CN110181303B - 汽车转向节杆部螺纹加工夹具及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具及装置，包括支撑台以及安装在支撑台上的底座，底座上正对地设置有两个顶针机构，其中一个顶针机构的顶针能够沿轴向浮动；底座通过多个滚针支撑在支撑台上，滚针的轴线与所述转向节杆部的轴线方向平行，使底座能够在支撑台上沿垂直于转向节杆部轴线方向的水平浮动，且支撑台或底座上设置有用于限制底座水平浮动范围的限位结构。本发明，通过前后顶针机构对转向节进行定位夹持，由于底座本身在支撑台上能沿左右方向浮动，通过夹具的浮动间隙，保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。

Description

汽车转向节杆部螺纹加工夹具及装置

技术领域

本发明属于工装夹具技术领域，具体涉及一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具及装置。

背景技术

目前在制造行业内，在外螺纹加工方式上，常用的方法有：一是车削加工、二是铣削加工，另一种方法是滚压加工。用滚压加工方法加工的对象大多是一些比较规则的零件，如轴类零件和管类零件。而对于如同汽车转向节等形状比较复杂的异形零件外螺纹的加工，用滚压的方式实现起来比较困难，同时因其形状复杂，在加工时，零件需旋转才能实现螺纹的滚压加工，旋转时离心力的产生使的产品质量难以控制。而滚压加工有一很大的优点就是效率高，加工一个零件的外螺纹只需要几秒钟的时间，让许多制造厂家从效率和成本的角度出发，都在这一方法上投入研究。以找到一种较好的方法来来填补这一空白，以提高效率、降低成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具，以便于汽车转向节杆部螺纹滚压加工。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明技术方案如下：

一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具，包括支撑台以及安装在支撑台上的底座，所述底座上正对地设置有用于顶紧转向节杆部前后中心孔的两个顶针机构，且其中一个顶针机构的顶针能够沿轴向浮动，所述底座上还设置有用于滚丝时支撑转向节杆部的支撑结构，该支撑结构位于两个顶针机构之间；所述底座通过多个滚针支撑在支撑台上，滚针的轴线与所述转向节杆部的轴线方向平行，使所述底座能够在支撑台上沿垂直于转向节杆部轴线方向的水平浮动，且支撑台或底座上设置有用于限制底座水平浮动范围的限位结构。

采用上述结构，通过前后顶针机构对转向节进行定位夹持，并通过支撑结构支撑；由于其中一个顶针机构沿前后方向浮动设置，便于装取工件，且底座本身在支撑台上能沿左右方向浮动，通过夹具的浮动间隙，保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。

可选地，所述支撑台上表面开设有安装槽或者底座下表面开设有安装槽或者所述支撑台上表面和底座下表面对应设置有安装槽，所述底座与支撑台之间在竖直方向有间隙，并由所述滚针支撑。

可选地，所述滚针嵌入底座下表面或者支撑台上表面的深度大于滚针的半径，所述滚针沿转向节杆部的轴线方向连续设置有一组或者间隔设置有两组以上。

可选地，所述滚针沿垂直于转向节杆部的轴线方向水平排列，所述汽车转向节杆部螺纹加工夹具还包括用于将相邻滚针在水平排列方向上相互隔开的隔离件。

可选地，所述隔离件为滚针框，该滚针框包括外框架以及平行设置在外框架内的多根隔离条，所述滚针位于相邻隔离条之间。

可选地，所述限位结构包括设置在支撑台上的多个侧向限位块，所述侧向限位块位于底座的左右侧，对所述底座在水平方向的浮动限位。

可选地，所述底座上还设置有用于滚丝时支撑转向节杆部的支撑机构，该支撑机构位于两个顶针机构之间；所述支撑结构包括安装在底座上的支撑座和安装在支撑座上的支撑块，所述支撑块的位置位于转向节杆部待滚丝部位的下方，且与待滚丝部位的外圆之间有间隙。

可选地，所述底座与支撑之间在杆部轴线方向上通过前后定位机构定位，所述前后定位机构包括设置在底座与支撑台之间的定位键和设置在底座前端的前限位块，所述定位键嵌入底座和支撑台中，所述前限位块向下延伸并挡在所述支撑台前方。

可选地，两个所述顶针机构包括前顶针机构和后顶针机构，所述前顶针机构包括第一顶针座和安装在第一顶针座内并能沿第一顶针座前后移动的第一顶针，所述第一顶针与第一顶针座通过键槽配合限制相对转动，所述第一顶针连接有用于驱动第一顶针前后移动并锁定在指定位置的驱动组件；所述后顶针机构包括第二顶针座和安装在第二顶针座内并能沿第二顶针座前后移动的第二顶针，所述第二顶针后部与第二顶针座之间设置有弹簧，且第二顶针座上设置有用于限制第二顶针向前顶出最大行程的限位件。

