CN111251585A - 一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构 - Google Patents

Abstract

本发明一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，属于汽车零件制造领域；包括设备固定座、驱动机构、进料机构、弯料机构和进给机构，所述设备固定座为框架结构，用于整个成形机构中各部件的支撑和固定；进料机构由存料盒、推料板、插板构成，插板将摩擦材料插入弯料槽中；弯料机构由弯料滑块、拉杆、弯料槽构成，弯料滑块在拉杆的作用下将摩擦材料推向定形模具，将摩擦材料由直变弯；进给机构由进给插齿和定形模具构成，进给插齿将摩擦材料向下推进，使其具有齿环要求的锥度，并逐渐变化到齿环要求的尺寸。本专利避免人工折弯过程中纸基摩擦材料易破裂的缺陷，提高了生产力，配套使用辅助贴附机构，可以实现同步器齿环纸基摩擦材料的贴附。

Description

一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构

技术领域

本发明属于汽车零件制造领域，具体涉及一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构。

背景技术

同步器是汽车变速器中非常重要的部件，其作用是使将要啮合的齿轮达到一致的转速之后顺利啮合，同步器分为常压式、惯性式和自增力式，目前广泛采用摩擦惯性同步器，惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，而齿环是同步器中实现摩擦作用的核心部件。

目前最常用的齿环是贴附型齿环，即在摩擦面的位置贴附一层摩擦材料，所用的摩擦材料是碳纤维布，其具有诸多优异性能，但是碳纤维布成本昂贵，约为纸基摩擦材料的十倍。随着纸基摩擦材料性能的提升，其应用于同步器齿环已成为可能。目前，我国用于同步器齿环的纸基摩擦材料均是采用手工贴附的方法，由于纸基摩擦材料较脆，手工贴附时极易引起摩擦片破裂，极大的影响生产效率与产品质量，因此开发一种用于定形同步器齿环纸基摩擦材料并实现大批量生产的机构以配合生产齿环很有必要。

专利CN106964676A公开了一种卷板机，可将平面材料弯成具有弧度的材料，其主要通过四个辊子的相对位置控制实现弯圆的不同弧度，其三个动辊的每一端分别通过气缸控制，精度较差，控制元件过多，设备难以小型化，且只能用于手工进料，不能直接与后续贴附设备对接实现全套生产。与专利CN106964676A中的弯圆方法相比，本发明利用一个气缸实现多个动作，因此结构简单、控制方便，还可以实现连续自动进料，尤其是可以通过变尺寸零件可以轻松实现不同尺寸的锥环加工，并且专利CN106964676A提供的方法并不适用于较小零件和韧性较差的材料。本发明的优势还包括利用先折弯后定形的两部变形法简化了变形装置等。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，克服了现有手工贴附纸基摩擦材料制造同步器齿环效率低下的缺点，解决其贴附过程中摩擦材料易发生破裂而影响产品质量的问题，提出了一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构。

本发明的技术方案是：一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：包括设备固定座、驱动机构、进料机构、弯料机构和进给机构，所述设备固定座为框架结构，用于整个成形机构中各部件的支撑和固定；

所述驱动机构包括气缸和气缸连接轴，所述气缸为直线往复气缸，固定于所述设备固定座上；所述气缸连接轴为竖直设置的螺杆结构，其顶端与所述气缸连接，通过气缸驱动旋转；

所述进料机构包括插板、存料盒、推料板和推料弹簧；所述插板为中心处开有螺纹通孔的正方形平板，通过螺纹安装于所述气缸连接轴上，其下表面的四个外缘处均垂直设置有长方形板；所述存料盒为上开口的盒体结构，位于所述插板的下方，所述推料板通过所述推料弹簧安装于存料盒内，用于压紧所述存料盒内的材料，并沿所述推料弹簧的轴向朝向所述气缸连接轴推进材料；四个所述存料盒分别与所述插板的四个面相对，且所述存料盒靠近气缸连接轴一端的上、下端面均开有插板槽，用于插入所述插板的长方形板，将材料垂直推入所述弯料机构的弯料槽；

