CN105188985B - 具有往复式模具的滚子成型机器和在柱形坯件上形成图案的方法 - Google Patents

Abstract

一种往复式模具滚子成型机器(100)，用于在柱形坯件的外表面上形成图案(诸如螺纹形式)，包括在适当位置旋转的坯件上操作的至少一组往复式模具(112)。所述机器包括滑动件(104)以及轴承组合，该轴承组合以支撑由通过中央处理单元(111)控制的伺服马达(110)所驱动的模具带(106)。一机构(300)设置成输送以及定位坯件以由模具(112)接合。在一个形式中，所述机器包括多个模具组以在一个模具往复运动周期期间生产多个部件。在另一形式中，所述机器采用独立驱动机构以独立地驱动每个模具组。本发明还涉及在具有柱形图案接收表面的坯件上形成图案的方法。

Description

具有往复式模具的滚子成型机器和在柱形坯件上形成图案的 方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC§119(e)要求提交于2013年3月21日、标题为“具有往复式模具的滚子成型机器”的美国临时申请61/803,855的优先权，其整个内容通过引用并入本文，就像其完全在本文指出一样。

背景技术

该公开涉及滚子成型、图案滚压机器，其采用对称的往复式模具。本公开进一步涉及施加图案至模具面之间捕获的其他非支撑坯件的机构。

利用往复式对称模具在柱形坯件上冷成型螺纹、齿轮齿或者其他图案，这代表了公知技术。例子可以见于美国专利No.387,184、3,793,866和4,712,410。这种机器尚未实现任何显著长期的商业成功。一些机器是复杂以及笨重的。

具有滚压螺纹的机用螺钉在工业上广泛使用。它们典型地是使用存在多年的公知扁平模具技术形成的。通常使用的扁平滚压模具包括位于静止板上的静止(短)模具以及与其呈面对面关系布置的位于往复滑动件上的往复(长)模具。机器驱动器将活动模具推进以产生螺纹形式。这些机器虽然可靠，但需要有经验的操作员启动和运行。现在最通常使用的螺纹滚压机器代表了很久之前开发的技术，其中重金属部件受到磨损，并且通常需要贵的维修。

而且，前述螺纹滚压机器包括插入指，插入指将坯件定位在模具面之间，使得移动模具的推进捕获坯件以用于线性移动通过模具面从而施加螺纹形式。模具面上的螺纹成型图案与将坯件初始插入所述面之间的同步是螺纹成型的关键方案。采用的机器包括各种调节元件以允许精调这些关键关系。

插入指的机构代表了当前螺纹成型装备的主要元件。机器维修以及维护和替换这些部件显著增加了商用紧固件制造的总体成本。

本公开针对先进设计的冷成型装备，利用了当前可获得的技术方案，诸如在再循环轴承上以及对称往复式模具上操作的伺服马达、带驱动器、轻质滑动件。本公开装备的实施将革新螺接紧固件以及其他类似制造的柱形图案产品的冷成型。

发明内容

此处公开的滚压机器使用往复、对称的平板工具来在柱形坯件上形成图案。虽然图示了螺纹成型机器，但是公开的原理适用于在柱形坯件上形成任何图案。

在代表实施例中，模具面构造为具有螺纹图案以在模具之间滚压的柱形坯件上形成螺纹。使用对称加工允许两个模具同时移动，这减小了完成将坯件处理成其螺纹形状所用的循环时间。而且，当坯件滚压在两个活动模具之间时，其在固定位置绕其自身纵向轴线旋转。坯件保持处于该固定位置的故障表明了可能未对准，在坯件移过静止模具的面的公知处理中不能检测到信号。

本公开的布置与现在采用的通用方法和装备的实质不同在于，成功地商业生产柱形图案产品，诸如螺旋螺纹紧固件。此处，该处理采用沿着平行路径往复运动的两个相同螺纹成型模具。每个模具的面轮廓均包括所需形状以确保操作接触坯件以及渐进的螺纹形成。显著的是，对称的往复式模具的构造允许采用坯件插入机构，这消除了需要开始指状部和复杂模具正时、开始指状部插入行程以及相关困难。

本公开此处包括往复式模具图案成型机器，用于在具有柱形图案接收表面的坯件的柱形表面上形成图案，包括，底座；一对可滑动构件，其能够在所述底座上往复运动以及在纵向平面的相反两侧沿着平行于纵向平面的路径能够移动；至少一对图案成型模具，它们均具有引导边缘和后边缘以及呈面对关系安装在所述可滑动构件上的图案成型面；输送及定位机构，当所述模具的所述引导边缘隔开的距离大于所述柱形图案接收表面的直径时，该输送及定位机构用于将坯件输送以及定位在所述模具的所述引导边缘之间；用于所述滑动构件的驱动机构，其用于使所述模具在完全收缩以及完全插入位置之间往复运动，所述模具的所述面布置成在所述柱形图案接收表面的直径对置表面上同时接合已被定位的所述坯件的所述柱形图案接收表面，所述模具从所述完全收缩位置向所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件在所述图案成型面之间绕其纵向中心旋转，以将所述图案施加在所述柱形图案接收表面上，所述模具布置成在所述模具朝向所述完全插入位置的轴向平移期间支撑所述坯件。

在该方面，公开了在具有柱形图案接收表面的坯件上形成图案的方法，包括：提供一对图案成型模具，这一对图案成型模具均具有引导边缘和后边缘以及呈面对关系安装的图案成型面，用于在纵向平面的相反两侧在完全收缩以及完全插入位置之间往复运动；将所述坯件的所述柱形图案接收表面的位于纵向平面中的纵向中心定位成距所述模具的所述引导边缘是等距的；所述模具的所述面与所述坯件在所述柱形图案接收表面处同时接合，所述柱形图案接收表面位于柱形图案接收表面上的直径相对表面处；所述模具朝向所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件绕其纵向中心旋转以施加所述图案至所述坯件的所述柱形图案接收表面；以及在所述模具的所述轴向平移期间，通过所述模具的所述图案成型面与所述坯件的所述图案接收表面接合来支撑所述坯件。

本公开包括往复式模具滚子成型机器，用于在柱形坯件的外表面上形成图案(诸如螺纹形式)，并且包括在适当位置旋转的坯件上操作的至少一组往复式模具。所述机器包括滑动件以及轴承组合，所述轴承组合以支撑由通过中央处理单元控制的伺服马达所驱动的模具带。一机构设置成输送以及定位坯件以由模具接合。在一个形式中，所述机器包括多个模具组以在一个模具往复运动周期期间生产多个部件。在另一形式中，所述机器采用独立驱动机构以独立地驱动每个模具组。

