CN108421942A - 一种搓制阶梯形工件的方法和多工位搓丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搓制阶梯形工件的方法和多工位搓丝机，包括：安装在床身上的输料槽、推料杆和滑动托板，所述的床身和滑动托板之间沿工件运动方向并排成对设置多组固定搓板和滑动搓板，在所述的多组搓板的固定搓板和滑动搓板之间设置一根能够跟随并推动工件运动的跟进送料棒。本发明通过设置多个工位，各工位上分别设置一套搓制不同直径螺纹的搓丝板，并通过设置跟进送料棒的方式，在不同工位之间传递工件，实现多工位的搓丝。通过设置跟进设置的方式，有效的解决了工位之间工件传递的问题。跟随设施的设置有效的解决了工件卡在两个工位之间的问题，避免事故发生。跟进设置调试十分简单，大大降低了辅助时间，节约了生产成本。

Description

一种搓制阶梯形工件的方法和多工位搓丝机

技术领域

本发明涉及一种搓制阶梯形工件的方法和多工位搓丝机，是一种机械加工的方法和设备，是一种螺纹加工的方法和专用设备。

背景技术

随着需求的不断变化，市场上开始要求一种特殊的螺钉或螺栓。这种螺钉或螺栓具有多个同轴但不同直径的有螺纹段或无螺纹段，形成有台阶的阶梯形轴类工件，例如一种两端倒角的螺柱，最大直径的一端是一段M8的螺纹段，另一直径最小的一段为M6的螺纹段。对这种阶梯形轴类零件进行搓制加工通常的方式是使用多台搓丝机，分别加工各个台阶，在搓制螺纹的同时，将倒角一同搓成。这样的加工需要两台搓丝机，并在两台搓丝机之间使用的运输链，将各台搓丝机连接在一起，也可以实现完全的自动化连续生产。这样的生产方式有两个问题：首先，搓丝生产是一种超大规模的加工过程，其工序过程时间以秒计算，每增加一秒钟辅助时间，其生产成本就会成倍增加。每增加一个运输链，就会增加数秒种的运输时间，等于数倍降低了生产效率，或者数倍增加了生产成本。如果能将在运输链上将这数秒钟的时间抢回，就可以大幅度的提高生产效率，有效的降低生产成本。第二个问题是，搓丝的同时搓制倒角，所使用的搓丝-倒角的联合搓丝板十分昂贵，因此将搓丝和倒角分开可以降低成本，即分开工位搓制可以降低成本。现有的一些搓丝设备使用多个工位加工，但其工位间的工件传递经常出现困难，工件容易卡在工位之间，造成事故。要避免事故，工位之间的调整过程必须十分认真，调整过程十分繁复，浪费了较多的辅助时间。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种搓制阶梯形工件的方法和多工位搓丝机。所述的方法和搓丝机通过在一台搓丝机还是设置多个搓制工位，并利用根据设施推动工件在各个工位中传递，实现阶梯形工件的各个台阶的加工，并将搓丝和倒角分开，节约了阶梯之间加工的运输辅助时间，极大的提高了生产率。

本发明的目的是这样实现的：一种搓制阶梯形工件的方法，所述方法为：在一台搓丝机上沿工件运动方向设置多个工位，每个工位成对设置多组滑动搓板和固定搓板，通过滑动搓板和固定搓板差异设置，对一个工件的不同直径的部位进行倒角、滚压、滚花或搓丝，设置跟进设施，推动工件在工位之间传递。

进一步的，所述的工件是有头工件，所述的有头工件在运动过程中由头部挂在两侧的滑动搓板和固定搓板上运动。

进一步的，所述的工件是无头工件，所述的工件在底部的定位条上滑动。

一种实现上述搓制阶梯形工件的方法的多工位搓丝机，包括：安装在床身上的输料槽、推料杆和滑动托板，所述的床身和滑动托板之间沿工件运动方向并排成对设置多组固定搓板和滑动搓板，在所述的多组搓板的固定搓板和滑动搓板之间设置一根能够跟随并推动工件运动的跟进送料棒。

进一步的，所述的固定搓板和滑动搓板是倒角搓板、搓丝板，或倒角搓板与搓丝板的结合中的一种。

进一步的，所述的各工位的固定搓板和滑动搓板根据加工要求，设置高度不同的搓丝位置或倒角位置。

进一步的，所述的床身上设置跟进导轨，所述的跟进导轨上设有能够在跟进导轨上滑动的跟进托架，所述的跟进送料棒与跟进托架固定连接，所述跟进托架通过传动机构以相对滑动托板1/2的速度运动。

