CN202570975U - 薄壁旋转体零件的加工刀具、工装设备及旋压机或滚齿机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种薄壁齿套的简易加工所使用的刀具及配合工装及采用其的旋压机或滚齿机等加工设备。其加工刀具包括圆饼状的旋压轮架，旋压轮架轴心处设有用于与旋压机等设备的刀柄相连接的轴孔，以轴孔为中心在旋压轮架两侧边缘处各设有一空槽，空槽内旋转固定有一一部分轮体伸出空槽的旋压轮，旋压轮外圆有尺寸与待加工工件要求的外花键形状相匹配的倒角。有益效果是采用的设备和模具都比较简单，除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当复杂形状的旋转体零件。节约原材料又能保证产品质量、减轻重量、延长其使用寿命，降低成本。对不同产品，只需要更换芯模与修整旋压轮倒角即可，柔性较强。

Description

薄壁旋转体零件的加工刀具、工装设备及旋压机或滚齿机

技术领域

本实用新型属于机械加工方法领域，尤其是涉及一种薄壁齿套等复杂形状的旋转体零件的加工专用刀具及应用其的旋压机和滚齿机等加工设备。 

背景技术

一些旋转体零件的形状比较复杂，如图1所示的薄壁齿套，需加工出内外花键，而毛坯材料为薄壁桶材，余量小，不能使用传统的滚齿、插齿、拉齿等方法。并且，薄壁件直径较大，齿形较长，在生产过程中难以实现装卡定位，普通夹具会使毛坯严重变形；另外，加工时容易出现让刀、震刀，应力集中所产生的不规则变形，致使零件尺寸超差、表面粗糙度差。 

就目前机械领域中的旋压技术水平，业已能够解决此问题。特别是美国、日本、德国等发达国家，旋压技术日臻完善，他们不但拥有先进设备，而且已经掌握了成熟系统的旋压技术。但国内旋压技术的发展状况与之相比，在产品种类、尺寸精度、设备能力和自动化程度及工艺理论研究等方面都有一定的差距。并且设备基本上属于专机，不具备柔性生产的特点，更换产品时需要更换所有刀具、工装等，生产效率低。 

实用新型人依据旋压原理设计了一种薄壁齿套的简易加工所使用的刀具及配合工装及采用其的旋压机或滚齿机等加工设备，提高了加工效率，且使设备具有柔性。 

发明内容

旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等加工特点的成形金属空心回转体件的先进工艺。将金属筒坯或片材等固定在旋压机（或其他适于滚削加工的设备）芯模上，由主轴带动芯棒（芯轴）和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯料一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料受挤压 并产生连续、逐点的变形，从而获得各种空心回转体零件。 

为解决背景技术中所述技术问题，实用新型人提出利用旋压原理对壁齿套的加工刀具，具体如下： 

该加工刀具包括圆饼状的旋压轮架，旋压轮架轴心处设有用于与旋压机等设备的刀柄相连接的轴孔，以轴孔为中心在旋压轮架两侧边缘处各设有一空槽，空槽内旋转固定有一旋压轮，所述旋压轮的部分轮体伸出空槽，所述旋压轮外圆有尺寸与待加工工件要求的外花键形状相匹配的倒角。 

进一步，所述旋压轮套装在滚针轴承上，通过连接轴8穿过旋压轮架11的端面孔、空槽及滚针轴承7的里孔将滚针轴承与旋压轮架固定连接。 

所述连接轴为阶梯轴，其台肩与旋压轮架11的端面孔配合，另一端则由弹性挡圈14将其固定。 

进一步，所述轴孔带有可与刀柄可通过键进行连接的键槽。 

与该刀具配合的工装设备，其特征在于，包括支架、芯轴、芯模、卸料旋转套和紧固机构，所述芯轴旋转固定于支架上，芯模分为上下两部分，芯模通过其轴孔套装在芯轴上，芯模上部用于套装待加工工件，压紧机构将待加工工件与芯模精密固定，并使两者跟随芯轴共同旋转；芯模下部具有外螺纹，且外螺纹的外径小于芯模上部的外径，芯模下部与具有内螺纹的卸料旋转套螺纹相连，卸料旋转套上端设有一环状体，环状体内径不小于芯模上部分底端的外径。 

一种旋压机或滚齿机，其特征在于与旋压机或滚齿机的刀柄相连接的上述刀具。另，与刀具相配合的工装也采用上述工装设备。 

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，采用的设备和模具都比较简单，没有专用的旋压机时可用车床代替，除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当复杂形状的旋转体零件。在机加工中，节约原材料又能保证产品质量，减轻 产品重量又能延长其使用寿命，并且降低制造成本。另外，对于不同的产品，本实用新型只需要更换芯模与修整旋压轮倒角即可，柔性较强。 

