CN112570509A - 用于将零件滚压成形的工具头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于将零件滚压成形的工具头,所述工具头用以安装于工业机器人上以对零件进行加工;所述工具头包括:连接法兰、连接轴和滚压成形模块,其中:所述连接法兰用以沿其轴线方向安装于所述工业机器人的末端;所述连接轴沿其轴线方向安装于所述连接法兰远离所述工业机器人的末端;所述滚压成形模块沿其轴线方向安装于所述连接轴远离所述连接法兰的末端,用以滚压待加工零件直至完成。本发明的用于将零件滚压成形的工具头,与工业机器人末端连接,以滚压成形生产特定截面的薄壁金属板料零件,选取并更换合适的工具头,以匹配不同形状的零件与模具,满足了特殊轮廓零件的成形需求,降低了工艺成本。

Description

用于将零件滚压成形的工具头
技术领域
本发明涉及零件加工技术领域,特别是涉及一种用于将零件滚压成形的工具头。
背景技术
滚压成形工艺是由传统辊压成形工艺发展而来,传统辊压成形工艺的成形工具是顺序配置的几组甚至数十组专用轧辊,每组专用轧辊一般由四个横截面不同的回转类辊轮组成,对带材板材进行渐进式折弯,制成特定截面形状的薄壁零件或者型材,一条辊压成形流水线上往往需要多达数十个不同截面的回转类辊轮,其加工成本高,制造工艺复杂,其更适用于大批量生产的场合,对于一些批量较小的零件,或者对于一些特殊截面轮廓的零件,高昂的开模成本大大降低了传统辊弯成形工艺的性价比。
滚压成形工艺是借助非专用的成形工具对板料进行塑性加工,根据工具头形状与目标零件轮廓设计成形工具的运动轨迹以达到辊压成形中渐进式折弯的目的,在这一过程中,成形用的工具头的设计就显得尤为重要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于将零件滚压成形的工具头,用于解决现有技术中生产批量小的零件以及特殊截面轮廓的零件成本高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种用于将零件滚压成形的工具头,所述工具头用以安装于工业机器人上以对零件进行加工;所述工具头包括:连接法兰、连接轴和滚压成形模块,其中:所述连接法兰用以沿其轴线方向安装于所述工业机器人的末端;所述连接轴沿其轴线方向安装于所述连接法兰远离所述工业机器人的末端;所述滚压成形模块沿其轴线方向安装于所述连接轴远离所述连接法兰的末端,用以滚压待加工零件直至完成。
于本发明的一实施例中,所述滚压成形模块包括:滚轮、限位块、第一螺钉、第二螺钉、深沟球轴承以及垫圈;其中,所述深沟球轴承嵌入所述滚轮内部,并通过所述限位块以及所述第一螺钉进行限位,所述滚轮远离所述深沟球轴承的一侧设置有与所述深沟球轴承位置对应的所述垫圈,所述第二螺钉贯穿所述垫圈与所述连接轴进行限位。
于本发明的一实施例中,所述连接法兰与所述连接轴通过孔轴配合,并通过紧定螺钉拧紧。
于本发明的一实施例中,所述连接轴远离所述连接法兰的末端为阶梯状凸台,所述阶梯状凸台轴心处加工有螺纹凹槽,所述滚轮内部加工为阶梯孔。
于本发明的一实施例中,所述阶梯状凸台的轴线方向与所述连接轴的轴线方向垂直,所述阶梯状凸台、所述阶梯孔分别与所述深沟球轴承内、外圈匹配且过盈配合。
于本发明的一实施例中,所述深沟球轴承通过过盈配合嵌入所述滚轮内部阶梯孔,并依次通过所述限位块与所述第一螺钉进行紧固限位。
于本发明的一实施例中,所述末端阶梯状凸台依次贯穿所述限位块、所述深沟球轴承、所述滚轮,末端通过所述垫圈与所述第二螺钉进行限位,所述第二螺钉贯穿所述垫圈,且末端与所述阶梯状凸台轴心处的螺纹孔螺纹连接。
于本发明的一实施例中,所述滚轮与所述限位块采用模具钢材料制造;所述连接法兰与所述连接轴材质为铝合金、合金结构钢、合金工具钢的一种。
于本发明一实施例中,所述滚轮包括圆柱形滚轮与圆锥形滚轮。
于本发明的一实施例中,所述连接法兰远离所述连接轴的末端上有六个沉头通孔,所述工业机器人末端的力传感器上均布有六个螺纹孔,所述沉头通孔通过螺纹杆与所述螺纹孔固定连接。
如上所述,本发明的用于将零件滚压成形的工具头,使用时可直接与工业机器人末端连接,以滚压成形生产特定截面的薄壁金属板料零件,在加工过程中,可以方便并且高效地选取并更换合适的成形工具头,实现了不同形状零件与模具的匹配,满足了特殊轮廓零件的成形需求,同时采用经济性高的工具头结构设计,结合工业机器人进行折弯加工,省去了辊压成形中数量众多的辊轮的加工制造费用,降低了工艺成本。
附图说明
图1显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的结构示意图;
图2显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的连接法兰的结构示意图;
图3显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的连接轴的结构示意图;