所述弯料机构包括弯料滑块、拉杆、拉杆连接件和弯料槽；所述弯料槽为中空且两端开口的长方体结构，其靠近气缸连接轴一端的上端面开有进料槽，与所述存料盒的插板槽位置相对；四个弯料槽沿周向均布于所述设备固定座上，同时四个所述存料盒分别固定于四个弯料槽的上表面；所述弯料滑块的一侧为凹圆弧面，与所述进给机构的定形模具内层配合，实现材料定形前的弯曲变形；四个所述弯料滑块分别设置于四个所述弯料槽内，并能够沿所述弯料槽的长边方向滑动；所述拉杆连接件为中心开有螺纹通孔的平板，通过螺纹安装于所述气缸连接轴上；四个所述拉杆一端均与所述拉杆连接件铰接，另一端分别与四个所述弯料滑块的顶端铰接，通过所述气缸连接轴的旋转调整拉杆的位置，进一步实现材料的压紧变形；

所述进给机构包括进给插齿、定形模具和挡板，所述进给插齿为中心处开有螺纹通孔的圆板，其外周面上沿周向均布若干倒L形的凸块作为插齿；所述定形模具固定于设备固定座上，包括定形模具内层和定形模具外层，所述定形模具内层的上部分为圆柱环结构，沿周向开有若干矩形槽，与所述进给插齿的插齿配合，其下部分为与齿环具有相同锥度的圆台环状体；所述定形模具外层为筒状结构，同轴套装于所述定形模具内层的外围，其内周面形状与所述定形模具内层下部分外周面的形状相同，形成环状定形腔体，通过进给插齿将弯曲变形后的材料推进到所述环状定形腔体内进行定形；所述挡板固定于所述定形模具底端，用于防止材料滑落。

本发明的进一步技术方案是：所述弯料滑块包括弯料弹性滑块、弯料弹簧和弯料相对固定滑块，所述弯料相对固定滑块的下端为一侧开口的盒体结构，其上端设置有凸块用于与所述拉杆铰接；所述弯料弹簧固定于所述弯料相对固定滑块内，并与其开口端相对设置；所述弯料弹性滑块一侧与所述弯料弹簧接触，另一侧为凹圆弧面，与所述进给机构的定形模具内层的上部分配合。

本发明的进一步技术方案是：所述存料盒的内腔体断面与待加工材料的形状相同。

本发明的进一步技术方案是：所述推料板的形状与四分之一摩擦环展开面形状相同。

本发明的进一步技术方案是：所述弯料槽内腔体断面形状与四分之一摩擦环展开面的形状相同，其上端面开有滑槽，并安装有滚珠滑轨，与所述弯料滑块配合，实现弯料滑块的直线位移。

本发明的进一步技术方案是：还包括变尺寸配件，所述变尺寸配件为所述定形模具的延伸件，包括内层变尺寸配件和外层变尺寸配件，分别安装于所述定形模具内层、定形模具外层的下缘，并保证锥度一致；所述挡板安装于所述变尺寸配件的底部。

有益效果

本发明的有益效果在于：

1、采用机械设备代替原来的手工生产，减少了人工费用，并且该设备由于具有连续进料装置、可以直接与贴附设备配套使用等能力，加快了生产节奏，提高了生产效率。

2、由于弯曲成形的过程中纸基摩擦片受力均匀，并且成形阶段利用模具实现连续变形，不再存在手工定形时的形状突变，因此纸基摩擦材料弯曲成形过程中不再存在破裂的风险，并且机械设备的生产性能稳定，没有手工生产的波动性，产品质量稳定可靠。

3、本发明可以通过安装不同尺寸进料机构的料盒、弯料装置的弯料槽、变尺寸零件等实现不同尺寸同步器齿环摩擦片的弯曲成形。

4、本发明将一个整圈的摩擦片分成相同的四份弯曲成形，在保证了产品质量的同时，减小了因摩擦片太长而引起的模具过大、空间利用率过低的问题，并在一定程度上使设备更加美观。

5、本发明没有过高的精度要求，无精密元器件，结构上简单高效，设备成本低廉；气缸通过电磁阀按钮控制，操作方便。

6、本发明所有零件的运动均由同一个气缸实现，去除了不同运动之间的干涉问题，一定程度上保证了生产安全。

7、弯料机构中的弯料滑块由弯料弹性滑块和弯料相对固定滑块组成，二者由弹簧连接，以延缓弯料之后滑块的退回时间，方便进给齿进给材料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明各结构位置图；

