CN108213834A - 一种滚压加工装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种滚压加工装置及系统，属于车辆领域。滚压加工装置包括：被构造来与待加工件的表面接触并受动地沿预设方向挤压表面的曲面体、包括呈纵横连接的连接件和驱动件的连接组件以及凸轮。连接件可转动地布置。凸轮沿周缘设置有导槽。凸轮能够被驱动而进行偏心转动并通过导槽驱使驱动件运动进而带动连接于连接件的曲面体运动以滚压待加工件的表面。本发明提供的滚压加工系统能够实现加工偏心圆弧曲面。

Description

一种滚压加工装置及系统

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体而言，涉及一种滚压加工装置及系统。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，企业和用户对超越离合器外圈的使用性能及寿命的要求不断提高，原有的加工工艺已逐渐无法满足其性能及寿命要求。目前，加工滚道方法主要有两种：①车削后热处理；②车削后进行滚道碾压，最后热处理。但第一种加工方法在加工时内滚道的车削精度很难保证，并且在加工过程中容易产生车削刀痕，影响零件的使用。而第二种方法虽然能够进行大批量的生产，但由于结构限制，只能加工普通同心圆弧面，而超越离合器外圈内表面为偏心圆弧型面，在使用第二种方法进行滚道加工时，钢珠滚子在不同位置时对滚道施加的压应力也有变化，滚压效果无法保证。

发明内容

为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本发明提出了一种滚压加工装置及系统。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实施例的提供了一种滚压加工装置。

滚压加工装置用于对待加工件的表面进行曲面加工。

滚压加工装置包括：

曲面体，曲面体被构造来与待加工件的表面接触并受动地挤压前述表面；

连接组件，连接组件包括呈纵横连接的连接件和驱动件，连接件由第一前端至第一后端延伸而成，驱动件由第二前端至第二后端延伸而成，连接件被构造来以第一前端为转动中心而可转动地布置，第一后端与曲面体连接，第二前端连接于连接件，第二后端为自由端；

凸轮，凸轮沿周缘设置有与第二后端匹配的导槽，凸轮能够被驱动而进行偏心转动并通过导槽驱使驱动件运动进而带动连接于连接件的曲面体运动以碾压待加工件的表面。

在其他的一个或多个示例中，曲面体具有用于与待加工件接触的弧形区域，弧形区域为椭圆面或球形面；或者，曲面体通过磁体连接于连接件的第一后端。

在其他的一个或多个示例中，连接件具有通过伸缩运动来进行长度调节而连接的第一部分和第二部分，连接件通过伸缩运动实现与待加工件的表面持续地接触，第一前端位于第一部分，第一后端位于第二部分，驱动件俩连接于第二部分。

在其他的一个或多个示例中，第一部分设置有通道，第二部分具有能够在通道内运动的伸缩部，第一部分和第二部分之间设置弹性件。

在其他的一个或多个示例中，弹性件包括弹簧、伸缩套。

在其他的一个或多个示例中，第一部分设置有第一凸台，第二部分设置有第二凸台，弹性件的两端分别结合于第一凸台、第二凸台。

在其他的一个或多个示例中，连接组件还包括导向套，导向套结合于第一凸台，且允许第二凸台沿轴向运动。

在第二方面，本发明实施例提供了一种滚压加工系统。

滚压加工系统用于超越离合器外圈的内滚道加工。

滚压加工系统包括相互匹配的保持架、如前述的滚压加工装置。保持架具有壳体，滚压加工装置设置于壳体内，且能够被动地整体相对壳体移动以将曲面体暴露于壳体外，壳体内布置有能够沿轴向受动地运动的固定块，第一前端可转动地连接于固定块。

在其他的一个或多个示例中，保持架还具有分别设置于壳体的两端的顶板和底套，顶板与壳体固定连接，底套以可滑动的方式套设于壳体，顶板与底套之间通过弹簧连接，底套具有被构造来可选地约束曲面体的内曲面，曲面体能够可选地收纳于内曲面限定的内腔或远离内腔。

在其他的一个或多个示例中，滚压加工系统还包括被布置于壳体内且相互匹配的主动部件和受动部件；主动部件包括主动轴、固定连接于主动轴的主动齿轮，受动部件包括受动轴、固定连接于受动轴的受动齿轮，主动齿轮与受动齿轮啮合，主动轴的远离主动齿轮的端部与固定部连接，受动轴远离受动齿轮的端部与凸轮连接。