附图说明

图1是结合本公开的原理的往复式模具滚子成型机器的立体图。

图2是本公开的滚子成型机器的示意图，示出了对称的往复式模具处于初始或者收缩位置。

图3是类似于图2的示意图，示出了对称的往复式模具处于中间位置。

图4是类似于图2和图3的示意图，示出了对称的往复式模具处于最终或者插入位置。

图5是图1的装置的一部分的立体图，放大了比例示出图示的滚子成型机器的坯件馈送布置的细节。

图6是图1的装置的局部侧视图，图示出坯件馈送机构的进一步细节。

图7是图1的装置的局部侧视图，图示出坯件馈送机构的进一步细节。

图8是图1的往复式模具滚子成型机器的修改形式的示意图，示出了多组滚子成型模具。

图9是图8的往复式模具滚子成型机器的修改形式的示意图，示出模具处于不同的位置。

图10是往复式模具滚子成型机器的另一修改形式的俯视图，与图1的机器相比具有额外特征。

图11是图10的往复式模具滚子成型机器的局部俯视图，放大了比例，图示出坯件馈送布置。

图12是图10的往复式模具滚子成型机器的俯视图，图示出该实施例的特定优势。

转至图1，用立体图示出了本公开的往复式模具滚子成型机器100。为了清晰起见，该机器以及其功能描述成从附图中以200指代的细长坯件形成螺接机用螺钉。在这些附图中，为了清楚说明起见，省去了坯件200的头部，仅示出了具有要螺接的柱形外表面的柄部。但是，所公开的滚子成型机器以及其部件用于柱形坯件上的任何图案成型。

机器100包括支撑在底座101上的一对静止的细长轨道102。每个轨道用循环球轴承支撑往复的滑动块104。滑动块104均承载成型模具112。显然地，滑动块104和轨道102充分定尺寸为接收与坯件在螺纹滚压期间的变形相关的侧向或者横向加载。

滑动块104通过一对齿带节段105和106连接以用于在轨道102上往复移动。齿带节段105绕着小齿轮107穿过，小齿轮107由安装在底座101上的可逆伺服马达110驱动。齿带节段106绕着惰轮108延伸，惰轮108可旋转地支撑在底座101上。伺服马达110的正转和反转使得齿带节段105和106在轨道102上轴向平移往复运动滑动块104。伺服马达110的操作是响应于接收来自操作员触摸屏板111的指令的软件通过中央处理单元(CPU)109控制的。

来自操作员站的输入能够根据需要定位滑动块104(因此模具112)以确保对坯件的成型开始于处理的作业中心。利用相对于要成型的坯件并且相对于彼此适当对准的模具，施加期望图案在坯件的外表面上。输入控制器还能够设定往复滑动块104的路径长度以及控制该机器的所有其他功能。

可逆伺服马达110提供了驱动力。显然地，机器100的构造使得可以采用人工操纵齿带节段105和106来移动滑动块104。这种是伺服马达110的通用性。而且，可以想到的是，单个机器可以包括多个滑动块，其中模具组沿着轨道102连接滑动块，以用于通过伺服马达110同时操作。在这种布置中，可以同时形成多个部分。

在该公开中，提到“纵向”意味着沿着活动模具的行进路径。“横向”意味着垂直于模具的作业面。“向前”意味着在纵向上沿着螺纹滚压的方向，“向后”意味着相反方向。

图2至图4示意地图示了本公开的一组对称的往复式模具的构造，这些往复式模具布置成在柱形坯件上滚压螺旋螺纹(或者其他期望图案)。本公开的布置当然适于在柱形坯件的外表面上冷成型出任何重复图案。

112表示的模具安装在机器100中，位于在轨道102上纵向行进的滑动块104上，以在图2表示的完全收缩或者加载位置以及图4示出的完全插入或者卸除位置之间往复运动。

在行进的后方范围(收缩位置)，模具112的引导边缘114隔开的距离足够以将柱形的坯件200插入引导边缘之间的空间。在模具的完全插入位置处，模具的后边缘116经过彼此并且隔开的距离足够卸除成型部件。因而每个模具的行进路径的长度稍微超过每个模具的纵向长度。应该注意的是，图示的往复式模具是竖直定向的。坯件类似地定位，其纵向轴线竖直地布置。该定向本身导致垂直馈送以用于在往复式模具112之间加载以及卸除坯件。还可以采用模具的其他定向，诸如水平。

模具面118包含要被施加至坯件上的图案，这些模具面是成相对面向的关系布置的，并且横交收缩以及插入位置之间的平行往复运动路径，距竖直纵向平面P是等距的，并且位于竖直纵向平面P的相反两侧。模具面118包括螺纹成型脊的图案以施加螺纹形式至坯件200的柱形外表面。模具面118以成面对面关系的定位，隔开的距离使得每个模具上的成型图案接合中间坯件200的外表面。成型处理的“作业中心”位于平面P中，在附图中由WC表示。其位于横向平面PL的交叉处，距模具112的引导边缘114是等距的，因此，距模具面图案是等距的。

用于制造机用螺钉的正常模具设计成具有恒定截面，或者恒定的机加工螺纹的深度。为了正确地成型，该机器设置操作员必须对机器进行调节以倾斜模具。这允许在模具的整个面上逐渐成型坯件。基于该原因，不同的操作员实现不同的模具寿命，这取决于他们的设置经验。此处，可选地，模具面可以制有螺纹图案，螺纹图案朝向平面P从引导边缘114向后边缘116会聚。也即，每个模具的面上的螺纹形式或者图案以朝向平面“P”会聚的一角度从引导边缘114至后边缘116形成，使得从引导边缘至后边缘坯件变形增加。每个模具在其引导边缘114和后边缘116之间的长度足够用于坯件200随着其被滚压在活动模具面之间完成四次至五次旋转。

可替换地，可以想到的是，模具制成具有恒定加工深度，如其他公知的滚子成型机器一样。所需的模具面118朝向纵向平面P从引导边缘114向后边缘116的会聚是通过如下实现的：将薄片放置在每个模具的背面与其关联的滑动轴承座之间。模具制造以及安装的这些可替换形式可以用于本公开的所有实施例中采用的模具。

图2中要成形螺纹的柱形的坯件200定位成使其纵向中心线位于该处理的作业中心WC处，距每个模具面118的引导边缘114是等距的。随着模具从完全收缩位置朝向完全插入位置前进，引导边缘114处的模具面图案沿着横向接触平面“PL”同时接合坯件的直径相对表面，横向接触平面“PL”垂直于通过处理的作业中心WC的纵向平面P。

在模具面上的螺纹成型图案定向成使得模具面上的该图案相对于另一模具面移位一百八十度(180°)。当然，该关系需要向坯件施加适当的变形。

在适当地对准关系下，坯件200在处理的作业中心WC绕坯件纵向中心旋转，以及相对于纵向平面P保持纵向静止。如果在滚压螺纹图案期间发生了坯件的纵向移动，这指示了存在故障并且会发生不令人满意的结果。

如图2示意地图示的，当模具112处于完全收缩位置时，引导边缘114隔开的距离大于要成型的坯件的直径。为了将坯件200定位以及保持就位直到由模具的引导边缘114与坯件的柱形外表面在横向平面PL处形成接触，每个模具112设置有支撑块120，支撑块120位于引导边缘114的纵向前方。支撑块120最佳见于图6。它们构造为与给定坯件(长度以及直径)协作以在坯件被捕获在引导边缘114处的往复式模具112的模具面118之间之前支撑坯件。在该方面，每个支撑块120包括水平停止表面122，水平停止表面122相对于每个模具112的顶部定位在一定深度处，使得布置在支撑块120之间的坯件以要成型的整个表面搁置定位在模具面118的上边缘之下。这在形成机用螺钉时是尤其重要的，机用螺钉通常包括位于柄部上方的加大头部。