图3为本发明提供的进料机构示意图；

图4为本发明提供的料盒；

图5为本发明提供的弯料机构；

图6为本发明提供的弯料滑块的爆炸视图；

图7为本发明提供的进给机构；

图8为本发明提供的定形模具连接示意图；

图9为本发明提供的定形模具内层；

图10为本发明提供的定形模具外层；

图11为本发明提供的变尺寸配件图；

图12为本发明提供的气缸控制系统图；

图13为本发明所要贴附的材料形状；

附图标记说明：1、进料机构；2、弯料机构；3、进给机构；4、变尺寸配件；5、气缸；6、气缸连接轴；7、设备固定座；8、挡板；11、插板；12、料盒；21、拉杆连接件；22、拉杆；23、弯料滑块；24、弯料槽；25、定形模具内层；31、进给插齿；32、定形模具外层；121、存料盒；122、推料板；123、推料弹簧；231、弯料弹性滑块；232、弯料弹簧；233、弯料相对固定滑块；41、内层变尺寸配件；42、外层变尺寸配件。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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。

参照图1-图7，本发明一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构包括：进料机构1、弯料机构2、进给机构3、变尺寸配件4、气缸5、气缸连接轴6、设备固定座7、挡板8；

所述气缸5为直线往复气缸，其固定于设备固定座7上，所述气缸连接轴6表面为螺纹，所述进料机构1的插板11、弯料机构2的拉杆连接件21、进给机构3的进给插齿31均通过螺纹连接于气缸连接轴上。所述进给机构3安装于设备固定座7中，所述弯料机构2安装于设备固定座7上，所述进料机构1安装于弯料机构2上。进料系统与弯料系统分别由结构相同的四个进料机构1和四个弯料机构4构成，对应折弯的材料为齿环内侧摩擦环的四分之一。

参照图3，本实施例的进料机构1包括插板11、存料盒12、推料板122和推料弹簧123。所述插板11为中心处开有螺纹通孔的正方形平板，通过螺纹安装与所述气缸连接轴6上，其下表面的四个外缘处均垂直设置有长方形板；所述存料盒12为上开口的盒体结构，所述推料板122通过所述推料弹簧123安装于存料盒12内，用于压紧所述存料盒12内的材料，并沿所述推料弹簧123的轴向朝所述气缸连接轴6推进材料；四个存料盒12分别与插板11的四个面相对，且存料盒12靠近气缸连接轴6一端的上、下端面均开有插板槽；

所述插板11通过螺纹安装于气缸连接轴6上，可随气缸连接轴6的运动而上下运动。插板11下部可插入存料盒12的给料槽中将材料向下推入下方的弯料机构2中，实现给料。插板11下断面形状即为待加工材料的上端形状。在工作中，通过螺纹调节插板11的高度以保证其能将材料准确的插入。

所述存料盒12为模块化设计，根据实际需要加工的齿环设计不同的形状，在加工中进行对应的更换。

参照图4，本实施例的进料机构1中的料盒12包括存料盒121、推料板122、推料弹簧123。

所述存料盒121的内腔体断面即为待加工材料的形状，方便将材料装入存料盒中。

所述推料板122形状为四分之一摩擦环展开面，摩擦片在推料弹簧123的作用下保持压紧状态，以使进料机构自动向前进给送料，方便插板11向下连续插料。

参照图5，本实施例的弯料机构2包括拉杆连接件21、拉杆22、弯料滑块23、弯料槽24、定形模具内层25。弯料槽24为中空且两端开口的长方体结构，其靠近气缸连接轴6一端的上端面开有进料槽，与所述存料盒12的插板槽位置相对；四个弯料槽24沿周向均布于设备固定座7上，同时四个存料盒12分别固定于四个弯料槽24的上表面；所述弯料滑块23的一侧为凹圆弧面，与所述进给机构的定形模具内层25配合，实现材料定形前的弯曲变形；四个弯料滑块23分别设置于四个弯料槽24内，并能够沿弯料槽24的长边方向滑动；