本发明还提供一种汽车转向节杆部螺纹加工装置，包括所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，还包括安装在支撑台上的滚丝机构，所述滚丝机构包括主动滚丝轮、从动滚丝轮以及驱动主动滚丝轮旋转的动力件，所述主动滚丝轮和从动滚丝轮位于转向节杆部待加工部位的两侧。

如上所述，本发明的有益效果是：本发明，通过前后顶针机构对转向节进行定位夹持，并通过支撑结构支撑；由于其中一个顶针机构的顶针沿前后方向浮动设置，便于装取工件，且底座本身在支撑台上能沿左右方向浮动，通过夹具的浮动间隙，保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例中夹具的结构示意图；

图2为本发明实施例中夹具的俯视示意图；

图3为本发明实施例中装置的侧视示意图；

图4为图1中滚针安装示意图；

图5为滚针和滚针框的平面布置示意图。

零件标号说明：

1-支撑台；11-定位键：2-底座；21-安装槽；31-第一顶针座；32-第一顶针；33-键、槽；34-螺杆；35-手轮；41-支撑座；42-支撑块；51-第二顶针座；52-第二顶针；53-弹簧；54-盖板；55-端盖；6-滚针；61-外框架；62-隔离条；7-前限位块；8-侧向限位块；9-挡板；100-转向节；200-主动滚丝轮；300-从动滚丝轮。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例

如图1至图5所示，本实施例提供一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具，包括支撑台1以及可水平移动地安装在支撑台1上的底座2，其中支撑台1也可以是工作台；底座2上前后正对地设置有两个顶针机构，两个顶针机构用于顶紧转向节100杆部前、后中心孔，在转向节100杆部螺纹滚压加工时工件的定位；其中一个顶针机构的顶针能够沿所述转向节100杆部的轴向浮动，如果固定不动，在装取工件时因工件比较重，装取困难，作业人员劳动强度大，且易掉下，损伤工件加工面。

其中，所述底座2通过多个滚针6(或称滚柱)支撑在支撑台1上，滚针6沿左右方向并排且水平设置；滚针6的轴线与转向节100杆部的轴线方向平行，使所述底座2能够在支撑台1上沿垂直于转向节100杆部轴线方向的水平浮动(即左右浮动)，且支撑台1或底座2上设置有用于限制底座2水平浮动范围的限位结构。滚压螺纹时，图3所示的主、从动滚丝轮同时顺时针向下旋转，从动滚丝轮推动工件和夹具从右向左运动，与主动滚丝轮接触，接触后从动滚丝轮继续向左运动，主、从动滚丝轮同时向下切入工件，滚压出螺纹，加工完成后，从动轮滚丝退出，因底座下设置有滚针机构，工件和夹具由于从动滚丝轮的挤压力消失，自动退出主动滚丝轮，退出一定距离。切入、退出距离由限位结构(即侧向限位块8)限制。

通过前后顶针机构对转向节100进行定位夹持，并通过支撑结构支撑；由于底座2本身在支撑台1上能沿左右方向浮动，使得工件在左右方向均能浮动，以顺应滚压过程中，在滚压作用力作用下杆部位置的改变；通过夹具的浮动间隙，保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。由于转向节自身结构为异形件，重心靠近转向节的叉部，无法采用传统的适用于规则轴类零件的工装进行装夹；并且如果夹具的顶针自身在顶座上沿径向上下或左右浮动会造成转向节翘起，导致错牙或烂牙等缺陷；而本申请通过夹具在支撑台上浮动而使工件可浮动的方式，避免了转向节重心不稳造成的滚压缺陷；保证了转向节装夹和浮动的稳定性，进而保证滚压质量。

其中，所述底座2与支撑台1之间在竖直方向有间隙，并由所述滚针6支撑；所述滚针6沿转向节100杆部的轴线方向连续设置有一组或者间隔设置有两组以上，本例中为沿前后方向设置有两组，分别对应于底座2的前部和后部。

在一个实施方式中，所述支撑台1上表面设有安装槽，所述滚针6设置在支撑台1的安装槽内；在另一实施方式中，底座2下表面开设有安装槽，滚针6设置在底座2的安装槽内；在另一实施方式中，所述支撑台1上表面和底座2下表面对应设置有安装槽，滚针6上部位于底座2的安装槽内，下部位于支撑台1的安装槽内。

其中，为保证水平浮动的稳定性，避免底座2滑出支撑台1；当只有支撑台1或者底座2上开设有安装槽时，滚针6嵌入底座2下表面或者支撑台1上表面的深度大于滚针6的半径；以本例中为例，滚针6设置在底座2下表面的安装槽内，滚针6露出底座2下表面的范围为三分之一圆周左右。