图4显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的滚压成形模块的装配示意图;
图5显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的滚压成形模块的结构示意图;
图6显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于又一实施例中的装配示意图;
图7显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的滚压示意图;
图8显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于又一实施例中的滚压示意图;
图9显示为本发明的用于将零件滚压成形的工具头于一实施例中的组成结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1,于发明一实施例中,本发明的用于将零件滚压成形的工具头用以安装于工业机器人上以对零件进行加工;所述工具头包括:连接法兰1、连接轴2和滚压成形模块3,其中:
所述连接法兰1用以其沿轴线方向安装于所述工业机器人的末端;
所述连接轴2沿其轴线方向安装于所述连接法兰1远离所述工业机器人的末端;
所述滚压成形模块3沿其轴线方向安装于所述连接轴2远离所述连接法兰1的末端,用以滚压待加工零件直至完成。
具体地,所述连接法兰1如图2所示,所述连接法兰1远离所述连接轴2的末端上有六个沉头通孔,所述工业机器人末端的力传感器上均布有六个螺纹孔,所述沉头通孔通过螺纹杆与所述螺纹孔固定连接,安装方向与所述连接法兰1的轴线方向相同,使得所述连接法兰1可以与所述工业机器人同步运动。
具体地,所述连接轴2如图3所示,所述连接法兰1与所述连接轴2通过孔轴配合,并通过4颗紧定螺钉夹紧将所述连接轴2与所述连接法兰1进行固定,其中,所述紧定螺钉的螺纹槽设置于所述连接法兰1的侧壁上,所述连接轴2安装方向为其轴线方向,与所述连接法兰1的轴线方向重合,以保证所述连接轴2与所述连接法兰1同步运动。
优选地,所述连接法兰1与所述连接轴2的连接通过所述紧定螺钉进行限位,具有易安装易拆卸的优势,从而对不同零件或零件的不同结构实现所述连接轴2与所述滚压成形模块3的配对与更换,以匹配更广的生产需要。
具体地,所述滚压成形模块3如图4所示,进一步地,如图5所示,所述滚压成形模块3包括:滚轮31、限位块32、第一螺钉33、第二螺钉34、深沟球轴承35以及垫圈36;其中,所述深沟球轴承35嵌入所述滚轮31内部,并通过所述限位块33以及所述第一螺钉34进行限位,所述滚轮31远离所述深沟球轴承35的一侧设置有与所述深沟球轴承35位置对应的所述垫圈36,所述第二螺钉34贯穿所述垫圈36与所述连接轴2进行限位。
优选地,所述深沟球轴承35外圈通过过盈配合嵌入所述滚轮31内部阶梯孔,使得所述深沟球轴承35可以紧密连接在所述滚轮31内部,为保证所述滚轮31与所述深沟球轴承35不会发生轴向侧移,则依次通过所述所述限位块32与所述第一螺钉33进行紧固限位,先将所述限位块32抵住所述深沟球轴承35,再利用所述第一螺钉33进行紧固限位,位于所述连接轴2上的所述阶梯状凸台依次贯穿所述限位块32、所述深沟球轴承35、所述滚轮31,所述阶梯状凸台上端外圆面与所述深沟球轴承35内圈过盈配合,为使得所述滚轮31与所述阶梯状凸台不发生轴向侧移,在所述阶梯状凸台的末端加工有螺纹凹槽,所述第二螺钉34贯穿所述垫圈36,且末端与所述阶梯状凸台的螺纹凹槽螺纹连接进行紧固限位,所述滚压成形模块3的轴线方向与所述连接轴2的轴线方向垂直,通过所述凸台限位与所述深沟球轴承35配合,保证所述滚轮31与所述连接轴2同步运动。
优选地,在加工成形过程中,若滚轮31所受径向力过大,则将深沟球轴承35更换为滚柱轴承,若滚轮31所受轴向力过大,则将深沟球轴承35更换为向心推力球轴承。
在一实施例中,进一步地,所述滚轮与所述限位块采用模具钢材料制造;所述连接法兰与所述连接轴材质为铝合金、合金结构钢、合金工具钢的一种。
具体地,所述滚轮31与所述限位块32均采用模具钢材料制造,经过表面淬火和发黑处理,保证表面高硬度,高耐磨性,芯部高韧性以及防锈功能。优选地,由于所述滚轮31的表面处理,实现了工具头高抗磨损,抗氧化的能力。
在一实施例中,进一步地,所述阶梯状凸台的轴线方向与所述连接轴的轴线方向垂直,所述阶梯状凸台、所述阶梯孔分别与所述深沟球轴承内、外圈匹配且过盈配合。
具体地,所述滚压成形模块3的轴线方向与所述连接轴2的轴线方向垂直,所述阶梯状凸台轴线与所述连接轴2的轴线方向垂直,为保证所述滚轮31与所述连接轴2同步运动,则所述滚压成形模块3的轴线与所述阶梯状凸台的轴线重合。
优选地,所述阶梯状凸台的轴线方向与所述连接轴2的轴线方向垂直,有效改善了所述工具头的受力分布,在滚压成形过程中,所述工具头的主要受力为沿所述连接轴2轴线方向的轴向力,以此避免出现大弯矩作用。
