参数。

上述滚牙机及其组合式牙轮，滚轴上设有多个片状压印模具，且状压印模具的压制面上设置有不同规格的压印图案。当工件的表面需要加工多种规格的螺纹时，第一主轴伺服电机及第二主轴伺服电机驱动第一牙轮及第二牙轮往复转动，先采用多个片状压印模具中的一个对工件的表面进行压制，以得到相应规格的螺纹；进一步的，移动工件，并将第一牙轮及第二牙轮旋转预设角度，采用另一个片状压印模具对工件的表面进行压制，进而在工件表面得到另一规格的螺纹。依次操作，便可在一次装件的情况下，在工件的不同位置形成多种规格的螺纹。因此，上述滚牙机及其组合式牙轮便于在同一工件上形成多种规格的螺纹，从而提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中滚牙机的结构示意图；

图2为图1所述滚牙机中组合式牙轮的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的滚牙机100包括底座110、组合式牙轮120、第一主轴伺服电机130、第二主轴伺服电机140及进给推进组件150。

底座110起支撑作用。底座110一般由金属制成，具有较大的自重且重心平稳。底座110上设有用于夹紧工件的夹持部111。滚牙机100用于在工件的表面形成螺纹。

在本实施例中，底座110的底部设有螺纹安装部113，螺纹安装部113与螺纹紧固件配合，以固定滚牙机100。螺纹紧固件穿设于螺纹安装部113的螺孔，将滚牙机100固定于地面或者支架上，从而使滚牙机100保持稳定，以保证加工精度。可以理解，在其他实施例中，螺纹安装部113可省略，而不影响滚牙机100实现其主要功能。

组合式牙轮120为两个，分别是第一牙轮120A及第二牙轮120B。第一牙轮120A及第二牙轮120B可转动地设于底座110。第二牙轮120B与第一牙轮120A相对设置，且相对于底座110可滑动，以使第二牙轮120B靠近或远离第一牙轮120A。第一牙轮120A及第二牙轮120B转动，可在夹持于两者之间的工件的表面形成螺纹。组合式牙轮120包括滚轴121及多个片状压印模具123。

滚轴121呈杆状。多个片状压印模具123围绕滚轴121设置。片状压印模具123背向滚轴121的表面为压制面1232，压制面1232为弧形凸面，且压制面1232上设置有压印图案。不同的压印图案对应不同规格的螺纹，通过压印图案在工件表面压印，便可得到相应规格的螺纹。其中，任一个片状压印模具123的压印图案与其余至少一个片状压印模具123的压印图案具有不同规格。

在本实施例中，多个片状压印模具123的压制面1232上分别设置有不同规格的压印图案。因此，组合式牙轮120包括多少个片状压印模具123，就能压制出多少种规格的螺纹。需要指出的是，在其他实施例中，多个片状压印模具123中还可以有几个片状压印模具123的压印图案相同。

在本实施例中，滚轴121呈圆柱形，片状压印模具123朝向滚轴121的一面为弧形凹面，且曲率半径与滚轴121的曲率半径相同。因此，片状压印模具123可与滚轴121的表面紧密接触，从而防止加工时片状压印模具123发生位移或抖动，从而提高加工精度。可以理解，在其他实施例中，滚轴121及片状压印模具123的形状不限于此，能使片状压印模具123稳定安装于滚轴121上即可。

进一步的，在本实施例中，滚轴121上设有限位销1212，至少一个片状压印模具123上开设有卡槽1234，限位销1212与卡槽1234卡持，以防止片状压印模具123相对于滚轴121转动。由于圆弧形凹面与圆柱形的滚轴121的接触面光滑，从而有可能使片状压印模具123相对于滚轴121转动。限位销1212与卡槽1234卡持，以使多个片状压印模具123的位置保持稳定，从而进一步提高加工精度。

第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140固定于底座110并分别与第一牙轮120A及第二牙轮120B传动连接，以带动第一牙轮120A及第二牙轮120B转动。当工件的表面需要加工多种规格的螺纹时，第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140驱动第一牙轮120A及第二牙轮120B往复转动，先采用多个片状压印模具123中的一个对工件的表面进行压制，以得到相应规格的螺纹；进一步的，移动工件，并将第一牙轮120A及第二牙轮120B旋转预设角度，采用另一个片状压印模具123对工件的表面进行压制，进而在工件表面得到另一规格的螺纹。

伺服电机与普通电机相比，具有可以急停以及正、反转的优势。因此，可方便的实现频繁正反转滚压，使得滚压的轴向分离双向转变抵消，解决了因普通电机只能带动牙轮单向旋转，而造成轴向力累加、工件轴向窜动的问题。

进给推进组件150安装于底座110，进给推进组件150与第二牙轮120B传动连接，以驱动第二牙轮120B沿所述底座110滑动。对工件加工时，先由进给推进组件150推进第二牙轮120B，以将待加工的工件夹持于第一牙轮120A与第二牙轮120B之间。

在本实施例中，底座110包括滑块112，底座110上设有线形滑轨114，滑块112滑设于线形滑轨114上，且第二牙轮120B可转动的设于滑块112。由于滑块112与线形滑轨114的配合精密。因此，可使第二牙轮120B保持直线运动，避免因第二牙轮120B在移动中产生偏转而影响加工精度。

可以理解，在其他实施例中，第二牙轮120B还可通过导轨、滑轮等结构滑设于底座110上。

在本实施例中，进给推进组件150包括进给伺服电机151、行星减速机153、滚珠丝杆155及螺母157。

进给伺服电机151固定于所述底座110。行星减速机153与进给伺服电机151的输出轴传动连接。滚珠丝杆155与行星减速机153的输出轴传动连接。螺母157固定于滑块112上，且螺母157套设于滚珠丝杆155。滚珠丝杆155与螺母157形成滚珠丝杠副结构，用于将圆周运动转化成直线运动。进给伺服电机151转动，带动滚珠丝杆155转动，以驱动滑块112沿线形滑轨114滑动。

