CN214868462U - 一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机，所述圆角滚压强化机包括机架，所述机架上设有上料装置、滚压装置、回转驱动头装置和控制系统，所述滚压装置包括间距可调且对称设置的两个滚轮，所述上料装置还包括上料定位装置，所述上料定位装置用于将所述上料转送装置转送过来的所述螺栓定位在两个所述滚轮中间，所述回转驱动头装置对定位的螺栓进行驱动旋转，两个所述滚轮随动旋转中的螺栓对所述螺栓进行圆角强化滚压。本实用新型能实现对螺栓圆弧滚压强化，精度一致性好、制造成本大幅降低，其销轴及滚轮内孔不易磨损，同时，滚轮的径向与端面跳动减小到了0.01mm。

Description

一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机

技术领域

本实用新型涉及航空紧固件强化滚压技术领域，尤其涉及一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机。

背景技术

应用于航空螺栓为代表的高强度紧固件螺栓头、杆过渡部位的圆角滚压强化工艺，通过对该圆弧施加正向滚压力进行强化滚压，在金属的圆弧表面产生压应力、来改善圆弧表面粗糙度，增加圆弧连接处金属材料密度、来达到预防和避免螺栓在经受频繁拉伸应力条件下其头杆联结处圆弧上微裂纹的产生，最终来实现采用航空螺栓连接的各种飞机与器的飞行安全。

传统三个滚压轮的滚压头在加工中，为了适应三滚轮滚压的几何条件(三滚轮不互相干涉)，在滚压直径8mm以下工件的时候，三滚轮的直径迫不得已而做的很小，所以其安装滚轮的回转销轴直径更小，导致销轴没法装轴承。工作状态下，一直处于和滚轮相对滑动的干摩擦状态，销轴容易磨损，滚轮内孔也容易磨损。

此外，三滚轮因为直径与孔径都太小，无法采用传统热处理后的模具制造法之圆弧滚压强化工艺制造，只能采用滚轮热处理前的精车。

另外，三小滚轮直径太小、厚度太单薄而导致滚轮受压时，圆弧处抗压强度低，销轴磨损快、并且三根销轴磨损不一致等等一系列缺点，这导致销轴磨损后三个滚轮的回转跳动各不相同，零件被滚压圆弧时受力不均，圆弧滚压强化后尺寸、形状不稳定等众多缺点存在。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机，所述圆角滚压强化机包括机架，所述机架上设有上料装置、滚压装置、回转驱动头装置和控制系统，所述上料装置包括用于转送所述螺栓的上料转送装置，所述回转驱动头装置用于驱动所述螺栓的旋转，所述滚压装置用于对旋转中的螺栓进行圆角强化滚压，所述滚压装置包括间距可调且对称设置的两个滚轮，所述上料装置还包括上料定位装置，所述上料定位装置用于将所述上料转送装置转送过来的所述螺栓定位在两个所述滚轮中间，所述回转驱动头装置对定位的螺栓进行驱动旋转，两个所述滚轮随动旋转中的螺栓对所述螺栓进行圆角强化滚压。

优选地，所述滚压装置还包括两组滚轮偏摆组件，每一个所述滚轮连有一组滚轮偏摆组件，所述滚轮偏摆组件用于调节滚轮与所述螺栓的接触角度，所述滚轮偏摆组件包括滚轮座和偏摆座，所述偏摆座上设有偏摆轴，所述滚轮座通过所述偏摆轴与偏摆座相连，所述滚轮座穿设有滚轮主轴，所述滚轮主轴的上套设有轴承，所述滚轮主轴的一端与所述滚轮相连。

优选地，所述偏摆座上还设有自适应复位弹簧，所述自适应复位弹簧一端固定在偏摆座上，另一端与所述滚轮座的底部相抵靠。

优选地，所述滚压装置还包括用于调节两组偏摆座之间间距的间距调节机构，所述间距调节机构包括凸轮机构和调节螺杆，所述凸轮机构设于两个所述偏摆座之间，每一个所述偏摆座穿设有一个调节螺杆，两个所述调节螺杆对称分布在所述凸轮机构的两侧，且分别抵靠所述凸轮机构，通过转动所述凸轮机构和所述螺杆改变两个滚轮之间的间距。