如图2至4中图示的，水平停止表面122朝向平面P横向向内延伸一距离，该距离足以支撑坯件200但充分隔开以在成型操作期间通过彼此。支撑块120均还包括竖直引导面124，该竖直引导面124面向平面P，因此朝向彼此。竖直引导面124充分间隔开以接收竖直定向的坯件，以及维持其纵向中心对准平面P，并且距每个模具面118是等距的。因而当允许坯件200(通过重力)插入支撑块120之间时，坯件200被水平停止表面122竖直定位以及被竖直引导面124横向定位，使得通过模具面118与坯件的外表面的接合进行的成型操作将开始启动，其中坯件相对于模具面118和平面P适当定向。在坯件被以下详细解释的坯件输送及定位机构300接合时，坯件相对于模具112的引导边缘114的最终取向出现。

如图3所示，随着模具112沿着由平面P限定的路径朝向彼此移动，坯件200变得被捕获以及支撑在模具之间。随着坯件200接触两个模具，由于其外表面接触两个模具面118，因此坯件200开始绕其纵向中心旋转。

随着模具112的移动继续朝向完全插入位置，模具面在平面P上通过彼此。随着模具接合其外周表面，坯件仍处于绕其竖直中心旋转的固定位置。螺纹成型模具使坯件200的周表面变形以形成螺纹图案。图3图示了模具112之间的该进展。

图4图示了机器100的螺纹成型处理的结论。此处，滚压模具112已经沿着平面P行进至它们往复路径的前方终端。模具间距是使得模具面118与现在完成的螺接紧固件(之前的坯件200)的外周表面隔开。其可自由地落入适当的收集容器(未示出)。

在此处公开的机构的发展中，已经确定了若干因素是关键的以满足滚压成型的螺纹创建。显著的是，坯件必须布置在作业中心WC处，其中坯件纵向中心与机器作业中心WC共轴。模具必须在平面PL处在一百八十度(180°)隔开的表面处同时接合坯件，从而在与坯件的两个直径上对置的接触线(180°隔开)处的图案成型适当同步。

在图1可见的，机器100包括坯件供给容器130，坯件供给容器130具有竖直供给管132，竖直供给管132支撑在模具112的上边缘之上，对准处理的作业中心WC(图2至4)。要成型的坯件200一个在一个上方竖直地堆叠在竖直供给管132中，它们从竖直供给管132处以模具的每个往复循环一个坯件的方式落入用于由模具面118成型的位置。

图5图示了竖直供给管132的下端部。其包括两个狭槽134，两个狭槽134定位成在图2至4的横向接触平面PL上隔开180°。狭槽134允许访问定位在竖直供给管132内的坯件200，用于将解释的目的。

机器100包括坯件输送及定位机构300，通常见于图1，更详细见于图5至7。其支撑在往复滑动块104上方。坯件输送及定位机构300作用在竖直供给管132内堆叠的坯件上，以输送单个坯件用于在每个机器周期在模具112之间进行成型滚压。机器周期是承载模具112的滑动块104在完全收缩位置(图2)至完全插入位置(图4)以及返回完全收缩位置(图2)的一个完整的往复运动。坯件输送及定位机构300在该周期的起始部分操作以输送以及定位一个坯件200用于每个周期期间的处理。

坯件输送及定位机构300是电磁操作的。其功能以及正时由CPU(计算机)109以及关联的软件协调以与滑动块104和模具112的往复运动同步。

坯件输送及定位机构300包括一对横向臂302，横向臂302具有捕获指304，捕获指304对准竖直供给管132中的狭槽134。横向臂302枢转地支撑在坯件输送及定位机构300上，其中捕获指304定位在模具112的顶部之上。它们通常朝向彼此偏置以将坯件200保持在竖直供给管132的底端，并且防止坯件200离开管(见图7)。横向捕获指304进入狭槽134，并且包括接触竖直供给管132中的最底坯件200的竖直柱形表面的端部。

坯件输送及定位机构300还包括一对定位臂310，定位臂310具有面向定位指312。定位臂310枢转地支撑在坯件输送及定位机构300上，该坯件输送及定位机构300用于将定位指312沿着纵向平面P朝向彼此和远离彼此移动。它们可以偏置到通常打开或者伸展位置。定位指312的自由端部313隔开的距离大于坯件200的柱形外表面的直径，并且弯曲以与坯件的柱形外表面协作。显然地，最佳见于图6或者图7，定位指312和面向端部313在模具112的顶表面之下操作并且支撑块120。因而，定位臂310以及定位指312的厚度必须小于支撑块120的竖直引导表面124以及模具112的模具面118之间的横向间距。

坯件输送以及位置系统的操作顺序如下，认识到的是，当模具的引导边缘114充分隔开以接收坯件200时(图2)，坯件输送发生在模具往复运动的周期的一部分期间。显然地，在周期的该部分期间，支撑块120定位成邻近处理的作业中心WC以接收并且支撑输送坯件200。

坯件200的输送是通过释放竖直供给管132内的坯件的竖直堆叠中的底部坯件200来启动的。这发生在激活横向臂302以从竖直供给管132的底端处的狭槽134立刻抽出捕获指304时。坯件200被释放并且竖直落入支撑块120的竖直引导面124之间。这种竖直下降是通过坯件200的底部与支撑块120的水平停止表面122接触限制的。该关系图示于图6和图7。横向臂302立即允许呈现常闭位置，也即，捕获指304的面向端位于竖直供给管132的狭槽134内以捕获下一坯件200以及支撑剩下的坯件列。

从捕获指304释放的坯件200下落到竖直引导面124之间，并且变得搁置在定位指312的面向弯曲端部313之间的水平停止表面122上。坯件输送及定位机构300立即激活定位臂310朝向彼此枢转。定位指312的端部313的弯曲表面朝向彼此移动并且接合坯件200的柱形外表面。定位臂310的这种行为将坯件定位在处理的作业中心WC，其中坯件200的纵向中心线对准处理的作业中心WC。

定位指312立刻维持坯件就位，直到模具112的引导边缘114在横向接触平面PL的180°(直径方向上)隔开的接触线处接合坯件柱形外表面。在模具112的引导边缘114处的这种接合时，坯件200被定位指312释放。也即，定位臂310被激活以将端部313移开并且不接触坯件200。坯件被水平停止表面122竖直定位，被竖直引导面124横向定位，并且被定位指312的弯曲面向端部313纵向定位。随着当模具朝向完全插入位置移动时模具112的模具面118上的图案经过坯件的相反两侧(图4)，其在引导边缘114处被模具112的相对的模具面118抓取，并且绕处理的作业中心WC自由旋转。随着模具112达到完全插入位置(图4)，后边缘116变得充分隔开以释放落入图7示出的容器315中的成型部件，容器315定位在轨道102下方，竖直对准处理的作业中心WC。

显然，将坯件200定位成接触成型模具112对于在柱形外表面上成功成型满意的图案上是关键的。坯件200必须定位成使得引导边缘114接触坯件的相对表面，具有同步的模具面图案。坯件还必须完全竖直插入模具之间，并且其必须以要成型的完整坯件的顺序垂直布置，并且具有满意的图案。为此，已经发现的是，可以采用机器视觉装备控制机器的操作。机器视觉是公知技术，其使用照相机技术以及比较分析来估计制造装备的操作。假定照相机信号识别出异常，则关联的计算机提供指示故障的输出信号。其还可以用来关闭装备以用于调节以及防止在制造流水线中引入不满意的产品。

