CN108705260B

CN108705260B - 滚压加工装置及滚压加工机床

Info

Publication number: CN108705260B
Application number: CN201810486243.9A
Authority: CN
Inventors: 王平; 宋宁宁; 周临震; 李成; 张忆雯
Original assignee: Yancheng Institute of Technology
Current assignee: Yancheng Institute of Technology
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: CN108705260A

Abstract

本发明涉及离合器加工领域，提供一种滚压加工装置及滚压加工机床。滚压加工装置，用于加工离合器外圈的待加工型面，包括滚压机构、支撑底座和用于装夹离合器外圈的转动底座。转动底座可转动地设置于支撑底座。滚压机构包括主动件和分别位于主动件两侧的滚压柱体和传动件，滚压柱体与主动件可转动连接。主动件转动时，滚压加工装置具有传动件与转动底座配合并带动转动底座转动且滚压柱体与待加工型面分离的第一状态，和传动件与转动底座分离且滚压柱体与待加工型面贴合的第二状态。通过本发明的滚压加工装置能够对离合器外圈内表面均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈内表面的强度。

Description

滚压加工装置及滚压加工机床

技术领域

本发明涉及离合器加工领域，具体涉及一种滚压加工装置及滚压加工机床。

背景技术

超越离合器是实现原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件，它是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，实现自行离合功能。由于超越离合器在大扭矩和高转速下其滚柱与外圈内滚道之间会发生摩擦、挤压并产生形变，因此，其精度和强度会极大影响工作性能。

传统的加工普通滚道的方法主要有两种。一种是采用车削后热处理。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，影响离合器外圈的加工精度，进而影响后续的使用。另外一种是车削后进行滚道碾压，最后热处理。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，而有些超越离合器外圈内表面为偏心圆弧型面，若使用第二种方法对偏心圆弧型面进行滚道碾压加工，无法满足高精度要求。而现有的加工超越离合器偏心圆弧型面的方法为粉末冶金，而采用粉末冶金方法加工出的超越离合器偏心圆弧型面，虽然精度很高，但是强度不够。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种滚压加工装置，其通过滚压柱体与离合器外圈内表面的充分接触，均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈内表面的强度。

本发明的第二个目的在于提供滚压加工机床，其具有滚压加工装置的所有功能，通过滚压柱体与离合器外圈内表面的充分接触，均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈内表面的强度。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种滚压加工装置，用于加工离合器外圈的待加工型面，所述滚压加工装置包括装夹机构和滚压机构；

所述装夹机构包括支撑底座和用于装夹所述离合器外圈的转动底座,所述转动底座可转动地设置于所述支撑底座；

所述滚压机构包括主动件和分别位于所述主动件两侧的滚压柱体和传动件，所述滚压柱体与所述主动件可转动连接，所述传动件与所述主动件连接；

所述主动件转动时，所述滚压加工装置具有所述传动件与所述转动底座配合并带动所述转动底座转动且所述滚压柱体与所述待加工型面分离的第一状态，和所述传动件与所述转动底座分离且所述滚压柱体与所述待加工型面贴合的第二状态。

进一步地，所述转动底座开设有内孔，所述内孔周向间隔开设有多个配合槽，所述配合槽的数量与所述待加工型面的数量一致，所述传动件与所述配合槽配合；

所述第一状态时，所述传动件从所述内孔进入所述配合槽并推动所述转动底座转动；所述第二状态时，所述传动件和所述配合槽分离。

进一步地，所述主动件包括驱动主轴和第一连接臂，所述第一连接臂的一端与所述驱动主轴固定连接，所述第一连接臂的另一端与所述滚压柱体可转动连接且使所述滚压柱体能够绕自身轴线转动。

进一步地，所述主动件还包括与所述驱动主轴固定连接的第二连接臂，所述传动件与所述第二连接臂的远离与所述驱动主轴的一端固定连接，所述第一连接臂和所述第二连接臂分别位于所述驱动主轴的两侧。

进一步地，所述配合槽均位于每两个待加工型面之间。

进一步地，所述驱动主轴的轴线与单个所述待加工型面的轴线重合。

进一步地，所述装夹机构还包括多个滚珠，所述转动底座靠近所述支撑底座的配合面开设有第一轨道，所述支撑底座靠近所述转动底座的配合面开设有第二轨道，所述第一轨道与所述第二轨道相对应且围合成嵌设腔，所述滚珠依次嵌设于所述嵌设腔。