由于进给推进组件150由传统的液压系统改为伺服电机配合高精度减速机及滚珠丝杆的结构。因此，进给推进组件150体积缩小。而且，在轴向推力不变的情况下，提高了轴向位移的精度，从而进一步提高加工精度。

在本实施例中，底座110上设有配重块115，第一牙轮120A、第二牙轮120B、第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140均设置于配重块115上。配重块115为实心铁块，具有较大的质量。因此，配重块115在在加工过程中不易摆动或发生位移。将第一牙轮120A、第二牙轮120B等元件置于配重块115上，可提高加工精度。

可以理解，在其他实施例中，配重块115可省略而不影响滚牙机100实现其主要功能。

为了对加工过程进行控制，并对加工过程进行实时监控。本发明较佳实施例中的滚牙机100还包括控制显示器160。

控制显示器160与第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140通讯连接，控制显示器160用于对第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140发送控制指令，并显示其工作参数。

控制显示器160可根据用户输入控制第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140的旋转角度、加工时间。因此，使得加工过程更容易实现量化。此外，可以通过数值显示方便实现反馈，在零件原有精度和刚性不变的情况下，生产过程中即可判断产品的尺寸误差，并作必要的补偿加工，减少了加工后检测不良再返工带来的效率损失和报废浪费

滚牙机100及其组合式牙轮120，滚轴121上设有多个片状压印模具123，且片状压印模具123的压制面1232上设置有不同规格的压印图案。当工件的表面需要加工多种规格的螺纹时，第一主轴伺服电机130及第二主轴伺服电机140驱动第一牙轮120A及第二牙轮120B往复转动，先采用多个片状压印模具123中的一个对工件的表面进行压制，以得到相应规格的螺纹；进一步的，移动工件，并将第一牙轮120A及第二牙轮120B旋转预设角度，采用另一个片状压印模具123对工件的表面进行压制，进而在工件表面得到另一规格的螺纹。依次操作，便可在一次装件的情况下，在工件的不同位置形成多种规格的螺纹。因此，滚牙机100及其组合式牙轮120便于在同一工件上形成多种规格的螺纹，从而提高了工作效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种组合式牙轮，其特征在于，包括：

滚轴，呈杆状；及

多个片状压印模具，围绕所述滚轴设置，所述片状压印模具背向所述滚轴的表面为压制面，所述压制面为弧形凸面，且所述压制面上设置有压印图案；

其中，任一个所述片状压印模具的压印图案与其余至少一个所述片状压印模具的压印图案具有不同规格。

2.根据权利要求1所述的组合式牙轮，其特征在于，所述多个片状压印模具的压制面上分别设置有不同规格的压印图案。

3.根据权利要求1所述的组合式牙轮，其特征在于，所述滚轴呈圆柱形，所述片状压印模具朝向所述滚轴的一面为弧形凹面，且所述弧形凹面的曲率半径与所述滚轴的曲率半径相同。

4.根据权利要求3所述的组合式牙轮，其特征在于，所述滚轴上设有限位销，至少一个所述片状压印模具上开设有卡槽，所述限位销与所述卡槽卡持，以防止所述片状压印模具相对于所述滚轴转动。

5.一种滚牙机，用于在工件表面形成螺纹，其特征在于，所述滚牙机包括：

起支撑作用的底座，其上设有用于夹紧所述工件的夹持部；

第一牙轮及第二牙轮，所述第一牙轮及所述第二牙轮均为上述权利要求1～4中任一项所述的组合式牙轮，所述第一牙轮及所述第二牙轮可转动地设于所述底座，所述第二牙轮与所述第一牙轮相对设置，且相对于所述底座可滑动，以使所述第二牙轮靠近或远离所述第一牙轮；

第一主轴伺服电机及第二主轴伺服电机，固定于所述底座并分别与所述第一牙轮及所述第二牙轮传动连接，以带动所述第一牙轮及所述第二牙轮转动；及

进给推进组件，安装于所述底座，所述进给推进组件与所述第二牙轮传动连接，以驱动所述第二牙轮沿所述底座滑动。

6.根据权利要求5所述的滚牙机，其特征在于，所述底座包括滑块，所述底座上设有线形滑轨，所述滑块滑设于线形滑轨上，且所述第二牙轮可转动的设于所述滑块。

7.根据权利要求6所述的滚牙机，其特征在于，所述进给推进组件包括：

进给伺服电机，固定于所述底座；

行星减速机，与所述进给伺服电机的输出轴传动连接；

滚珠丝杆，与所述行星减速机的输出轴传动连接；及

螺母，固定于所述滑块上，且所述螺母套设于所述滚珠丝杆，所述进给伺服电机转动，带动所述滚珠丝杆转动，以驱动所述滑块沿所述线形滑轨滑动。

8.根据权利要求5所述的滚牙机，其特征在于，所述底座的底部设有螺纹安装部，所述螺纹安装部与螺纹紧固件配合，以固定所述滚牙机。

9.根据权利要求5所述的滚牙机，其特征在于，所述底座上设有配重块，所述第一牙轮、所述第二牙轮、所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机均设置于所述配重块上。

10.根据权利要求5所述的滚牙机，其特征在于，还包括控制显示器，与所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机通讯连接，所述控制显示器用于对所述第一主轴伺服电机及所述第二主轴伺服电机发送控制指令，并显示其工作参数。