使用两个模具而不是单个模具的往复行为的螺纹滚压机器具有若干优势。当使用可逆的伺服马达来返回模具而不是使用标准电动马达驱动通过飞轮以及曲柄轴时，具有额外利益。

首先是测量以及了解滚压直径的能力，是滚子成型的公知方面。坯件在两个螺纹滚子模具之间旋转的直径不等于最终部件的外径或者坯件的最小直径。其等于它们之间的一些数值，即滚压直径。

由于模具的表面和坯件的表面之间的摩擦而产生了滚压直径。该摩擦将迫使坯件在两个模具面之间旋转而不是滑动。坯件的性质是二维截面，通常成形为螺纹。压力、几何形状、表面光洁度、设定压力和总体摩擦将改变滚压直径。模具设计者不控制所有这些变量，因为每个设定是现在的商用装备所独具的。

由于伺服控制使机器的滑动件移动一精确距离的能力允许确定螺钉的滚压直径。该公开的伺服驱动的螺纹滚子机器允许滚压处理开始，然后移动准确量。为了观察目的，能够在停止该处理的点处标记坯件的角度位置。此后，模具在螺纹滚子模具中移动设计的准确距离"横向节距"，坯件将准确旋转360°。

对于所有螺纹滚子模具典型的是，旋转坯件四至六转。如果发现的角度旋转不是360°，则能进行模具调节并且测量以了解准确的横向节距。一旦进行了该调节，工具加工将运行较大时间长度并且是更有效的。在不使用伺服马达的情况下，将需要非常复杂的辅助系统来代替进行所述的测量。具有伺服驱动的本公开的机器将实际上给出对模具设计的反馈。

该公开的螺纹滚子机器的另一利益是使用循环线性轴承。这种轴承制造为具有高容差，并且能够长期承受高负荷。估计的是，用以制造M6机用螺钉的这种机器将能够制造螺钉，每分钟250次行程，可一天用24小时，在需要维修之前可使用四年。而且，这种轴承能够易于用简单工具更换，成本低，停工时间最小。当前螺纹成型机器方式(滑动)需要本领域技术人员"再作业"，涉及上千美元的部件、劳力以及未知的停止时间。在一些情况下，当前机器必须从工厂实际拆除并且运输到修理厂用于再作业。此外，高速辊子轴承比使用传统油膜机器方式更具刚性，所以设置可以是非常一致的。

通过使用线性轴承获得的稳定性给予了用于螺纹滚子工具(模具)的平行模具袋额外的优势。当前的装备通常具有不可调节的活动袋以及可调节的静止袋。允许操作员调节静止模具以改变制造螺钉所需的压力。本公开的迫使装备仅具有平行袋的创新方案给出的优势是设计螺纹滚子工具加工需要对内置设计进行适当的调节，以及消除了需要操作员来进行这些调节。例如，对于标准机用螺钉典型地是在滚子开始时用小压力以及在滚子结束时用更高压力制造的。该压力是通过将模具的后边缘物理地移动得更靠近并且将模具的引导边缘移动得进一步远离而创建的。这些调节需要技能和经验。取消机器的调节性可无需设置的技巧和经验。坯件直径以及加工面的磨损的稍微变化能够通过将薄片放在模具后面并且不再移动仪器来调节。还可想到的是，另外的机器设计可以包括自动操作，描述为动态弯曲，以取消对薄片的需要。这种系统将配合未来可想到添加的自动观察。

本公开的机器使用伺服马达、碳纤维带以及线性轴承来创建移动表面以及传递能量通过系统。使用该类型策略的额外优势允许沿着带纵向隔开就位的多个工具组，多个工具组在单个行程中都能够操作。在利用一个静止模具以及一个活动模具的典型制造方法中，相比两个模具都移动，行程长了三分之一。该较短行程本身引起在带布置上具有多个模具组，使得在一个行程周期内可以制造两个螺钉而不是一个螺钉。机器行程的距离由计算机程序而不是曲柄轴控制。这允许容易在运行的小模具、大模具或者多个模具之间切换。

图8和图9示意地图示了滚子成型机器100的构造，其采用由伺服马达110通过驱动小齿轮107往复驱动的多个模具组，并且由CPU(计算机)109利用面板(诸如图1示出的操作员触摸屏板111)处的操作员输入来控制。此处图示布置的优势是在机器的每个往复运动周期期间形成两个部件。

正如参考图2至图4以上讨论的构造所描述的，由伺服马达110驱动的齿带节段105和106使具有引导边缘114和后边缘116的一组模具112往复运动以在位于处理中心WC-1的柱形的坯件200上形成图案。

为了加倍机器的性能，该构造包括第二组模具112a，每个模具具有引导边缘114a和后边缘116a。端部模具112a在其引导边缘处包括支撑块120a，支撑块120a构造为图2至图4和图7可见的支撑块120。这些模具112a功能与模具112相同以在位于第二处理中心WC-2的柱形坯件200a上形成图案。模具112a布置成当这些模具的纵向移动与模具112的情况一样在相反方向上时作用于第二坯件200a上。两个处理作业中心这样隔开，模具的引导边缘114a的位置使得第二组模具112a以与参考模具112解释的方式相同的方式起着功能，除了纵向往复移动是在相反方向上。正如能够认识到的，当坯件200被加载在处理中心WC-1时，在处理中心WC-2卸除完成的部件。

利用图8和图9图示的布置，可以想到的是，采用具有竖直供给管的两个坯件供给容器，一个坯件供给容器关联每个作业处理中心。类似地，每个站包括坯件输送及定位机构300以顺序馈送以及定位坯件200和200a从而确保与模具的适当初始接触。所有操作正时以及序列将通过CPU(计算机)109建立以及控制。

在滚压处理期间螺钉不纵向移动存在许多优势。当前制造实践中典型的是，螺钉以高速率行进通过由单个活动模具驱动的静止模具的面。在本公开的机器中，两个模具以相同速度移动，导致坯件在适当位置旋转。坯件不占据比其自身截面多的任何空间，这允许实现若干改善。第一改善是易于测量坯件以核验滚压处理的正确性。坯件应仅在滚压时旋转。如果其纵向移动至右侧、左侧或者升高，说明存在问题，可以停止该处理并且进行适当调节。

在工具加工面上使用冷却剂、溶剂或者其他流体对于螺纹滚压的冷成型处理是重要的。轴向静止坯件允许刚好靠近坯件布置流体喷流和硬件以在需要的地方准确喷射流体。在典型制造中，坯件移动穿过静止模具的整个面。因此，流体不是喷射在正确的点，其必须喷射整个纵向路径。

静止螺纹滚压的另一好处是坯件可以竖直馈送，无需担心一个部件的末端嵌入另一部件的头部。部件绝不从左向右移动，因此制造处理能够是竖直的。当布置机器以优化制造厂的地板空间时该竖直处理具有很大优势。

使用伺服马达以及线性轴承以及带系统的另一好处允许制造具有非常小质量以及非常低惯性的装备件。这些好处允许人们无需使用伺服马达，通过手就可以易于自由移动加工。该手操作允许具有很大好处，此时变得对机器操作员来说安全，设置速度也是安全。因为模具以及其他移动机器部件是相同重量以及沿相反方向移动，所以该机器在运行时是非常平衡的。由于此，机器的总重量显著降低，并且可制造为台式设备，而不是重的地板安装式设备。