进一步地，所述转动底座远离所述支撑底座的一侧设置有限位件，所述限位件能够与所述离合器外圈的非待加工型面配合且装夹固定所述离合器外圈。

进一步地，所述配合槽的延伸方向与所述传动件转动路径形成的轨迹圆相切。

一种滚压加工机床，包括动力装置和上述的滚压加工装置，所述动力装置包括驱动轴，所述主动件与所述驱动主轴固定连接。

本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

通过本发明的实施例提供的滚压加工装置和滚压加工机床，均能够通过滚压柱体与离合器外圈内表面的充分接触，均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈内表面的强度，同时，通过转动底座带动离合器外圈的转动，实现一次装夹完成所有离合器外圈内表面的滚压加工。而且，滚压柱体在滚压偏心圆弧型面时也能通过转动底座与驱动主轴的转动，始终使滚压柱体位于每段圆弧型面的中心，从而完成对整个偏心圆弧型面的加工。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例中需要使用的附图作简单介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，不应被看作是对本发明范围的限制。对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，能够根据这些附图获得其他附图。

图1为本实施例提供的滚压加工装置的第一视角的结构示意图；

图2为图1中转动底座的结构示意图；

图3为图1中支撑底座的结构示意图；

图4为图1中滚压机构的结构示意图；

图5为本实施例提供的滚压加工装置的第二视角的结构示意图。

图中：100-滚压加工装置；10-滚压机构；11-主动件；111-驱动主轴；112-第一连接臂；113-第二连接臂；12-滚压柱体；121-滚压部；122-连接部；13-传动件；14-滚动轴承；20-装夹机构；21-转动底座；211-第一表面；212-第二表面；213-限位件；214-配合槽；215-内孔；22-支撑底座；221-第二轨道；23-滚珠；300-离合器外圈；301-待加工型面；302-非待加工型面。

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，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对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部分实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

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“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的滚压加工装置100的第一视角的结构示意图，请参考图1。滚压加工装置100包括滚压机构10和装夹机构20。装夹机构20包括转动底座21和支撑底座22。转动底座21用于装夹离合器外圈300。转动底座21可转动地设置于支撑底座22。离合器外圈300装夹于转动底座21。滚压机构10包括主动件11和分别位于主动件11两侧的滚压柱体12和传动件13，滚压柱体12与主动件11可转动连接，传动件13与主动件11连接。

主动件11转动时，滚压加工装置100包括两种状态，当滚压加工装置100处于第一状态时，传动件13与转动底座21配合并带动转动底座21转动，此时，滚压柱体12与待加工型面301分离；当滚压加工装置100处于第二状态时，传动件13与转动底座21分离，滚压柱体12与待加工型面301贴合，对待加工型面301进行滚压加工。

下面对现有的离合器外圈300做简要介绍。离合器外圈300的内滚道包括间隔设置的多个待加工型面301和多个非待加工型面302，待加工型面301用于与离合器的滚柱相配合实现离合功能，对加工精度要求较高。每两个待加工型面301之间设置有非待加工型面302，非待加工型面302为待加工型面301之间的过渡面。待加工型面301均为圆弧形，而且每个待加工型面301的形状一致。偏心超越离合器的待加工型面301的轴线不同轴，每个待加工型面301均具有自身的轴线。

需要说明的是，本滚压加工装置100也可以加工其他零部件，比如对于带有圆弧型内表面的零件，本滚压加工装置100均能实现滚压加工。

图2为图1中转动底座21的结构示意图，请参考图2。转动底座21包括第一表面211和第二表面212，第一表面211与离合器外圈300底面接触，并对离合器外圈300进行装夹定位。第二表面212靠近支撑底座22，能够使转动底座21相对于支撑底座22转动。

详细地，在本实施例中，转动底座21大致呈圆盘状。可以理解的是，在其他实施例中，转动底座21也可以为其他形状，如板状，方形等。

第一表面211上设置有限位件213，通过限位件213可以将离合器外圈300装夹于第一表面211。在本实施例中，限位件213为从第一表面211往上延伸的圆柱。为了装夹离合器外圈300，本实施例中的限位件213的位置与离合器外圈300的非待加工型面302相对应，每两个限位件213为一组，通过同一组的两个限位件213对非待加工型面302左右两侧进行限制，实现对离合器外圈300的装夹。

本实施例在每个离合器外圈300的非待加工型面302处均设置有一组限位件213，实现了对离合器外圈300的稳固装夹，这也是后续的加工出高精度表面的基础。可以理解的是，仅需要两组限位件213(共四个限位件213)就能限制离合器外圈300的五个自由度(未限制竖直向上的自由度)。

可以理解的是，在其他实施例中，可以将同一组的两个限位件213合并为与非待加工型面302形状类似的向上凸起的带有两个转角的限位板，非待加工型面302正好能嵌入两个转角形成的空腔中。需要说明的是，限位件213还可以为其他形状，只要能够将离合器外圈300装夹固定于第一表面211即可。