进一步的，所述的传动机构是齿轮齿条传动机构或连杆曲轴机构。

进一步的，所述的传动机构是液压、气动、电动机构中的一种。

进一步的，所述的多组固定搓板和滑动搓板的下部沿工件运动方向设置托起工件的定位条。

本发明产生的有益效果是：本发明通过设置多个工位，各工位上分别设置一套搓制不同直径螺纹的搓丝板，并通过设置跟进送料棒的方式，在不同工位之间传递工件，实现多工位的搓丝。通过设置跟进设置的方式，有效的解决了工位之间工件传递的问题。跟随设施的设置有效的解决了工件卡在两个工位之间的问题，避免事故发生。跟进设置调试十分简单，大大降低了辅助时间，节约了生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是具有两个台阶的工件示意图；

图2是本发明的实施例二所述方法的工件肩部定位示意图；

图3是本发明的实施例三所述方法的工件底部定位示意图；

图4是本发明的实施例四所述搓丝机的结构示意图；

图5是本发明的实施例四所述搓丝机的结构示意图，是图4的A-A向剖面图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种搓制阶梯形工件的方法，所述的方法为：在一台搓丝机上沿工件运动方向设置多个工位，每个工位成对设置多组滑动搓板和固定搓板，通过滑动搓板和固定搓板差异设置，对一个工件的不同直径的部位进行倒角、滚花、滚压、搓丝或其它需求搓压加工，设置跟进设施，推动工件在工位之间传递。

本实施例所述的阶梯形工件是指带有至少一个台阶的轴类工件，如图1所示。图1中的工件是有一个台阶的带头螺栓，即：头部01下面有两个不同直径的部位，一个直径稍大03，另一个直径略小04，两个部位同轴。两个部位可以都有螺纹，或者一个部位有螺纹，另一部位没有螺纹，如前段部位（与头部连接的部位）没有螺纹，后部有螺纹，或者相反。在实际中工件还可以是两个台阶或更多台阶，即三个不同直径的部位，或更多不同直径的部位。工件可以是有头螺栓或螺丝，也可以是螺柱，即无头螺丝或螺栓。

本实施例的基本思路是，在一台搓丝机上设置多个工位，各个工位加工工件的不同部位，工位之间的距离很近，或者直接连在一起，使工件完成一个工位的加工后，立即进入下一个工位，这样就完全节省了运输时间，以此快速的完成多个工序的加工。

由于搓丝运动中，工件是沿一条直线运动的，为使工件能够在工位中快速的传递，因此，就需要将各个工位布置在一条直线上，使工件在整个加工运动的过程中也沿一条直线运动，在各个工位之间穿梭。

为实现加工，在每个工位上成对设置多组滑动搓板和固定搓板。各对滑动搓板和固定搓板可以是搓丝板，也可以是专门用于倒角的倒角搓板，或是滚花的滚花板，或其他滚压的压板。为实现对工件不同直径部位的加工，各对滑动搓板和固定搓板之间的间距设有一定的差异，加工直径较大部位这间距略大，加工直径较小部位的间距较小。通过固定搓板和滑动搓板之间的间距控制，形成对一个工件的不同直径的部位进行滚花、搓丝和倒角或滚压。

为加工工件的不同部位，尽管各个成对搓板安装在一条直线上，但设置还有要有一定的差异，在搓丝机上体现为各个成对搓板的加工部位安装高度不同，即各个工位的加工部位的高度不同，其高度差与工件轴向上的阶梯位置尺寸吻合，以实现一个工位对工件的一个高度部位的加工。

加工工件不同部位的顺序根据加工要求，可以设置为多种样式，如先加工直径最大部位（通常与头部连接的部位），然后根据直径大小的顺序依次加工工件的其他部位，或者相反，先加工直径最小的部位，在依次加工直径较大的部位。

由于工件在搓制过程中的运动是搓板利用摩擦力，使工件在搓板上滚动形成的，当工件一旦离开搓板后，工件运动的动力就消失了，即工件一旦离开工位，工件的运动就停止了。为使工件在工位之间顺畅的传动，本实施例设置了跟进设施，以便工件离开一个工位后，立刻受到推动力，使工件进入下一个工位，确保工件在工位之间传递。

这一跟进设施十分关键。在搓制加工过程中，跟进设施只是根据，工件本身在搓制作用力的作用下，向前运动，一旦离开了搓板，工件就失去了动力，这时跟进设施就推动工件向前运动，进入下一个工位。

为使推动力均匀的作用在杆状的工件上，跟进设施推动工件运动的机件可以是杆状的推动件。杆状推动机件的长度可以与工件长度相适应，甚至制成与工件相适应的阶梯状，如图3所示。