图10至图12图示了本公开的往复式模具滚子成型机器的修改形式。其具有先前实施例的往复式模具滚子成型机器的特征及优势。此外，该实施例的机器包括两个独立伺服马达以及带驱动系统，一个独立伺服马达以及带驱动系统用于一组的每个模具。该布置具有各模具独立移动的能力，这提供了其他方式不可获得的优势。该实施例还采用静止轴承块以及滑动模具支撑轨道，这允许对轴承定位以抵抗滚子成型时产生的侧向力来最大化支撑。

为了简化地理解基本机器操作，图示的实施例描述为从坯件制造螺接机用螺钉。但是，本公开的机器用于在通过滚子成型所获得的柱形坯件上形成任何期望图案。

参考图10和图11，图示的往复式模具滚子成型机器500包括底座501，底座501支撑相对的轴承座504。轴承座504又支撑细长轨道502，细长轨道502能够沿着间隔的路径滑动，这些路径平行于纵向平面“P”以及距纵向平面“P”是等距的，如图11示出的。

在该实施例中，滑动轨道502均由有齿的驱动带505和506驱动，有齿的驱动带505和506最佳见于图10。如示出的，驱动带505和506均包括固定至一个轨道502的端部上的端部。驱动带505和506支撑在底座501上，用于通过独立的可逆伺服马达510往复驱动。每个驱动带505和506均绕着由其中一个伺服马达510驱动的小齿轮或者链轮齿507穿过。每个独立的驱动带绕着惰轮508延伸，惰轮508可旋转地支撑在底座501上。任一伺服马达510的正向以及反向旋转都引起关联的带轴向平移支撑在彼此独立的轴承座504上的一个滑动轨道502。

伺服马达510的操作由中央处理单元(CPU)509响应于接收来自操作员触摸屏板511的指令的软件而控制。来自操作员站的输入能够根据需要定位滑动轨道502以确保在模具512相对于要成型的坯件以及相对彼此适当对准的情况下对坯件的成形开始，以施加期望图案在坯件的图案接收外表面上。输入控制器还能够设定在模具的完全插入位置以及完全收缩位置之间往复滑动轨道502的路径长度，以及使滑动轨道502因此模具512的移动同步，以及控制机器的所有其他功能。

正如图8和图9的实施例的例子，图10至图12的实施例的往复式模具滚子成型机器构造为从在一个完整操作周期中顺序处理的两个坯件生产出两个完整的滚子成型产品。但是，应该理解的是，即使当仅采用一个模具组并且每个机器往复运动周期仅完成一个滚子成型部件时也可完全实现以下情况下所实现的优势：单独独立驱动一对协作模具中的每个模具，以及在支撑往复滑动轨道502的底座501上使用静止轴承座504。

图10和图11图示了机器500的构造以引起两组往复式模具512和512a均在一个往复运动周期期间在柱形坯件600上均滚压出螺旋螺纹(或者其他期望图案)。显然地，图示的坯件600包括细长的柱形图案接收表面601以及加大头部602。

模具512a的功能与模具512相同以在位于第二处理中心WC-2的柱形坯件600上形成图案。模具512a布置成当这些模具的纵向移动在相反方向上时作用于第二坯件600a。两个处理作业中心这样隔开，模具的引导边缘514a的位置使得第二组模具512a以与参考模具512解释的方式相同的方式起着功能，除了纵向往复移动是在相反方向上。正如能够认识到的，当坯件600加载在处理中心WC-1时，在处理中心WC-2卸除完成的部件。

参考图11，每组模具512和512a相对于作业处理中心(WC)操作，正如图1至图7、图8和图9的实施例已经描述的。如图11所示，在该实施例的机器中存在两个处理中心。一个处理中心WC-1位于横向平面PL-1，当处于它们完全收缩位置时距模具512的引导边缘514是等距的，另一处理中心WC-2位于横向平面PL-2，当处于它们完全收缩位置时距模具512的引导边缘514a是等距的。

512和512a表示的每组的模具安装在机器500中，位于在轴承座504上纵向行进的滑动轨道502上，以在图11右侧的一组模具512代表的完全收缩或者加载位置与图11左侧的一组模具512a代表的完全插入或者卸除位置之间往复运动。类似地，当图11右侧的模具512处于完全插入位置时，模具512a处于完全收缩位置。

在行进的后方范围(完全收缩位置)，模具512和512a的引导边缘514和514a隔开的距离大于坯件600的柱形图案接收表面的直径。因而它们隔开的距离足以将坯件600的柱形图案接收表面接收在引导边缘(图11，右侧)之间的空间中。在模具的完全插入位置处，模具512和512a的后边缘516和516a经过彼此并且隔开的距离足够卸除成型部件(图11，左侧)。因而，每个模具的行进路径的长度稍微超过每个模具的纵向长度。应该注意的是，图示的往复式模具是竖直定向的。坯件类似地定位，其纵向轴线布置成沿竖直方向。该定向本身导致竖直馈送以用于在往复式模具之间加载以及卸除坯件。还可以采用模具的其他定向，诸如水平。

模具面518和518a包含要被施加至坯件的柱形图案接收表面上的图案，它们是成相对面向的关系布置的，并且横交于收缩以及插入位置之间的平行往复运动路径，距垂直纵向平面P是等距的。模具面518和518a包括螺纹成型脊的图案以施加螺纹形式至坯件600的图案接收柱形表面。模具面518隔开一距离使得它们的相应引导边缘定位成面对面关系，每个模具上的成型图案接合中间坯件600的柱形图案接收表面的外表面。

正如关于图1至图7的实施例已经解释的，要形成螺纹的柱形坯件600定位成其纵向中心线位于处理的作业中心WC-1或者WC-2处，当一组模具处于完全收缩位置时距一组中每个模具的引导边缘是等距的。随着模具朝向完全插入位置移动，模具面图案的引导边缘514或者514a沿着横向接触平面“PL-1或者PL-2”在直径相对表面处接合坯件的柱形外表面，横向接触平面“PL-1或者PL-2”垂直于纵向平面P并且经过处理的作业中心WC或者WC-1。

正如先前的实施例中一样，随着模具组的模具512或者512a沿着由平面P限定的路径朝向彼此移动，坯件600变得被捕获在模具面518或者518a之间。随着坯件600接触两个模具，由于其外表面接触模具组的两个模具面518或者518a，因此坯件开始绕其竖直中心旋转。

随着模具512或者512a继续朝向完全插入位置移动，模具面沿着平面P经过彼此。随着模具接合其外周表面，坯件是由与模具面518的接合来支撑的，并且保持在绕其竖直中心旋转的固定位置。螺纹成型模具使坯件600的图案接收表面的周表面变形以形成螺纹图案。

每个模具512或者512a在引导边缘514、514a和后边缘516、516a之间的长度足以使坯件600在模具面之间滚压时完成四次或者五次旋转。模具面上的螺纹成型图案定向成使得模具面上的图案相对于另一模具面偏移一百八十度(180°)。当然，该关系需要在坯件旋转时施加适当的变形至坯件的直径相对表面接触位置。

经适当对准关系，坯件600在处理的作业中心WC-1或者WC-2处绕坯件纵向中心旋转，并且相对于纵向平面P保持纵向静止。如果在滚压螺纹图案期间，发生坯件的纵向移动，这指示出存在故障并且会产生令人不满意的结果。

如图11左侧图示的，当模具512处于完全收缩位置时，引导边缘514隔开的距离大于要成型的坯件的最大直径。所完成的螺接部件然后自由竖直下落至位于作业处理中心WC-1和WC-2下方的收集槽中。