请参考图1和图2，转动底座21还开设有配合槽214和内孔215。内孔215为大致为圆形，从第一表面211向着支撑底座22的方向凹陷。配合槽214大致为设置有开口的U形，开口设置于内孔215的周壁，配合槽214从开口处向外延伸，配合槽214通过开口与内孔215连通。滚压柱体12能在配合槽214中来回滑动。当滚压加工装置100处于第一状态时，滚压柱体12从内孔215进入配合槽214并推动转动底座21转动。当滚压加工装置100处于第二状态时，滚压柱体12从配合槽214中滑出，进入内孔215的空腔中。

详细地，传动件13绕着驱动主轴111转动时的轨迹为传动圆，配合槽214的延伸方向与传动圆相切，这样可以保证传动件13进入配合槽214时平滑进入，避免与配合槽214内壁发生碰撞。

第二表面212设置有第一轨道(图中未示出)，第一轨道大致为从第二表面212向着第一表面211方向凹陷的圆环状。可以理解的是，第一轨道也可以为其他形状，比如，间隔设置的多个球形凹陷，只要能够使滚珠23嵌设于凹陷中，并能自由滚动而不掉落即可。

图3为图1中的支撑底座22的结构示意图，请参考图1-3，转动底座21的转动需要靠支撑底座22对其支撑。支撑底座22大致呈圆盘形，包括靠近转动底座21的配合面。配合面上设置有与上述第一轨道相对应的第二轨道221，上述滚珠23嵌设于第一轨道和第二轨道221所共同形成的嵌设腔中，支撑底座22通过滚珠23对转动底座21进行支撑，当转动底座21转动时带动滚珠23沿着第二轨道221转动。通过这种方式实现转动底座21的转动，使得转动底座21的转动平稳、阻力小，继而能够实现离合器外圈300转动的平稳与精细，为实现高精度加工打下基础。

图4为图1中滚压机构10的结构示意图，请参考图4和图1。滚压机构10通过驱动主轴111的转动对离合器外圈300进行滚压加工。滚压机构10包括主动件11和分别位于主动件11两侧的滚压柱体12和传动件13，主动件11包括驱动主轴111、第一连接臂112和第二连接臂113。

驱动主轴111的远离转动底座21的一端设置有第一连接臂112。第一连接臂112的一端与驱动主轴111固定连接，第一连接臂112的另一端与滚压柱体12传动连接。详细地，滚压柱体12包括连接部122和滚压部121，滚压部121大致为圆柱形，滚压部121的顶端与连接部122固定连接，连接部122与滚压部121同轴设置。离合器外圈300装夹完成进行滚压时，滚压部121能够紧贴离合器外圈300内表面。

进一步地，滚压部121的轴线与驱动主轴111的轴线平行，且驱动主轴111到待加工型面301的距离等于驱动主轴111的轴线与滚压部121的轴线之间的距离加上滚压部121的半径。而且，由于待加工型面301均为圆弧形，其具有轴线，驱动主轴111的轴线与待加工型面301的轴线重合。这样的设置可以使驱动主轴111转动时滚压部121的外壁始终紧贴待加工型面301，并对待加工型面301进行均匀滚压，从而得到高精度和高强度的离合器外圈300内滚道。

第一连接臂112的另一端设置有圆孔，圆孔中嵌设有滚动轴承14，滚动轴承14的外圈与圆孔固定连接，滚动轴承14的内圈与滚动体的连接部122传动连接。而且，连接部122穿过内圈后，设置有抵挡件(图中未示出)防止连接部122往下滑落。在本实施例中，滚动轴承14选择推力球轴承，因为，推力球轴承不仅能承受径向方向的力还能承受轴向方向的力。

这样的连接方式可以使滚压柱体12绕着自身转动轴线自由平稳的转动，摩擦阻力小。驱动主轴111转动时，带动第一连接臂112绕着驱动主轴111的转动轴线转动，第一连接臂112又带动滚压柱体12绕着驱动主轴111的转动轴线转动，而且，由于滚压部121是紧贴离合器外圈300的表面的，此时，滚压部121可以绕着驱动主轴111的转动的同时绕着自身的轴线转动滚压待加工表面型面301。

驱动主轴111的靠近转动底座21的一端还设置有第二连接臂113，第二连接臂113一端与驱动主轴111固定连接，第二连接臂113的另一端与传动件13传动连接。第二连接臂113的传动件13大致为圆柱形，以减少对配合槽214的磨损。

进一步地，请参考图5，图5为本实施例提供的滚压加工装置100的第二视角的结构示意图。

需要进一步说明的是，滚压机构10对待加工型面301的加工时传动件13与配合槽214的配合，以及滚压柱体12与对待加工型面301是周期性的循环。在每个循环中，传动件13的循环如下：传动件13进入配合槽214并推动转动底座21转动，从配合槽214滑出，转动至下一个配合槽214的入口处。在传动件13与配合槽214分离后转动至下一个配合槽214的入口的过程中，即为滚压柱体12滚压待加工型面301的过程。在传动件13与配合槽214分离时，滚压柱体12刚好转动至下一个待加工型面301处。