工件在运动过程的中的定位十分重要，本实施例提出两种定位方式：当工件是有头工件时，可以利用头部与主体连接处的肩部定位（图1中的02部位），即：使肩部“挂”在两侧的搓板上，利用搓板的上缘定位工件的加工位置。当工件无头时，则需要在搓板的下方设置长条形的定位块，沿整个加工线设置，在整个加工过程中，让工件的底部“站”在定位块上运动，定位工件的加工位置。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于工件定位方式的细化。本实施例所述的工件是有头工件，所述的有头工件在运动过程中由头部挂在两侧的滑动搓板5和固定搓板6上运动，如图2所示。

所述的有头工件是指带有螺丝头或螺栓头的工件，所述的螺丝头可以平机，也以可以圆机的。螺丝头或螺栓头与杆部连接的部位有突出的肩部，可以搭在两侧的滑动搓板和固定搓板上缘，并沿滑动搓板和固定搓板上缘滑动，产生定位效应。

实施例三：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于工件定位方式的细化。本实施例所述的工件是无头工件，所述的工件在底部的定位条05上滑动，如图3所示。

由于工件没有头部，因此无法使用肩部定位，本实施例在工件底部设置定位条，使工件在整个加工过程中站在定位条上滑动。定位条的长度等于所有工位沿工件运动方向的长度之和，并使工件保持稳定的站立运动。

实施例四：

本实施例是一种实现上述实施例所述搓制阶梯形工件的方法的多工位搓丝机，如图4、5所示。本实施例包括：安装在床身1上的输料槽2、推料杆3和滑动托板4，所述的床身和滑动托板之间沿工件运动方向并排成对设置多组固定搓板5和滑动搓板6，在所述的多组搓板的固定搓板和滑动搓板之间设置一根能够跟随并推动工件7运动的跟进送料棒8。

为实现在一台搓丝机上实现多工位搓制加工，本实施例在搓丝机的床身和滑动托板之间设置多对搓板。一次搓制运动，即一个工件从料道进入第一个搓制工位，到从最后一个搓制工位落下，完成对各个阶梯面的加工，包括倒角、滚压、滚花和搓制螺纹。

各个工位根据需要安装不同的搓丝板、倒角搓板或滚花板，各个工位的搓板根据加工需要，沿加工方向（滑动托板的运动方向）一次排列，其搓制部位设置在不同的高度，形成串行安装。

例如加工一个没有螺栓头的三个台阶的手动调整螺栓，第一台阶直径为10毫米、长度为12毫米的滚花，第二个台阶为M8螺纹、长度为10毫米，第三台阶为M6螺纹，长度为8毫米。第一工位使用滚花板601，对长度为12毫米的第一台阶做滚花搓制，第二工位则使用M8螺纹搓丝板602对工件第二个台阶进行加工，第三工位则使用M6螺纹搓丝板603对工件第三个台阶进行加工。

第一工位的滑动滚花搓板和固定滚花搓板之间的距离为10毫米，加工部位设置在上端，如图4所示，第二工位的搓丝板紧跟在第一工位的滚花搓板之后，固定搓丝板和滑动搓丝板之间的距离为8毫米，第三工位的固定搓丝板和滑动搓丝板之间距离为6毫米。

工件在工位衔接的部位的运动有根据送料棒实现。跟随送料棒，如图4、5所示，跟随在工件之后，当工件在搓板中加工时，跟随送料棒只是跟进，当工件在两个工位之间时，跟进送料棒则推动工件进入下一个工位。跟进送料棒的运动速度是滑动托板的运动速度的1/2。跟进送料棒的运动可以通过齿轮齿条的转换运动实现，也可以使用专门的动力实现其运动，如电、液、气等方式。

实施例五：

本实施例是实施例四的改进，是实施例四关于固定搓板和滑动搓板的细化。本实施例所述的固定搓板和滑动搓板是倒角搓板、搓丝板，或倒角搓板与搓丝板的结合中的一种。

设置什么样的搓板，则根据加工需要，如：两端倒角中间螺纹的螺柱，可以设置三个工位，在第一工位和第二工位设置两个倒角搓板，在第三工位设置搓丝板。

或者加工一个三个阶梯的螺栓，最大直径是一段滚花（图5中 用网格线代表），第二台阶是螺纹（图5中用较稀疏的斜线代表），第三台阶又是一段螺纹（图5中用较密集的斜线代表），这就需要两对搓丝板和一对滚花搓板组合。

实施例六：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于固定搓板和滑动搓板的细化。本实施例所述的各工位的固定搓板和滑动搓板根据加工要求，设置高度不同的搓丝位置或倒角位置。

接实施例五的实际举例，如果三个阶梯的工件的第一台阶的长度为12毫米，第二阶台阶长度为10毫米，第三台阶的长度为8毫米，则三对搓板的加工部位分别为（相对搓板上缘）：0毫米、12毫米、20毫米，如图5所示。