在一个实施方式中，滚针6沿左右方向水平排列，为防止左右浮动时，滚针6相互挤压干涉，导致滚针6部分重叠，影响浮动和滚压加工；所述工夹具还包括用于将相邻滚针6在水平排列方向上相互隔开的隔离件。

具体地，可以将所述安装槽设置成于滚针6数量对应的多个间隔的凹槽，每个滚针6对应安装在一个凹槽内；凹槽可以是矩形、弧形等。

本例中，为降低加工难度，将隔离件设计为滚针框；该滚针框包括外框架61以及平行设置在外框架61内的多根隔离条62，相邻隔离条62之间形成容纳滚针6的位置，滚针6位于相邻隔离条62之间。如图所示，为进一步便于加工，在底座2下表面沿左右方向开设有通槽作为安装槽2，滚针框和滚针6均设置在安装槽2内，在底座2对应于安装槽2的左右侧分别安装有挡板9，用于限制滚针6及滚针框的位置，对应的外框架61与隔离条62形成梯子形状。在一个实施方式中，安装槽2在左右方向上不为通槽，滚针框的外框架61呈矩形，通过安装槽2左右槽壁限制滚针6和滚针框的位置。

本例中，所述限位结构包括设置在支撑台1上的多个侧向限位块8，所述侧向限位块8为前后两组，分别位于底座2的左右侧，与底座2侧面有间隙，对所述底座2在左右方向的浮动限位。

在本例中，为便于底座2与支撑台1之间在沿杆部轴线方向(即前后方向)的定位；还设置有前后定位机构，该前后定位机构包括定键11和前限位块7，定位键11设置在底座2与支撑台1之间，具体为嵌入底座2下表面和支撑台1上的上表面；前限位块7连接在底座2前端，前限位块7向下延伸并挡在所述支撑台1前端上，从而确定夹具底座2在支撑台1上的沿前后方向的位置。

其中，底座2上还设置有用于滚丝时支撑转向节100杆部的支撑结构，该支撑结构位于两个顶针机构之间，位于杆部下方；具体地，支撑结构包括安装在底座2上的支撑座41和安装在支撑座41上的支撑块42，支撑块42的位置位于转向节100杆部待滚丝部位的下方，且与待滚丝部位的外圆之间有间隙。其中，杆部滚压后螺纹的大径大于未加工前杆部直径，工件与支撑块42的间隙，保证滚丝后杆部螺纹的大径刚好与支撑块接触或有较小的间隙；在滚压过程中对转向节100杆部产生的挤压力，使杆部向下偏移时，杆部螺纹的大径可支撑到支撑块42上；从而避免杆部偏移过大，影响螺纹加工。

其中，所述能够沿所述转向节100杆部的轴向浮动的顶针机构包括顶针座和安装在顶针座上的顶针，顶针在顶针座上沿轴线方向浮动设置，顶针座固定在底座2上；该浮动方式可采用沿前后方向设置的弹簧53实现。

具体地，两个所述顶针机构分别为前顶针机构和后顶针机构，前顶针机构包括第一顶针座31和安装在第一顶针座31内并能沿第一顶针座31前后移动的第一顶针32，第一顶针32与第一顶针座31通过键、槽33配合，通过键来防止第一顶针32在第一顶针座31上的转动，第一顶针32连接有用于驱动第一顶针32前后移动并锁定在指定位置的驱动组件；具体地，驱动组件包括相连接的螺杆34和手轮35，两者通过插销连接固定，能够同步转动，螺杆34伸入第一顶针32内与其螺纹连接；而螺杆34在第一顶针座31上的轴向位置固定；在操作手轮35时，螺杆34旋转，从而带动第一顶针32向前或相后运动。该结构能够驱动第一顶针32前后运动，并通过螺纹锁定在指定位置。

所述后顶针机构包括第二顶针座51和安装在第二顶针座51内并能沿第二顶针座51前后移动的第二顶针52，第二顶针52后部与第二顶针座51之间设置有弹簧53，且第二顶针座51上设置有用于限制第二顶针52向前顶出最大行程的限位件。具体地，第二顶针座51后端设置有端盖55，前端设置有盖板54，弹簧53后端抵在端盖55上，前端抵在第二顶针52后端或后部，在装拆工件时带动第二顶针52伸出和退回，进而确定工件的位置；第二顶针52后部设置有凸台，第二顶针52前端穿出盖板54，凸台抵在盖板54上，实现限位。

前后两顶针与顶针座孔间隙配合，可保证顶针运动精度，前后两顶针座孔同轴，以此来保证滚压螺纹的精度。

在上述夹具的基础上，本实施例还提供一种汽车转向节杆部螺纹加工装置，包括所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，还包括安装在支撑台1上的滚丝机构，所述滚丝机构包括主动滚丝轮200、从动滚丝轮300以及驱动主动滚丝轮200旋转的动力件等，主动滚丝轮200和从动滚丝轮300位于转向节100杆部待加工部位的两侧。其中滚丝机构属于现有技术，不再赘述。