为了定位以及固定坯件600于适当位置直到在横向平面PL-1或者PL-2处由模具512或者512a的引导边缘514或者514a与坯件600的柱形外表面601形成接触，每个模具512或者512a包括上部平表面519或者519a。坯件600的加大头部602的尺寸使得坯件被两个上部平表面519或者519a捕获以及支撑，图案接收表面位于模具面518或者518a之间。因而当坯件600(通过重力)插入时，其相对于图案成型模具面518或者518a竖直定位。坯件相对于模具512或者512a的引导边缘514或者514a的最终取向是通过坯件输送及定位机构的定位指712(见于图10和图11)接合坯件600来实现的。在该方面，可以想到的是，图10至图12的往复式模具图案成型机器500包括与每个作业处理中心WC-1和WC-2关联的坯件输送及定位机构。这种坯件输送及定位机构能够构造为如图1至图7的实施例图示的，或者可包括任何其他合适布置以在往复运动周期中的适当的时间以单元化方式顺序馈送头部坯件600至处理的作业中心。如先前讨论的，输送及定位系统将与滑动轨道502的往复移动是同步的，并且将由中央处理单元509利用来自操作员触摸屏板511的输入而操作。

此外，可以想到的是，坯件输送及定位机构将包括一对枢转安装的定位臂710，定位臂710具有定位指712，定位指712具有支撑弯曲面向端部713。定位臂710安装成朝向和远离彼此移动，如最佳见于图11的。

参考图11右侧，在处理中心WC-1处，当输送坯件600用于图案成型时，定位臂710朝向彼此枢转。定位指712的面向端部713接触坯件600的外柱形图案接收表面601，以及使坯件的纵向中心线对准处理的作业中心WC-1。坯件相对于模具面518被竖直定位，因为坯件600的加大头部602由模具512的上部平表面519支撑。

定位指712的弯曲面向端部713维持相对于处理中心定位的坯件，直到模具512的图案模具面518的引导边缘514沿着横向平面PL在直径相对表面处接合坯件200的柱形图案接收表面601。定位臂710然后枢转以将定位指移离彼此并且使弯曲面向端部713脱离定位支撑。正如先前解释的，滑动轨道502的继续轴向平移引起模具面518绕滚压坯件600的纵向中心线滚压坯件600以施加螺纹图案至坯件600。

正如容易理解的，图10至图12图示的机器500包括两组枢转定位臂710，一组枢转定位臂关联处理的每个作业中心WC-1和WC-2。每个枢转定位臂同样地作业以将坯件600相对于作业中心WC-1或者WC-2定位，从而在适当时间与模具512或者512a共同作用。而且，应该注意的是，在该实施例中，定位臂710的枢转支撑在滑动轨道502下方，而不是像图1至图7的实施例所示的那样被支撑在轨道上方。

随着在更早的实施例中定位指712和弯曲面向端部713在模具512的上部平表面519下方操作。因而，这些部件的厚度必须小于模具的图案成型模具面518之间的横向或者侧向间距。

图10至图12描述的滚子成型机器的布置的特定特征在于，布置支撑轴承以最大化负荷承载能力的优势。参考图11，静止轴承座504支撑滑动轨道502，并且安装在底座501上，位于纵向平面P的相反两侧，纵向平面P对准横向平面PL-1和PL-2。因而，轴承座504安装成直接对准图案模具面518的横向负荷，图案模具面518接合坯件600或者600a的柱形图案接收表面并且使其变形。对于每个处理中心WC-1和WC-2都提供这种轴承对准。侧向或者横向加载是从模具面518和518a沿着横向平面PL-1和PL-2侧向通过模具512和512a传递至滑动轨道502的。这种加载又通过滑动轨道502传递至底座501上的静止轴承座504。

图12图示了图10至图12的往复式模具滚子成型机器500的另一尤其有利的特征。如先前指出的，驱动带505和506通过独立伺服马达510独立地驱动。因此，马达能够将滑动轨道502独立于彼此移动。如图12图示的，例如，轨道502能够移动成使得模具组的模具512能够定位成使模具不位于轴承座504之间。当如此定位时，结构系统是充分柔性的以允许移除模具512的模具面518之间留置的任何坯件。类似地，滑动轨道能够沿相反方向轴向平移以从静止轴承座504之间移动模具512a，以允许从图案成型模具面518a之间移除留置的坯件。

而且，值得注意的是，在图10至图12的实施例中，独立模具组的模具512和512a安装在实心的纵向延伸滑动轨道上。因而，易于实现以及可靠地维持一个模具组的模具相对于另一模具的引导边缘的纵向间距的调节以及操作正时的调节。

利用用于一组的每个模具的独立驱动带的另一优势在于，消除了通过齿带相互作用的模具之间的连接，正如图1至图7的实施例那样。每个滑动轨道502被在轨道和齿驱动小齿轮507之间延伸的带节段拉动。通过触摸屏控制面板处的操作员输入进行的控制器的所需输入能够容易实现对每个驱动带505和506的带伸张容差的独立调节。

而且，值得注意的是，在图10至图12的实施例中，独立模具组的模具512和512a安装在实心的纵向延伸滑动轨道上。因而，易于实现以及可靠地维持一个模具组的模具相对于另一模具的引导边缘的纵向间距的调节以及操作正时的调节。

而且，值得注意的是，图10至图12的实施例中，独立模具组的模具512和512a安装在实心的纵向延伸滑动轨道上。因而，易于实现以及可靠地维持一个模具组的模具相对于另一模具的引导边缘的纵向间距的调节以及操作正时的调节。

前述的变型以及修改在本发明的范围内。应理解的是，此处公开及限定的本发明延伸至文本和/或附图提到或明显示出的两个或多个各特征的所有可替换组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种替换方案。此处公开的实施例构成完整的书面说明，将使其他人可以利用和使用这些实施例。权利要求视为包括相应技术许可范围内的可替换实施例。

Claims (29)

1.一种往复式模具图案成型机器，用于在具有柱形图案接收表面的坯件的柱形表面上形成图案，所述机器包括：

底座；

一对可滑动构件，所述一对可滑动构件可在所述底座上水平地往复运动以及可沿着并且经过所述底座的水平长度的至少一部分在纵向平面的相对的两侧上沿着平行于所述纵向平面的水平路径水平地移动；

至少一对图案成型模具，所述至少一对图案成型模具中的每对图案成型模具的每个图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具中的所述每个图案成型模具相互呈面对关系安装在所述可滑动构件上，其中所述引导边缘紧邻所述图案成型面，所述每个图案成型模具与所述纵向平面是等距的，并且所述每个图案成型模具进一步包括位于所述引导边缘的纵向前方的支撑块，所述支撑块配置成：在所述坯件被捕获在所述引导边缘处且在所述至少一对图案成型模具的所述每对图案成型模具的所述图案成型面之间之前，与所述坯件协作以支撑所述坯件；

用于所述可滑动构件的驱动机构，所述驱动机构用于使所述至少一对图案成型模具在完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动，

所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述图案成型面布置成在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在已被定位的所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径对置的表面上同时接合所述柱形图案接收表面，

所述至少一对图案成型模具从所述完全收缩位置到所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件在所述图案成型面之间绕所述坯件的纵向中心旋转，以将所述图案施加在所述柱形图案接收表面上，