附图说明

图1是一种旋转体零件结构示意图 

图2是本实用新型的刀具与工装设备配合的结构示意图 

图3是图2的俯视局部示意图 

图4是加工状态下旋压轮与工件及芯模的配合示意图 

图中： 

1、工件      2、压盖        3、开口垫 

4、螺母      5、芯模        6、旋压轮 

7、滚针轴承  8、连接轴      9、刀柄 

10、键       11、旋压轮架   12、卸料旋转套 

13、芯轴     14、弹性挡圈   15、刀套 

16、环状体 

具体实施方式

本加工刀具即可在旋压机使用也可在普通滚齿机上实现，因此一并叙述旋压轮以在滚齿机上安装为例的安装过程。 

首先，如图2、图3所示的加工原理，将旋压轮6套在滚针轴承7上，置于旋压轮架11边缘空槽内，将连接轴8穿过旋压轮架11的空槽和滚针轴承7的里孔。连接轴8为阶梯轴，其台肩与旋压轮架11的端面孔配合，另一端则由弹性挡圈14将其固定。相应的在旋压轮架另一端对称位置安装另外一组旋压轮及滚针轴承等。将装好旋压轮的旋压轮架11安装于刀柄9上，靠键10连接，为防止旋压轮架11的轴向窜动，在刀柄9上安装两个刀套15，紧贴在旋压轮架11前后两端面上为其轴向定位。至此，完成刀具安装。旋压轮架上设置有两个滚轮，确保刀轴的动平衡。 

然后，如图2所示，将工件1套在芯模5上，再由压盘2、开口垫3、螺母4将其固定。需要提出：芯模5、工件1及上部的紧固机构均装在芯轴13上，但只有螺母4与芯轴13配合。当卸料时，只需稍微松开螺母4，就可将开口垫3、压盘2、工件1卸下，节省了装卸时间。 

最后，调整旋压轮6与工件1的相对位置，保证能够加工到位即可。 

上述方法中所提及的刀具结构见图3所示，旋压轮为盘状结构，外圆有倒角，倒角尺寸按照工件要求的外花键形状设计。而对应的，芯模的外花键尺寸要按照工件的内花键来设计，需要注意，芯模的外花键小径应略小于工件的内花键小径，以0.05-0.1mm为宜，齿槽宽要与工件内花键的齿厚配合。这样能够保证工件在旋压轮的挤压下随芯模的外花键形状变形，以得到要求的齿形。另外，芯模应有一定的锥度，上端比下端直径要大0.2mm为宜，配合卸料旋转套12，使得装卸工件更为省力、顺畅，缩短的加工所需的辅助时间，提高生产效率。 

旋压加工的优点是设备和模具都比较简单（没有专用的旋压机时可用车床代替），除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当复杂形状的旋转体零件。但是它的生产率较低，比较适用于试制和小批量生产。 

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。 

Claims (9)

1.一种薄壁旋转体零件的加工刀具，其特征在于：包括圆饼状的旋压轮架，旋压轮架轴心处设有用于与旋压机等设备的刀柄相连接的轴孔，以轴孔为中心在旋压轮架两侧边缘处各设有一空槽，空槽内旋转固定有一旋压轮，所述旋压轮的部分轮体伸出空槽，所述旋压轮外圆有尺寸与待加工工件要求的外花键形状相匹配的倒角。

2.根据权利要求1所述的加工刀具，其特征在于：所述旋压轮套装在滚针轴承上，通过连接轴（8）穿过旋压轮架（11）的端面孔、空槽及滚针轴承（7）的里孔将滚针轴承与旋压轮架固定连接。

3.根据权利要求2所述的加工刀具，其特征在于：所述连接轴为阶梯轴，其台肩与旋压轮架（11）的端面孔配合，另一端则由弹性挡圈（14）将其固定。

4.根据权利要求1所述的加工刀具，其特征在于：所述轴孔带有可与刀柄可通过键进行连接的键槽。

5.一种与权利要求1所述刀具相配合的工装设备，其特征在于，包括支架、芯轴、芯模、卸料旋转套和紧固机构，所述芯轴旋转固定于支架上，芯模分为上下两部分，芯模通过其轴孔套装在芯轴上，芯模上部用于套装待加工工件，压紧机构将待加工工件与芯模精密固定，并使两者跟随芯轴同轴共同旋转；芯模下部具有外螺纹且外径小于芯模上部分的外径，与具有内螺纹的卸料旋转套螺纹相连，卸料旋转套上端设有一环状体，环状体内径不小于芯模上部分底端的外径。

6.根据权利要求5所述的工装设备，其特征在于，所述芯模上部设有外花键，所述外花键与工件内花键相匹配，芯模的外花键小径小于工件的内花键小径0.05-0.1mm，齿槽宽与工件内花键的齿厚配合。

7.根据权利要求5所述的工装设备，其特征在于，芯模上部分的上端比下端直径大0.2mm。

8.一种旋压机，其特征在于：与所述旋压机的刀柄相配合连接的刀具是如权利要求1至4的任意一项所述的加工刀具；与所述刀具相配合连接的工装是如权利要求5所述的工装设备。

9.一种滚齿机，其特征在于：与所述滚齿机的刀柄相配合连接的刀具是如权利要求1至4的任意一项所述的加工刀具；与所述刀具相配合连接的工装是如权利要求5所述的工装设备。 

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