优选地，回转驱动头装置包括驱动电机，回转驱动头和下压气缸，所述下压气缸与回转驱动头相连，所述回转驱动头与驱动电机相连，在滚压时，所述下压气缸下降，带动所述回转驱动头下压，并抵触到所述螺栓的顶部带动螺栓旋转。

优选地，回转驱动头装置还包括下压力传感器和机械调整螺母，所述下压力传感器用于采集螺栓与两滚轮之间的压力值，通过控制系统来调节回转驱动头与滚轮之间的垂直距离，所述机械调整螺母用于调整下压气缸的初始位置下压行程。

优选地，所述上料转送装置包括振动盘和与所述振动盘相连的转送通道，所述上料定位装置包括推料导轨、推料定位装置和辅助定位装置，所述推料导轨与所述转送通道相连通，所述推料定位装置包括推料气缸和与所述推料气缸相连的定位块，用于将所述螺栓推送至两个所述滚轮之间，所述辅助定位装置位于所述推料定位装置的对应侧，包括辅助顶料气缸和与辅助顶料气缸的相连的辅助顶料杆，用于从推料定位装置的相反的方向与所述推料定位装置将所述螺栓定位于两个所述滚轮中间位置。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型提供的两轮圆角滚压强化机，用于对航空螺栓的圆角滚压，其能够避免传统三轮圆角强化滚压中的三个滚压轮在加工中，为了适应三滚轮滚压的几何条件(三滚轮不互相干涉)，在滚压直径8mm以下工件的时候，三滚轮的直径迫不得已而做的很小，直径不能大于20mm，所以其安装滚轮的回转销轴直径更小(不能大于10mm)，导致销轴没法装轴承。工作状态下，一直处于和滚轮相对滑动的干摩擦状态，销轴容易磨损，滚轮内孔也容易磨损。而两滚轮，却可以实现滚压直径8mm以下，但滚轮直径却可以做到70mm！这样就能将支撑主轴直径做到40mm并且用轴承来支撑旋转！

2.两滚轮由于直径70mm，孔径达到40mm，却可以用一根磨床主轴串上几对热处理后的滚轮，进行一次装夹和定位后的圆弧滚压强化，精度一致性好、制造成本大幅降低。而三滚轮因为直径与孔径都太小，无法采用传统热处理后的模具制造法之圆弧滚压强化工艺制造，只能采用滚轮热处理前的精车后热处理，导致滚轮变形，几何精度降低，无法与两滚轮制造精度相媲美。

3.两滚轮由于直径达到70mm，滚轮圆弧两侧支撑金属基体更厚更大，对圆弧面拉的更牢，所以采用两滚轮滚压后的滚轮寿命比三滚轮呈5-10倍的增长。而三小滚轮直径太小、厚度太单薄而导致滚轮受压时，圆弧处抗压强度低，销轴磨损快、并且三根销轴磨损不一致等等一系列缺点，这导致销轴磨损后三个滚轮的回转跳动各不相同，零件被滚压圆弧时受力不均，圆弧滚压强化后尺寸、形状不稳定等众多缺点存在。

4.由于采用了轴承支撑两滚轮主轴，从而使两滚轮的径向与端面跳动减小到了0.01mm，而三轮滚压由于没有轴承并且回转销轴又细又不耐磨，其导致三滚轮的径向与端面跳动达到0.1-0.5mm，对螺栓圆弧滚压的精度影响显而易见。