在一实施例中,进一步地,所述滚轮包括圆柱形滚轮与圆锥形滚轮。
具体地,所述滚轮31包括圆柱形滚轮311与圆锥形滚轮312,如上述图4所示的所述滚压成形模块3,其所示的滚轮31为圆柱形滚轮311,其外圆直径为“50”mm,宽度为“25”mm,根据使用场合需要可以更换为不同直径及不同宽度的圆柱形滚轮,也可以更换为不同尺寸的锥形等其他形状,如图6所示,所述滚轮31为圆锥形滚轮312,其外圆直径为“76”mm,宽度为“19”mm,锥面倾角为60°。
在一实施例中,如图7所示,使用本发明的所述工具头加工L形的目标零件,采用多道次的滚压成形工艺,每次折弯30°,采用三道次以完成90°的折弯要求,固定所述L形目标零件的一侧进行折弯,所述滚轮31采用所述圆柱形滚轮311,进行滚压折弯加工成形,进一步地,根据所述零件的几何特征设计加工方案和装夹方案,如图8所示,在又一实施例中,采用的滚轮31为所述圆锥形滚轮312,以对应进行折弯加工。
综上所述,如图9所示,本发明提供的用于将零件滚压成形的工具头,采用的所述工具头由所述连接法兰,所述连接轴和所述滚压成形模块依次连接完成,组装完成后所述连接法兰可直接与所述工业机器人末端连接,用于滚压成形生产特定截面的薄壁金属板料零件,并且可以选取并更换合适的所述滚轮,实现了不同形状零件与模具的匹配,满足了特殊轮廓零件的成形需求,降低了工艺成本,同时对所述滚轮进行相应处理,使其具备高抗磨损,抗氧化的特点,延长了所述工具头的使用寿命。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。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 (10)

1.一种用于将零件滚压成形的工具头,其特征在于,所述工具头用以安装于工业机器人上以对零件进行加工;所述工具头包括:连接法兰、连接轴和滚压成形模块,其中:
所述连接法兰用以沿其轴线方向安装于所述工业机器人的末端;
所述连接轴沿其轴线方向安装于所述连接法兰远离所述工业机器人的末端;
所述滚压成形模块沿其轴线方向安装于所述连接轴远离所述连接法兰的末端,用以滚压待加工零件直至完成。
2.根据权利要求1所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述滚压成形模块包括:滚轮、限位块、第一螺钉、第二螺钉、深沟球轴承以及垫圈;其中,所述深沟球轴承嵌入所述滚轮内部,并通过所述限位块以及所述第一螺钉进行限位,所述滚轮远离所述深沟球轴承的一侧设置有与所述深沟球轴承位置对应的所述垫圈,所述第二螺钉贯穿所述垫圈与所述连接轴进行限位。
3.根据权利要求1所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述连接法兰与所述连接轴通过孔轴配合,并通过紧定螺钉拧紧。
4.根据权利要求2所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述连接轴远离所述连接法兰的末端为阶梯状凸台,所述阶梯状凸台轴心处加工有螺纹凹槽,所述滚轮内部加工为阶梯孔。
5.根据权利要求4所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述阶梯状凸台的轴线方向与所述连接轴的轴线方向垂直,所述阶梯状凸台、所述阶梯孔分别与所述深沟球轴承内、外圈匹配且过盈配合。
6.根据权利要求4所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述深沟球轴承通过过盈配合嵌入所述滚轮内部阶梯孔,并依次通过所述限位块与所述第一螺钉进行紧固限位。
7.根据权利要求4所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述末端阶梯状凸台依次贯穿所述限位块、所述深沟球轴承、所述滚轮,末端通过所述垫圈与所述第二螺钉进行限位,所述第二螺钉贯穿所述垫圈,且末端与所述阶梯状凸台轴心处的螺纹凹槽螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述滚轮与所述限位块采用模具钢材料制造;所述连接法兰与所述连接轴材质为铝合金、合金结构钢、合金工具钢的一种。
9.根据权利要求1所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述滚轮包括圆柱形滚轮与圆锥形滚轮。
10.根据权利要求1所述的用于滚压成形的工具头,其特征在于,所述连接法兰远离所述连接轴的末端上有六个沉头通孔,所述工业机器人末端的力传感器上均布有六个螺纹孔,所述沉头通孔通过螺纹杆与所述螺纹孔固定连接。
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