所述至少一对图案成型模具布置成在所述至少一对图案成型模具朝向所述完全插入位置的轴向平移期间支撑所述坯件，

其特征在于，

至少一个输送及定位机构，当所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘隔开的距离大于所述柱形图案接收表面的直径时，所述输送及定位机构用于将所述坯件输送以及定位在所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间，并且使所述坯件在所述纵向平面上的和所述横向平面上的纵向中心线距所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述引导边缘是等距的。

2.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述图案成型面包含螺纹成型图案。

3.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器包括两对图案成型模具，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具的每个图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具相互呈面对关系安装在所述可滑动构件上，所述输送及定位机构包括一机构，以用于当所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘隔开的距离大于所述柱形图案接收表面的直径时，将所述坯件输送以及定位在由所述每对图案成型模具构成的每个模具组的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间。

4.根据权利要求3所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器布置成使得当其中第一对所述图案成型模具处于其完全插入位置时，第二对所述图案成型模具处于其完全收缩位置。

5.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述至少一个输送及定位机构配置为：维持所述坯件就位，直到所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述图案成型面在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在已被定位的所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径对置的表面上同时接合所述柱形图案接收表面；以及当所述图案成型面在所述引导边缘处开始接合所述柱形图案接收表面时，释放所述坯件。

6.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述驱动机构包括连接至所述可滑动构件的至少一个驱动带，所述驱动机构还包括至少一个伺服马达，所述至少一个伺服马达布置成往复移动所述可滑动构件以使所述至少一对图案成型模具中的所述图案成型模具在所述完全收缩位置和所述完全插入位置之间移动。

7.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述驱动机构包括两个驱动带以及两个伺服马达，每个所述驱动带均连接至所述可滑动构件的其中一个，以独立于所述可滑动构件中的另一个而往复移动所述可滑动构件的所述其中一个。

8.根据权利要求2所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器包括一对细长轨道和一对可滑动块，所述一对细长轨道呈平行间隔关系附接至所述底座，所述一对可滑动块和安装在每个所述可滑动块上的所述至少一对图案成型模具中的其中一个所述图案成型模具一起可滑动地支撑在所述一对细长轨道上。

9.根据权利要求2所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器包括支撑在所述底座上的至少一对间隔的轴承座以及可滑动地支撑在每个所述轴承座上的可滑动轨道，每个所述可滑动轨道支撑所述至少一对图案成型模具的其中一个所述图案成型模具。

10.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述输送及定位机构包括枢转臂，所述枢转臂朝向彼此以及离开彼此往复运动以接合以及定位所述坯件，直到相对的所述至少一对图案成型模具中的所述图案成型模具的所述引导边缘接合所述坯件，所述枢转臂偏置到大致打开位置或者伸展位置，使得所述枢转臂的自由端部隔开的距离大于所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径，在输送所述坯件时所述枢转臂枢转以接合所述坯件，以相对于所述至少一对图案成型模具中的所述图案成型模具的所述引导边缘定位所述坯件。

11.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述输送及定位机构包括沿着所述每对图案成型模具的所述纵向平面布置的一对往复指状部，所述指状部朝向彼此以及离开彼此往复运动以保持坯件，并且当所述每对图案成型模具的所述引导边缘在所述完全收缩位置时，所述指状部释放所述坯件。

12.根据权利要求1所述的往复式模具图案成型机器，其中，当所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具完全收缩时，所述输送及定位机构将所述坯件输送到所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间，并且在往复运动开始时且在所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面同时接合所述坯件的所述柱形图案接收表面之前，所述输送及定位机构将所述坯件竖直地定位在所述至少一对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的每个图案成型模具的所述引导边缘之间。

13.一种往复式模具图案成型机器，用于在具有柱形图案接收表面的坯件的柱形表面上形成图案，所述机器包括，

底座；

一对可滑动构件，所述一对可滑动构件可在所述底座上水平地往复运动以及可沿着并且经过所述底座的水平长度的至少一部分在纵向平面的相对的两侧沿着平行于所述纵向平面的水平路径水平地移动；

两对图案成型模具，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具的每个图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述每对图案成型模具的每个图案成型模具相互呈面对关系安装在所述可滑动构件上，其中所述引导边缘紧邻所述图案成型面，并且所述每个图案成型模具与所述纵向平面是等距的，并且所述每个图案成型模具进一步包括位于所述引导边缘的纵向前方的支撑块，所述支撑块配置成：在所述坯件被捕获在所述引导边缘处且在所述两对图案成型模具的所述每对图案成型模具的所述图案成型面之间之前，与所述坯件协作以支撑所述坯件；

至少一个输送及定位机构，当所述每对图案成型模具的每个图案成型模具的所述引导边缘隔开的距离大于所述柱形图案接收表面的直径时，所述输送及定位机构用于将所述坯件输送以及定位在所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的每个图案成型模具的所述引导边缘之间；

用于所述可滑动构件的驱动机构，所述驱动机构用于使所述两对图案成型模具在完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动，

所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述图案成型面布置成在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在已被定位的所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径对置的表面上同时接合所述柱形图案接收表面，其中所述图案成型模具的所述图案成型面包含螺纹成型图案，

所述两对图案成型模具从所述完全收缩位置到所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件在所述图案成型面之间绕所述坯件的纵向中心旋转，以将所述图案施加在所述柱形图案接收表面上，

所述两对图案成型模具布置成在所述两对图案成型模具朝向所述完全插入位置的轴向平移期间支撑所述坯件，

其中，所述机器包括支撑在所述底座上的两对间隔的轴承座，并且所述一对可滑动构件的每一个包括可滑动地支撑在每个所述轴承座上的可滑动轨道，每个所述可滑动轨道支撑所述两对图案成型模具的其中一个所述图案成型模具，

其中，每个可滑动轨道在所述纵向平面的一侧支撑在所述轴承座上，

其中，所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具相互呈面对关系安装在所述可滑动轨道上，

其中，所述驱动机构包括两个驱动带以及两个伺服马达，每个所述驱动带均直接连接至所述可滑动轨道的其中一个以使所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具在所述完全收缩位置和所述完全插入位置之间往复运动。

14.根据权利要求13所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器布置成使得当其中一对图案成型模具处于其完全插入位置时，第二对所述图案成型模具处于其完全收缩位置。

15.根据权利要求13所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述两个伺服马达布置成往复移动所述可滑动构件以使以相互呈面对关系被安装在所述可滑动构件上的所述图案成型模具在所述完全收缩位置和所述完全插入位置之间移动，其中当所述图案成型模具由所述两个伺服马达驱动的同时，所述图案成型模具在平行于所述纵向平面的相对方向上被同步移动。

16.根据权利要求13所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述机器包括一对细长轨道和一对可滑动块，所述一对细长轨道呈平行间隔关系附接至所述底座，所述一对可滑动块和安装在每个所述可滑动块上的所述两对图案成型模具中的其中一个所述图案成型模具一起可滑动地支撑在所述一对细长轨道上。

17.根据权利要求13所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述输送及定位机构包括枢转臂，所述枢转臂朝向彼此以及离开彼此往复运动以接合以及定位所述坯件，直到相对的所述两对图案成型模具中的所述图案成型模具的所述引导边缘接合所述坯件。

18.根据权利要求17所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述输送及定位机构包括在所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具之间沿着所述纵向平面布置的一对往复指状部，所述指状部朝向彼此以及离开彼此往复运动。