所述拉杆连接件21通过螺纹安装于气缸连接轴6上，可随气缸连接轴6的运动而上下运动。所述拉杆连接件21与四个拉杆22分别通过铰链连接，可以通过螺纹调节拉杆连接件21在气缸连接轴6上的位置，从而使得弯料机构的运动不与其他零件发生干涉，并调节弯料机构弯料的力度。

所述拉杆22的形状可根据实际运动情况合理设计，以防止干涉。所述拉杆22的一端与拉杆连接件21铰接，另一端与弯料滑块23铰接，可随着拉杆连接件21的运动而带动弯料滑块23在弯料槽24中平移。

所述弯料槽24内腔体断面形状为四分之一摩擦环展开面的形状，上端有滚珠滑轨，与弯料滑块23的滑轨对应，以使弯料滑块23在弯料槽24中平滑移动。所述弯料槽24靠近气缸连接轴端开有与存料盒121相对应的进料槽，方便进料机构1将材料进到弯料槽24中。

所述定形模具内层25由两部分组成，上部分为圆柱环切掉对应的进给插齿31部分，作为材料由直变弯的模具。当弯料滑块23推动材料压紧在定形模具内层25上时，材料就变成了具有一定曲率的形状。下部分为与齿环具有相同锥度的圆台环状体，在进给插齿31将四分之一摩擦环展开面向下进给时，在具有锥度的圆台作用下使得摩擦环曲率逐渐增大，并呈圆环状贴于齿环内表面。

参照图6，所述弯料滑块23包括弯料弹性滑块231、弯料弹簧232、弯料相对固定滑块233。

所述弯料弹性滑块231的端部形状为弯曲后的四分之一摩擦环形状，以便在压紧摩擦材料后将其弯曲。

所述弯料弹簧232连接弯料弹性滑块231和弯料相对固定滑块233，以在滑块运动过程中压紧材料，并且使得压紧的力度可调，以及弯料滑块23退出时具有一定的缓冲，使得弯料滑块23退出时摩擦材料不会立刻松开，方便进给插齿31进给材料。

所述弯料相对固定滑块233由两部分组成，上部为滑轨，并与拉杆22铰接，下部为四分之一摩擦环展开面形状。

参照图7，所述进给机构3包括进给插齿31、定形模具内层25和定形模具外层32。

所述进给插齿31用螺纹连接于气缸连接轴6上，可随气缸连接轴6的运动而上下运动。其在气缸连接轴6上的位置可以通过螺纹调节。所述进给插齿31的齿与定形模具内层25插槽位置相对应，在进给插齿31向下运动的过程中，可将经过弯料机构2压弯后的摩擦材料向下进给，使材料具有锥度并且曲率逐渐变大。

所述定形模具外层32形状与定形模具内层25形状相对应，二者中间形成空隙方便材料通过并将材料变形成所需形状。

参照图8-图10，所述定形模具外层32通过焊接连接到设备固定座7上，所述定形模具内层25通过焊接连接到定形模具外层32上。

参照图11，所述变尺寸配件4分为内层变尺寸配件41与外层变尺寸配件42，分别作为定形模具内层25、定形模具外层32的延伸件，其尺寸和形状分别对应，用于适应不同尺寸齿环的要求，定形内径小的摩擦材料。内层变尺寸配件41与定形模具内层25通过螺纹连接，外层变尺寸配件42与定形模具外层32通过螺钉连接。

参照图3、图5、图7，所述插板11、拉杆连接件21、插齿31在气缸连接轴6上螺纹连接时，均可配套有锁止螺母，防止其在运动过程中位置的变化。

参照图1-图7，本实施例折弯齿环内部摩擦材料的整个过程为：分别调整插板11、拉杆连接件21、插齿31在气缸连接轴6上的位置，使其不相互干涉，同时可实现既定动作；安装对应尺寸且装满待加工材料的存料盒12；控制气缸5使气缸连接轴6向下运动，进料机构1将材料送入弯料槽24中；控制气缸5使气缸连接轴6向上运动，弯料滑块23将材料压向形状模具内层，实现折弯；控制气缸5使气缸连接轴6向下运动，插齿31将材料向下进给，实现材料进一步变形；以上动作循环进行，实现连续加工。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：包括设备固定座、驱动机构、进料机构、弯料机构和进给机构，所述设备固定座为框架结构，用于整个成形机构中各部件的支撑和固定；