本发明在使用时：通过顺时针旋转手轮35的手柄，推动第一顶针32向工件运动，推动工件及第二顶针52向后运动，当将工件顶到一定位置时，前后拉动工件，保证工件顶持牢固，并转动工件，保持转动灵活。同时用已加工完螺纹的合格工件装上夹具，检查工件与支撑块42的间隙，保证其间隙在0.1mm～0.2mm左右，支撑块42既能支承工件，又不能将工件限制到不能转动或工件与支撑块42的间隙过大，保证可靠的定位；通过固定在支撑台1的4个侧向限位块8及夹具前端的前限位块7来确定夹具的位置，保证定位精度的可靠性。滚压螺纹时，由于工件与支撑块42的间隙，夹具的浮动间隙，进而保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。加工完成后，逆时针旋转手轮35，前顶针退出，弹簧53伸展推动第二顶针52将工件顶出，取出工件，完成一个工作循环。

本发明的有益效果在于：通过前后顶针机构对转向节100进行定位夹持，并通过支撑结构支撑；由于其中一个顶针机构的顶针沿前后方向浮动设置，且底座2本身在支撑台1上能有沿左右方向浮动，以顺应滚压过程中，在滚压作用力作用下杆部位置的改变；通过夹具的浮动间隙，保证产品零件的塑性变形空间和产品质量。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：包括支撑台以及安装在支撑台上的底座，所述底座上正对地设置有用于顶紧转向节杆部前后中心孔的两个顶针机构，且其中一个顶针机构的顶针能够沿轴向浮动，所述底座通过多个滚针支撑在支撑台上，滚针的轴线与所述转向节杆部的轴线方向平行，使所述底座能够在支撑台上沿垂直于转向节杆部轴线的方向水平浮动，且支撑台或底座上设置有用于限制底座水平浮动范围的限位结构；

所述支撑台上表面开设有安装槽或者底座下表面开设有安装槽或者所述支撑台上表面和底座下表面对应设置有安装槽，所述滚针设置在所述安装槽内，所述底座与支撑台之间在竖直方向有间隙，并由所述滚针支撑；两个所述顶针机构包括前顶针机构和后顶针机构，所述前顶针机构包括第一顶针座和安装在第一顶针座内并能沿第一顶针座前后移动的第一顶针，所述第一顶针与第一顶针座通过键槽配合限制相对转动，所述第一顶针连接有用于驱动第一顶针前后移动并锁定在指定位置的驱动组件；所述后顶针机构包括第二顶针座和安装在第二顶针座内并能沿第二顶针座前后移动的第二顶针，所述第二顶针后部与第二顶针座之间设置有弹簧，且第二顶针座上设置有用于限制第二顶针向前顶出最大行程的限位件。

2.根据权利要求1所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述滚针嵌入底座下表面或者支撑台上表面的深度大于滚针的半径；所述滚针沿转向节杆部的轴线方向连续设置有一组或者间隔设置有两组以上。

3.根据权利要求1所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述滚针沿垂直于转向节杆部的轴线方向水平排列，所述汽车转向节杆部螺纹加工夹具还包括用于将相邻滚针在水平排列方向上相互隔开的隔离件。

4.根据权利要求3所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述隔离件为滚针框，该滚针框包括外框架以及平行设置在外框架内的多根隔离条，所述滚针位于相邻隔离条之间。

5.根据权利要求1所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述限位结构包括设置在支撑台上的多个侧向限位块，所述侧向限位块位于底座的左右侧，对所述底座在水平方向的浮动限位。

6.根据权利要求1所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述底座上还设置有用于滚丝时支撑转向节杆部的支撑结构，该支撑结构位于两个顶针机构之间；所述支撑结构包括安装在底座上的支撑座和安装在支撑座上的支撑块，所述支撑块的位置位于转向节杆部待滚丝部位的下方，且与待滚丝部位的外圆之间有间隙。

7.根据权利要求1所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，其特征在于：所述底座与支撑台之间在杆部轴线方向上通过前后定位机构定位，所述前后定位机构包括设置在底座与支撑台之间的定位键和设置在底座前端的前限位块，所述定位键嵌入底座和支撑台中，所述前限位块向下延伸并挡在所述支撑台前方。

8.一种汽车转向节杆部螺纹加工装置，其特征在于：包括权利要求1-7任意一项所述的汽车转向节杆部螺纹加工夹具，还包括安装在支撑台上的滚丝机构，所述滚丝机构包括主动滚丝轮、从动滚丝轮以及驱动主动滚丝轮旋转的动力件，所述主动滚丝轮和从动滚丝轮位于转向节杆部待加工部位的两侧。