有益效果：

本发明实施例提供的滚压加工系统应用范围广泛。其是一种制造、安装方便的超越离合器外圈的内滚道滚压加工系统。通过采用本发明实施例提供的滚压加工系统，可以使制造成本降低，并且其使用方法方便，适用范围广，能够满足用户对超越离合器外圈内滚道的加工要求。相比较于现有滚压加工系统及方法，本发明能够保证超越离合器外圈内滚道的加工精度及加工效率，同时，由于本发明采用的结构，极大的降低了刀具成本，因此还能减少零件的加工成本。另外，本装置采用的凸轮带动摆动杆碾压的方式，能够准确的控制内滚道的碾压范围，避免了因角度控制不准确可能引起的质量问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的滚压加工系统的外形结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的滚压加工系统的内部结构示意图

图3示出了本发明实施例提供的多个滚压加工装置组合结构示意图；

图4示出了图1所示滚压加工系统中的底套与凸轮、曲面体以及连接组件的配合结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的滚压加工装置中的连接组件与固定块的连接配合结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的滚压加工装置中的导向套的结构示意图；

图7示出了本发明实施例提供的滚压加工装置中的连接组件的可伸缩部分的结构示意图；

图8示出了图7提供的可伸缩部分中连接件的第一部分和第二部分的配合结构示意图。

图标：200-滚压加工系统；1-主动轴；2-弹簧；3-底套；4-第一轴承；301-壳体；5-主动齿轮；6-从动齿轮；7-从动轴；8-磁体；9-曲面体；102-凸轮；103-连接组件；11-导向套；12-推力球轴承；104-第二部分；105-第一部分；106-第一凸台；107-导槽；13-第一前端；108-内腔；109-内曲面；110-固定块；111-驱动件；15-弹性件；112-第二凸台；113-伸缩部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

基于现有技术的不足，本实施例提供了一种滚压加工装置及滚压加工系统。

滚压加工装置用于对待加工件的表面进行曲面碾压加工。所述滚压加工装置能够针对曲率变化的曲面进行碾压，从而使得对不规则曲面，如非圆弧面、非球形弧面的加工。应当理解，本发明提出的滚压加工装置也同样适用于对规则曲面，如圆弧面、球形弧面的加工。

以下结合附图，参与图1至图8，对其进行详细阐述。

滚压加工装置包括曲面体9、连接组件103以及凸轮102。其中，曲面体9是能够直接与待加工件的期望加工区域接触的构件。通过曲面体9与待加工件的接触。实质上，曲面体9施加了相当的作用力以达到碾压待加工件的作用，因此，加工作业的大部分情况下，曲面体9能够使待加工件屈服而发生期望的理想形变。连接组件103则作为中间件能够凸轮102的运动转化为曲面体9的运动。换言之，凸轮102的运动在实质上提供了曲面体9碾压工件的动力。但是，应当认识到，凸轮102的运动也可以是由其他动力机构、机械，或者其他各种发明人已知的动力源、上位机实现。在本实施例中，凸轮102能够作偏心运动，相应地，曲面体9也可以通过连接组件103的中转实现期望和符合设计要求的曲线运动，其运动轨迹通常是一个曲线，并且也因此能够对待加工件进行曲面加工。更好的是，本发明提供的滚压加工装置能够实现加工偏心圆弧面的需求，但是，此并非意在限制本发明提供的滚压加工系统只能用于进行偏心圆弧面的加工和制作。

曲面体9是一个实体的结构，其通常具有适当的硬度，以便能够在碾压待加工件不至于发生严重的形变而导致工件加工失败。通常地，选择曲面体9的材质以满足曲面体9的硬度大于或等于接待加工件的硬度将是有益的。曲面体9的材质可以被自由地选择，根据加工需要进行调整。例如，不锈钢、铸铁、钛合金等。