假设配合槽214之间的夹角为θ(弧度制)，传动件13的轴线与驱动主轴111的轴线距离为L₁，配合槽214的长度为L₂。每两个待加工型面301之间的夹角也等于θ。传动件13进入配合槽214带动底盘转动后离开配合槽214即将进入下一个配合槽214，在此过程中，滚压柱体12转过的角度也为θ，滚压柱体12刚好与下一个待加工型面301接触。L₂应该不小于(π×2L₁-θL₁)/2，这样能够保证配合槽214的长度不会限制滚压机构10带动转动底座21的转动。

通过本发明的实施例提供的滚压加工装置100，能够通过滚压柱体12与离合器外圈300内表面的充分接触，均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈300内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈300内表面的强度，同时，通过转动底座21带动离合器外圈300的转动，实现一次装夹完成所有离合器外圈300内表面的滚压加工。而且，滚压柱体12在滚压偏心圆弧型面时也能通过转动底座21与驱动主轴111的转动，始终使滚压柱体12位于每段圆弧型面的中心，从而完成对整个偏心圆弧型面的加工。

实施例2

本发明还提供了一种滚压加工机床，包括动力装置和上述的滚压加工装置100，动力装置包括驱动轴，驱动轴与主动件11中的驱动主轴111固定连接。动力装置用于给驱动轴提供动力，驱动轴转动时将动力传递给驱动主轴111。

详细地，请参考图4，驱动主轴111与驱动轴的连接处设置有多个沿着轴线方向上的凸起，便于驱动轴转动时将动力传递给驱动主轴111。

通过本发明的实施例提供的滚压加工机床，能够通过滚压柱体12与离合器外圈300内表面的充分接触，均匀施加滚压力，既能光整离合器外圈300内表面，降低表面粗糙度，又能提高离合器外圈300内表面的强度，同时，通过转动底座21带动离合器外圈300的转动，实现一次装夹完成所有离合器外圈300内表面的滚压加工。而且，滚压柱体12在滚压偏心圆弧型面时也能通过转动底座21与驱动主轴111的转动，始终使滚压柱体12位于每段圆弧型面的中心，从而完成对整个偏心圆弧型面的加工。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种滚压加工装置，用于加工离合器外圈的待加工型面，其特征在于，所述滚压加工装置包括装夹机构和滚压机构；

所述滚压机构包括主动件和分别位于所述主动件两侧的滚压柱体和传动件，所述滚压柱体与所述主动件能够以所述主动件为中心转动连接，所述传动件与所述主动件连接；

2.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述转动底座开设有内孔，所述内孔周向间隔开设有多个配合槽，所述配合槽的数量与所述待加工型面的数量一致，所述传动件与所述配合槽配合；

所述第一状态时，所述传动件从所述内孔进入所述配合槽并推动所述转动底座转动，所述第二状态时，所述传动件和所述配合槽分离。

3.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述主动件包括驱动主轴和第一连接臂，所述第一连接臂的一端与所述驱动主轴固定连接，所述第一连接臂的另一端与所述滚压柱体可转动连接且使所述滚压柱体能够绕自身轴线转动。

4.根据权利要求3所述的滚压加工装置，其特征在于，所述主动件还包括与所述驱动主轴固定连接的第二连接臂，所述传动件与所述第二连接臂的远离与所述驱动主轴的一端固定连接，所述第一连接臂和所述第二连接臂分别位于所述驱动主轴的两侧。

5.根据权利要求2所述的滚压加工装置，其特征在于，所述配合槽均位于每两个待加工型面之间。

6.根据权利要求3所述的滚压加工装置，其特征在于，所述驱动主轴的轴线与单个所述待加工型面的轴线重合。

7.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述装夹机构还包括多个滚珠，所述转动底座靠近所述支撑底座的配合面开设有第一轨道，所述支撑底座靠近所述转动底座的配合面开设有第二轨道，所述第一轨道与所述第二轨道相对应且围合成嵌设腔，所述滚珠依次嵌设于所述嵌设腔。

8.根据权利要求1所述的滚压加工装置，其特征在于，所述转动底座远离所述支撑底座的一侧设置有限位件，所述限位件能够与所述离合器外圈的非待加工型面配合且装夹固定所述离合器外圈。

9.根据权利要求2所述的滚压加工装置，其特征在于，所述配合槽的延伸方向与所述传动件转动路径形成的轨迹圆相切。

10.一种滚压加工机床，其特征在于，包括动力装置和权利要求1～9任意一项所述的滚压加工装置，所述动力装置包括驱动轴，所述驱动轴与所述主动件固定连接。