所述驱动机构包括气缸和气缸连接轴，所述气缸为直线往复气缸，固定于所述设备固定座上；所述气缸连接轴为竖直设置的螺杆结构，其顶端与所述气缸连接，通过气缸驱动旋转；

所述进料机构包括插板、存料盒、推料板和推料弹簧；所述插板为中心处开有螺纹通孔的正方形平板，通过螺纹安装于所述气缸连接轴上，其下表面的四个外缘处均垂直设置有长方形板；所述存料盒为上开口的盒体结构，位于所述插板的下方，所述推料板通过所述推料弹簧安装于存料盒内，用于压紧所述存料盒内的材料，并沿所述推料弹簧的轴向朝所述气缸连接轴推进材料；四个所述存料盒分别与所述插板的四个面相对，且所述存料盒靠近气缸连接轴一端的上、下端面均开有插板槽，用于插入所述插板的长方形板，将材料垂直推入所述弯料机构的弯料槽；

所述弯料机构包括弯料滑块、拉杆、拉杆连接件和弯料槽；所述弯料槽为中空且两端开口的长方体结构，其靠近气缸连接轴一端的上端面开有进料槽，与所述存料盒的插板槽位置相对；四个弯料槽沿周向均布于所述设备固定座上，同时四个所述存料盒分别固定于四个弯料槽的上表面；所述弯料滑块的一侧为凹圆弧面，与所述进给机构的定形模具内层配合，实现材料定形前的弯曲变形；四个所述弯料滑块分别设置于四个所述弯料槽内，并能够沿所述弯料槽的长边方向滑动；所述拉杆连接件为中心开有螺纹通孔的平板，通过螺纹安装于所述气缸连接轴上；四个所述拉杆一端均与所述拉杆连接件铰接，另一端分别与四个所述弯料滑块的顶端铰接，通过所述气缸连接轴的旋转调整拉杆的位置，进一步实现材料的压紧变形；

所述进给机构包括进给插齿、定形模具和挡板，所述进给插齿为中心处开有螺纹通孔的圆板，其外周面上沿周向均布若干倒L形的凸块作为插齿；所述定形模具固定于设备固定座上，包括定形模具内层和定形模具外层，所述定形模具内层的上部分为圆柱环结构，沿周向开有若干矩形槽，与所述进给插齿的插齿配合，其下部分为与齿环具有相同锥度的圆台环状体；所述定形模具外层为筒状结构，同轴套装于所述定形模具内层的外围，其内周面形状与所述定形模具内层下部分外周面的形状相同，形成环状定形腔体，通过进给插齿将弯曲变形后的材料推进到所述环状定形腔体内进行定形；所述挡板固定于所述定形模具底端，用于防止材料滑落。

2.根据权利要求1所述推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：所述弯料滑块包括弯料弹性滑块、弯料弹簧和弯料相对固定滑块，所述弯料相对固定滑块的下端为一侧开口的盒体结构，其上端设置有凸块用于与所述拉杆铰接；所述弯料弹簧固定于所述弯料相对固定滑块内，并与其开口端相对设置；所述弯料弹性滑块一侧与所述弯料弹簧接触，另一侧为凹圆弧面，与所述进给机构的定形模具内层的上部分配合。

3.根据权利要求1所述推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：所述存料盒的内腔体断面与待加工材料的形状相同。

4.根据权利要求1所述推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：所述推料板的形状与四分之一摩擦环展开面形状相同。

5.根据权利要求1所述推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：所述弯料槽内腔体断面形状与四分之一摩擦环展开面的形状相同，其上端面开有滑槽，并安装有滚珠滑轨，与所述弯料滑块配合，实现弯料滑块的直线位移。

6.根据权利要求1所述推进式多片环状纸基摩擦片自动弯曲成形机构，其特征在于：还包括变尺寸配件，所述变尺寸配件为所述定形模具的延伸件，包括内层变尺寸配件和外层变尺寸配件，分别安装于所述定形模具内层、定形模具外层的下缘，并保证锥度一致；所述挡板安装于所述变尺寸配件的底部。

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