由于曲面体9被用来对曲面进行加工，因此，其可以采用具有曲面的各种构件。在一些示例中，曲面体9具有用于与待加工件接触的弧形区域。所述的弧形区域例如可以为椭圆面或球形面。曲面体9可以是球体或椭圆体等形状。在另一些示例中，曲面体9在部分区域形成椭圆面或球形面，而在另一些区域构成规则的立方体、长方体等，以便于曲面体9布置。例如，曲面体9由相互连接的长方体和半球面构成。进一步地，在一些使用场合下，本发明实施例提供的滚压加工装置也可通过更换曲面体9来对平面进行加工。换言之，曲面体9也可以使具有平整表面的构件。例如，曲面体9为立方块。另外，应当指出的是，曲面体9与待加工件的期望加工区域可以是以点接触的方式相互作用，或者以面接触的方式相互作用。具体可以通过曲面体9和待加工件的期望加工区域形状来确定。

在本实施例中，曲面体9被构造来与待加工件的表面接触并受动地挤压表面。换言之，在加工作业时，曲面体9接触工件，而在未处于加工状态时，曲面体9是能够与待加工件相脱离的。

连接组件103作为中间件，并与凸轮102相互连接和相互作用。连接组件103能够在保持曲面体9以相对稳定的方式运动，即对曲面体9起到姿态稳定作用。例如，在一种工况下，连接组件103使曲面体9能够在一平面内作曲线运动。在另一个工况下，连接组件103使曲面体9能够在另一个平面内作曲线运动。如此，滚压加工装置可以对待加工件的不同部分进行针对性的曲面加工处理。因此，在更佳的示例中，连接组件103还以能够被进行位置调节的方式来布置，从而相应地调整曲面体9的加工位置。

本实施例中，连接组件103包括呈纵横连接的连接件和驱动件111。例如，驱动件111呈树杈状连接于连接件。作为一种实现方式，相互连接的连接件和驱动件111共同构成“T”形结构。

连接件和驱动件111例如可以大体上呈柱状、棒状结构。其中，连接件由第一前端13至第一后端延伸而成，驱动件111由第二前端至第二后端延伸而成。连接件以第一前端13为转动中心而可转动地布置，且第一后端与曲面体9连接。第二前端连接于连接件，第二后端为自由端。所述第二后端能够与前述之凸轮102相互配合，并在凸轮102的驱动下运动。另外，在一些示例中，第一前端13的可转动地被固定的位置为所加工的偏心圆弧面的圆心位置。在实际加工过程中，需根据实际情况调整第一前端的位置及连接件长度，第一后端固定的圆盘为可拆卸式，方便针对不同零件时改变第一后端位置。

如前述，曲面体9连接于连接件的第一后端。根据曲面体9和连接件的材质，曲面体9与连接件可以采用各种适当的方式连接。例如，螺纹连接、铆接、焊接，或者，在一些特别的示例中，曲面体9与连接件一体成型。当然，基于更换曲面体9以对不同的工件进行加工的需要，曲面体9与连接件可拆卸连接更便于使用。作为一种可替代的方式，曲面体9与连接件通过磁性连接。例如，曲面体9通过磁体8(例如可以是永磁体)连接于连接件的第一后端。相应地，曲面体9采用能够与磁体8进行磁连接作用的材质，一般其可以为铁磁性物质，例如铁。其中，磁体8可被设计为片状结构。

另外，在一些改进示例中，连接件具有通过伸缩运动来进行长度调节而连接的第一部分105和第二部分104，连接件通过伸缩运动实现与待加工件的表面持续地接触。其中，前述之第一前端13位于第一部分105，前述之第一后端位于第二部分104。与之相适应的是，驱动件111俩连接于第二部分104。

连接件的长度调节可以实现使曲面体9在整个加工过程中，连续且持续地与待加工件表面接触，即，曲面体9能够根据待加工件的曲型面做适应性的曲线运动，同时，连接件的长度也做适应性地增加或减少。如此，在加工作业时，曲面体9始终于工件接触，避免加工区域的遗漏。更进一步地，连接件的长度调节使通过施力构件来实现的。施力构件可以是连接件在长度调节时，始终保持相对的推动作用力于第二部分104，进而使曲面体9也能够以相对稳定作用力碾压工件，而不至于在一些区域压力过小而非加工到位(工件形变为达到期望或允许误差限度)，在另一些区域压力过大而加工过度(工件形变超出期望或允许误差限度)。