19.根据权利要求15所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述输送及定位机构包括在所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具之间沿着所述纵向平面布置的一对往复指状部，所述指状部朝向彼此以及离开彼此往复运动。

20.根据权利要求19所述的往复式模具图案成型机器，其中，所述两对图案成型模具布置成使得当其中第一对所述图案成型模具处于其完全插入位置时第二对所述图案成型模具处于其完全收缩位置。

21.根据权利要求13所述的往复式模具图案成型机器，其中，当所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具完全收缩时，所述输送及定位机构将所述坯件输送到所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间，并且在往复运动开始时且在所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面同时接合所述坯件的所述柱形图案接收表面之前，所述输送及定位机构将所述坯件竖直地定位在所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间。

22.一种往复式模具图案成型机器，所述机器配置成在具有柱形图案接收表面的坯件的柱形表面上形成图案，所述机器包括：

底座；

一对可滑动构件，所述一对可滑动构件可在所述底座上往复运动以及可在纵向平面的相对的两侧上沿着平行于所述纵向平面的路径移动；

两对图案成型模具，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具相互呈面对关系安装在所述可滑动构件上，其中所述引导边缘紧邻所述图案成型面，并且所述每对图案成型模具中的每个图案成型模具与所述纵向平面是等距的，并且所述每个图案成型模具进一步包括位于所述引导边缘的纵向前方的支撑块，所述支撑块配置成：在所述坯件被捕获在所述引导边缘处且在所述两对图案成型模具的所述每对图案成型模具的所述图案成型面之间之前，与所述坯件协作以支撑所述坯件；

至少一个输送及定位机构，当所述图案成型模具的所述引导边缘隔开的距离大于所述柱形图案接收表面的直径时，所述输送及定位机构用于将所述坯件输送以及定位在所述图案成型模具的所述引导边缘之间；

用于所述可滑动构件的驱动机构，所述驱动机构用于使所述图案成型模具在完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动，其中，所述驱动机构包括两个驱动带以及两个伺服马达；

支撑在所述底座上的两组间隔的轴承座，其中所述一对可滑动构件包括一对可滑动轨道，其中每个所述可滑动轨道在所述纵向平面的一侧支撑在每个所述轴承座上，所述可滑动轨道的每一个支撑所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的其中一个所述图案成型模具，每个所述驱动带均直接连接至所述可滑动轨道的其中一个以使所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具在所述完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动，

所述图案成型模具的所述图案成型面包括螺纹成型图案，并且所述图案成型面布置成在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在已被定位的所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径对置的表面上同时接合所述柱形图案接收表面，

所述图案成型模具从所述完全收缩位置到所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件在所述图案成型面之间绕所述坯件的纵向中心旋转，以将所述图案施加在所述柱形图案接收表面上，

所述图案成型模具布置成在所述图案成型模具朝向所述完全插入位置的轴向平移期间支撑所述坯件。

23.一种机器，包括：

底座；

两对图案成型模具，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述两对图案成型模具中的每对图案成型模具相互呈面对关系安装在可滑动轨道上，其中所述引导边缘紧邻所述图案成型面，并且所述每对图案成型模具中的每个图案成型模具与纵向平面是等距的，并且所述每个图案成型模具进一步包括位于所述引导边缘的纵向前方的支撑块，所述支撑块配置成：在坯件被捕获在所述引导边缘处且在所述两对图案成型模具的所述每对图案成型模具的所述图案成型面之间之前，与所述坯件协作以支撑所述坯件，

其中，所述两对图案成型模具中的所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具的所述图案成型面布置成在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在已被定位的所述坯件的柱形图案接收表面的直径对置的表面上同时接合所述柱形图案接收表面；

用于所述可滑动轨道的驱动机构，所述驱动机构用于使所述图案成型模具在完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动，其中所述驱动机构包括两个驱动带和两个伺服马达；以及

两组间隔的轴承座，所述两组间隔的轴承座支撑在所述底座上，并且所述可滑动轨道的每个可滑动轨道支撑在所述纵向平面的其中一侧上的所述轴承座的每一个上，所述可滑动轨道的每一个支撑所述图案成型模具之一，所述驱动带的每一个直接连接至所述可滑动轨道之一以使所述每对图案成型模具的所述每个图案成型模具在完全收缩位置和完全插入位置之间往复运动。

24.一种在具有柱形图案接收表面的坯件上形成图案的方法，包括：

提供一对图案成型模具，所述一对图案成型模具中的每个图案成型模具均具有引导边缘、后边缘和图案成型面，所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具相互呈面对关系安装，从而用于在纵向平面的相对的两侧在完全收缩位置和完全插入位置之间水平地往复运动，其中所述引导边缘紧邻所述图案成型面，并且所述每个图案成型模具与所述纵向平面是等距的，并且所述每个图案成型模具进一步包括位于所述引导边缘的纵向前方的支撑块，所述支撑块配置成：在所述坯件被捕获在所述引导边缘处且在所述一对图案成型模具的所述图案成型面之间之前，与所述坯件协作以支撑所述坯件，

将所述坯件的所述柱形图案接收表面的位于所述纵向平面中的纵向中心定位成距所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述引导边缘是等距的，

所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面在所述引导边缘处沿着与所述纵向平面垂直的横向平面开始在所述坯件的柱形图案上的直径相对的表面处的所述柱形图案接收表面处同时接合所述坯件，

所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具朝向所述完全插入位置的轴向平移引起所述坯件绕其纵向中心旋转以施加所述图案至所述坯件的所述柱形图案接收表面，以及

在所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述轴向平移期间，通过将所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面与所述坯件的所述柱形图案接收表面接合来支撑所述坯件。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述方法包括提供一机构，以在所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面与所述坯件的所述柱形图案接收表面接合之前定位所述坯件。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述方法进一步包括当所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具处于所述完全收缩位置时，将所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述后边缘的距离定位成大于所述坯件的所述柱形图案接收表面的直径。

27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括提供第二对图案成型模具，所述第二对图案成型模具中的每个图案成型模具均具有引导边缘、后边缘以及图案成型面，所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具呈面对关系安装，从而用于在所述纵向平面的相对的两侧在完全收缩位置以及完全插入位置之间往复运动，

定位第二坯件，使得所述第二坯件的柱形图案接收表面的在所述纵向平面中的纵向中心距所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述引导边缘是等距的，

所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面同时在所述第二坯件的所述柱形图案接收表面上的直径相对表面处接合所述第二坯件的所述柱形图案接收表面，

将所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具轴向平移至所述完全插入位置，以引起所述第二坯件绕其纵向中心旋转以施加所述图案至所述第二坯件的所述柱形图案接收表面，以及

在所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述轴向平移期间，通过所述第二对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面与所述第二坯件的所述柱形图案接收表面的接合来支撑所述第二坯件。

28.根据权利要求27所述的方法，包括当第一对所述图案成型模具定位在所述完全插入位置时将第二对所述图案成型模具定位在完全收缩位置。

29.根据权利要求24所述的方法，其中，所述方法进一步包括提供一机构，当所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具完全收缩时，所述机构将所述坯件输送并定位到所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间，并且在往复运动开始时且在所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述图案成型面和所述坯件的所述柱形图案接收表面接合之前，所述机构将所述坯件竖直地定位在所述一对图案成型模具中的所述每个图案成型模具的所述引导边缘之间。

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