实施例七：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于跟进送料棒的细化。本实施例所述的床身上设置跟进导轨，所述的跟进导轨上设有能够在跟进导轨上滑动的跟进托架，所述的跟进送料棒与跟进托架固定连接，所述跟进托架通过传动机构以相对滑动托板1/2的速度运动。

跟进设施在工件运动过程中需要与工件一同运动，在工件没有动力运动时，要推动工件运动。本实施例所述的跟进送料棒采取了导轨运动的方式，设立一个跟进导轨，跟进导轨的长度长于工件加工运动的长度，使一个跟进托架在导轨运动，跟进送料棒固定在跟进托架上。跟进托架使用动力产生运动。

产生跟进托架的运动可以使用滑动托板的运动，经过齿轮齿条的变换产生，也可以采用电机或液压缸、气动缸等动力方式，带动跟进托架运动。

实施例八：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于传动机构的细化。本实施例所述的传动机构是齿轮齿条传动机构或曲轴连杆机构。

本实施例采取一种双齿条设计，使用两条齿条，运用在两条做相对运动的齿条之间滚动的齿轮，其滚动行进的速度与齿条相对运动的速度成1/2的比例，实现了1/2的比例运动。无需任何复杂的控制系统，以及复杂的变速装置，就可以实现1/2的比例运动。

本实施例的运动动力来自于搓丝托板的运动，是将搓丝托板的运动动力，同步齿条带动齿轮运动，而齿轮的运动约束有另一条固定安装在床身上的齿条提供，最终形成的运动如同齿轮在床身上无滑动的滚动，其滚动的速度由搓丝托板确定，而齿轮回转轴的运动速度则正好是齿轮外缘线速度的1/2。这一滚动比例与加工工件的直径无关。所以，不论搓制任何直径的工件，都不需要调整跟进托架的速度，靠模托架的运动速度自然符合要求。这一优势比较其他传动方式来，其优势十分明显，因为任何其他传动方式只要调整了工件直径或改变了搓丝速度，都需要调整跟进托架的速度，而任何调整都需要辅助时间，无形中增加了生产成本。

实施例九：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于传动机构的细化。本实施例所述的传动机构是液压、气动、电动机构中的一种。

本实施例使用液压缸、气动缸或者电机推动跟进托架运动。

实施例十：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于无头工件定位的细化。本实施例所述的多组固定搓板和滑动搓板的下部沿工件运动方向设置托起工件的定位条。

当工件为螺柱时，由于没有螺栓头，无法利用螺栓头肩部定位，因此，本实施例设置了长条形的定位条，设置在搓丝板下方，使工件的底部顶在定位条上，形成加工过程中的定位。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如搓丝机的整体结构、跟进托架的形式、搓板的形式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种搓制阶梯形工件的方法，所述方法为：在一台搓丝机上沿工件运动方向设置多个工位，每个工位成对设置多组滑动搓板和固定搓板，通过滑动搓板和固定搓板差异设置，对一个工件的不同直径的部位进行倒角、滚压、滚花或搓丝，其特征在于，设置跟进设施，推动工件在工位之间传递。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的工件是有头工件，所述的有头工件在运动过程中由头部挂在两侧的滑动搓板和固定搓板上运动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的工件是无头工件，所述的工件在底部的定位条上滑动。

4.一种实现权利要求2、3所述搓制阶梯型螺纹的方法的多工位搓丝机，包括：安装在床身上的输料槽、推料杆和滑动托板，所述的床身和滑动托板之间沿工件运动方向并排成对设置多组固定搓板和滑动搓板，其特征在于，在所述的多组搓板的固定搓板和滑动搓板之间设置一根能够跟随并推动工件运动的跟进送料棒。

5.根据权利要求4所述的搓丝机，其特征在于，所述的固定搓板和滑动搓板是搓丝板、倒角搓板，或为倒角、搓丝的结合中的一种。

6.根据权利要求5所述的搓丝机，其特征在于，所述的各工位的固定搓板和滑动搓板根据加工要求，设置高度不同的搓丝位置或倒角位置。

7.根据权利要求6所述的搓丝机，其特征在于，所述的床身上设置跟进导轨，所述的跟进导轨上设有能够在跟进导轨上滑动的跟进托架，所述的跟进送料棒与跟进托架固定连接，所述跟进托架通过传动机构以相对滑动托板1/2的速度运动。

8.根据权利要求7所述的搓丝机，其特征在于，所述的传动机构是齿轮齿条传动机构或曲轴连杆机构。

9.根据权利要求7所述的搓丝机，其特征在于，所述的传动机构是液压、气动、电动机构中的一种。

10.根据权利要求8、9所述的搓丝机，其特征在于，所述的多组固定搓板和滑动搓板的下部沿工件运动方向设置托起工件的定位条。