一种示例中，连接件的第一部分105设置有通道，连接件的第二部分104具有能够在通道内运动的伸缩部113，第一部分105和第二部分104之间设置弹性件15。其中所述的弹性件15可以是弹簧2、伸缩套。较佳地，第一部分105设置有第一凸台106，第二部分104设置有第二凸台112，弹性件15的两端分别结合于第一凸台106、第二凸台112。通过两个凸台限制弹性件15的两端，以避免第一部分105和第二部分104过于接近或远离。由于第一部分105和第二部分104能相对地运动，在本实施例中，更好地，第一部分105固定，连接件的长度调节使通过第二部分104相对于第一部分105的运动(如伸缩运动)实现。

进一步地，连接组件103还包括导向套11，导向套11结合于第一凸台106(例如通过螺纹连接)，且允许第二凸台112沿轴向运动。导向套11因连接于第一凸台106而被固定，当第二部分104相对于第一部分105伸缩运动时，第二凸台112能够被导向套11引导，而进行相对稳定的伸缩运动。更好地，第二凸台112的外周缘与导向套11的内壁光滑地接触，例如可以通过润滑油实现。

凸轮102沿周缘设置有与连接组件103中的驱动件111的第二后端匹配的导槽107。凸轮102能够被驱动而进行偏心转动并通过导槽107驱使驱动件111运动进而带动连接于连接件的曲面体9运动以碾压待加工件的表面。凸轮102可以通过各种适当的方式来进行驱动。在本实施中，凸轮102具有一个确定的转动中心，并且围绕所述的转动中心进行转动。通常，凸轮102可以通过可转动的轴来驱动而进行转动，而轴则可以通过电机驱动。基于以上，在实质上，凸轮能够用于带动连接组件摆动并控制来回摆动的幅度。

基于以上的滚压加工装置，在本实施例中，还提供了一种滚压加工系统200，如图1，用于超越离合器外圈的内滚道加工。

滚压加工系统包括相互匹配的保持架、滚压加工装置。其中，保持架具有壳体301，滚压加工装置设置于壳体301内，且能够被动地整体相对壳体301移动以将曲面体9暴露于壳体301外。壳体301内布置有能够沿轴向受动地运动的固定块110，第一前端13可转动地连接于固定块110。

固定块110作为对滚压加工装置中的连接件的附着连接部位，使连接件能能够以其为确定和固定的着力点，通过连接件的第一前端13可转动地连接。一种示例中，固定块110通过结合在保持架的轴而被固定。或者，固定块110通过结合在壳体301上的辐条而被固定。

更好地，保持架还具有分别设置于壳体301的两端的顶板和底套3。其中，顶板与壳体301固定连接。底套3以可滑动的方式套设于壳体301，顶板与底套3之间通过弹簧2连接，底套3具有被构造来可选地约束曲面体9的内曲面109，曲面体9能够可选地收纳于内曲面109限定的内腔108或远离内腔108。在滚压加工系统工作时，底套3在弹簧2的作用下限制曲面体9，使其布置于外移至保持架外。当需要进行加工作业时，滚压加工装置可以相对于保持架运动而使曲面体9从壳体301脱离，以便于进行曲面加工。顶板可以作为滚压加工系统与其他加工设备连接的部分，使滚压加工系统易于被调整姿态、位置。底套3可以对曲面体9起到限制和一定的保护作用。

进一步，基于驱动的需要，滚压加工系统还包括被布置于壳体301内且相互匹配的主动部件和受动部件。主动部件包括主动轴1、固定连接于主动轴1的主动齿轮5。受动部件包括受动轴、固定连接于受动轴的受动齿轮，主动齿轮5与受动齿轮啮合。主动轴1的远离主动齿轮5的端部与固定部连接(例如通过推力球轴承12连接，推力球轴承可用于承受如连接件的第二部分等构件的轴向应力)，例如通过轴承与顶板连接。更进一步地，主动的伸出顶板外，并且设置花键以便于电机连接而被驱动进行旋转。受动轴远离受动齿轮的端部与凸轮102连接(例如可以是过盈配合)，例如通过第一轴承4与顶板连接。

基于加工多个工件的需要，滚压加工系统可以设置多个滚压加工装置，相应地，其具有多个受动部件。其中多个受动部件中的受动齿轮围绕主动齿轮5布置，且分别定轴可转动地与主动齿轮5啮合。

本发明所提供的滚压加工系统的工作原理简述如下：

在工作前，首先完成待加工件及机构的装夹及固定，工件通过夹具完成固定。将滚压加工系统的主动轴通过花键与钻床主轴连接固定，并保证机构与工件保持同心。机构及工件装夹完成后，机构向工件靠近，直至接触工件后，底套(钢珠限位装置)在工件及夹具压力作用下保持不动，而其余部分继续进给，直至曲面体(碾压钢珠)到达指定位置后停止进给。然后由钻床驱动主动轴转动，并带动主动齿轮转动。主动齿轮转动时带动从动齿轮转动，将从动轴带动，并通过从动轴带动凸轮102转动。凸轮102转动时，通过其上表面的轨道槽带动驱动件(摆动杆)来回摆动从而使曲面体(碾压钢珠)碾压滚道。待加工完成后，主轴停止转动，并远离工件，此时，曲面体(碾压钢珠)受弹簧(压缩弹簧)作用重新回到初始位置，限制曲面体(碾压钢珠)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滚压加工装置，用于对待加工件的表面进行曲面加工，其特征在于，所述滚压加工装置包括：

曲面体，所述曲面体被构造来与所述待加工件的表面接触并受动地挤压所述表面；

连接组件，所述连接组件包括呈纵横连接的连接件和驱动件，所述连接件由第一前端至第一后端延伸而成，所述驱动件由第二前端至第二后端延伸而成，所述连接件被构造来以所述第一前端为转动中心而可转动地布置，所述第一后端与所述曲面体连接，所述第二前端连接于所述连接件，所述第二后端为自由端；

凸轮，所述凸轮沿周缘设置有与所述第二后端匹配的导槽，所述凸轮能够被驱动而进行偏心转动并通过所述导槽驱使所述驱动件运动进而带动连接于所述连接件的所述曲面体运动以碾压所述待加工件的表面。

2.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述曲面体具有用于与所述待加工件接触的弧形区域，所述弧形区域为椭圆面或球形面；或者，所述曲面体通过磁体连接于所述连接件的所述第一后端。

3.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述连接件具有通过伸缩运动来进行长度调节而连接的第一部分和第二部分，所述连接件通过伸缩运动实现与所述待加工件的表面持续地接触，所述第一前端位于所述第一部分，所述第一后端位于所述第二部分，所述驱动件俩连接于所述第二部分。

4.根据权利要求3所述的滚压加工装置，其特征在于，所述第一部分设置有通道，所述第二部分具有能够在所述通道内运动的伸缩部，所述第一部分和所述第二部分之间设置弹性件。

5.根据权利要求4所述的滚压加工装置，其特征在于，所述弹性件包括弹簧、伸缩套。

6.根据权利要求5所述的滚压加工装置，其特征在于，所述第一部分设置有第一凸台，所述第二部分设置有第二凸台，所述弹性件的两端分别结合于所述第一凸台、所述第二凸台。

7.根据权利要求6所述的滚压加工装置，其特征在于，所述连接组件还包括导向套，所述导向套结合于所述第一凸台，且允许所述第二凸台沿轴向运动。

8.一种滚压加工系统，用于超越离合器外圈的内滚道加工，其特征在于，所述滚压加工系统包括相互匹配的保持架、如权利要求1-7中任一项所述的滚压加工装置，所述保持架具有壳体，所述滚压加工装置设置于所述壳体内，且能够被动地整体相对所述壳体移动以将所述曲面体暴露于所述壳体外，所述壳体内布置有能够沿轴向受动地运动的固定块，所述第一前端可转动地连接于所述固定块。

9.根据权利要求8所述的滚压加工系统，其特征在于，所述保持架还具有分别设置于所述壳体的两端的顶板和底套，所述顶板与所述壳体固定连接，所述底套以可滑动的方式套设于所述壳体，所述顶板与所述底套之间通过弹簧连接，所述底套具有被构造来可选地约束所述曲面体的内曲面，所述曲面体能够可选地收纳于所述内曲面限定的内腔或远离所述内腔。

10.根据权利要求8所述的滚压加工系统，其特征在于，所述滚压加工系统还包括被布置于所述壳体内且相互匹配的主动部件和受动部件；所述主动部件包括主动轴、固定连接于所述主动轴的主动齿轮，所述受动部件包括受动轴、固定连接于所述受动轴的受动齿轮，所述主动齿轮与所述受动齿轮啮合，所述主动轴的远离所述主动齿轮的端部与所述固定部连接，所述受动轴远离所述受动齿轮的端部与所述凸轮连接。