附图说明

图1：现有三滚轮圆角滚压机的三滚轮与螺栓的连接状况图；

图2：本实用新型提供的滚压装置的结构示意图；

图3：本实用新型提供的上料装置的结构示意图；

图4：本实用新型的侧视图；

图5：本实用新型的滚压装置与回转驱动头装置结合的结构示意图；

图6：本实用新型的俯视图；

图7：本实用新型的立体图；

图8：本实用新型提供的滚轮偏摆组件的内部结构图；

图9：本实用新型提供的滚轮及滚轮主轴的结构分解图。

图例说明：滚轮11、滚轮主轴111、深沟球轴承112、滚轮座12、偏摆座13，偏摆轴131，自适应复位弹簧132、凸轮机构141、调节螺杆142、锁紧旋钮1421、下料孔212、推料导轨221、压板224、推料气缸2211、定位块2212，辅助顶料气缸2221、辅助顶料杆2222、位置调整旋钮22211、位置锁紧手柄22212、回转驱动头31、下压气缸32、驱动电机33、下压力传感器34、机械调整螺母35、航空螺栓4。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-9，本实用新型提供的一种用于航空螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机，圆角滚压强化机包括机架，机架上设有上料装置、滚压装置、回转驱动头装置和控制系统，上料装置包括用于转送航空螺栓4的上料转送装置，回转驱动头装置用于驱动航空螺栓4的旋转，滚压装置用于对旋转中的航空螺栓4进行圆角强化滚压，滚压装置包括间距可调且对称设置的两个滚轮11，上料装置还包括上料定位装置，上料定位装置用于将上料转送装置转送过来的航空螺栓4定位在两个滚轮11中间，回转驱动头装置对定位的航空螺栓4进行驱动旋转，两个滚轮11随动旋转中的航空螺栓4对航空螺栓4进行圆角强化滚压。

本实施例中，作为优选，滚压装置还包括两组滚轮偏摆组件，每一个滚轮11连有一组滚轮偏摆组件，滚轮偏摆组件用于调节滚轮11与航空螺栓4的接触角度，滚轮偏摆组件包括滚轮座12和偏摆座13，偏摆座13上设有偏摆轴131，滚轮座12通过偏摆轴131与偏摆座13相连，滚轮座12穿设有滚轮主轴111，滚轮主轴111的上套设有深沟球轴承112，其中滚轮主轴111的表面间距套设有3组深沟球轴承112，滚轮主轴111与滚轮11可拆卸相连。每一个滚轮主轴111采用3组深沟球轴承112，从而实现滚轮主轴111的精密回转，使两滚轮11的径向与端面跳动减小到了0.01mm，这样对航空螺栓4圆弧滚压的精度影响显而易见。

本实施例中，作为优选，偏摆座13上还设有自适应复位弹簧132，自适应复位弹簧132一端固定在偏摆座13上，另一端与滚轮座12的底部相抵靠，自适应复位弹簧132用于实现滚轮座12的自动复位。

本实施例中，作为优选，滚压装置还包括用于调节两组偏摆座13之间间距的间距调节机构，间距调节机构包括凸轮机构141和调节螺杆142，凸轮机构141设于两个偏摆座13之间，每一个偏摆座13穿设有一个调节螺杆142，两个调节螺杆142对称分布在凸轮机构141的两侧，每个调节螺杆142一端抵靠凸轮机构141，另一端设有用于转动调节螺杆的锁紧旋钮1421，凸轮机构141上设有转动刻度，通过转动凸轮机构141和调节螺杆142改变两个滚轮11之间的间距，从而能使两轮圆角滚压强化机适用于不同规格的航空螺栓4，其调节过程为：通过锁紧旋钮1421松开调节螺杆142，转动凸轮机构141，通过锁紧旋钮1421转动调节螺杆142，使调节螺杆142抵靠凸轮机构141。

本实施例中，作为优选，回转驱动头装置包括驱动电机，回转驱动头31和下压气缸32，下压气缸32与回转驱动头31相连，回转驱动头31与驱动电机相连，在滚压时，下压气缸32下降，带动回转驱动头31下压并抵触到航空螺栓4的顶部并凭借回转驱动头31与航空螺栓4的顶部之间的静摩擦力带动航空螺栓4旋转。

本实施例中，作为优选，回转驱动头装置还包括下压力传感器34和机械调整螺母35，下压力传感器34用于采集航空螺栓4与两滚轮11之间的压力值，通过控制系统来调节回转驱动头31与滚轮11之间的垂直距离，机械调整螺母35用于调整下压气缸32的初始位置下压行程。

本实施例中，作为优选，上料转送装置包括振动盘和与振动盘相连的转送通道，转送通道上设有下料孔212，上料定位装置包括推料导轨221、推料定位装置和辅助定位装置，推料导轨221与转送通道相连通，推料导轨221上还设有用于垂直方向限位的压板，推料定位装置包括推料气缸2211和与推料气缸2211相连的定位块2212，用于将航空螺栓4推送至两个滚轮11之间，辅助定位装置位于推料定位装置的对应侧，包括辅助顶料气缸2221和与辅助顶料气缸2221的相连的辅助顶料杆2222，用于从推料定位装置的相反的方向与推料定位装置将航空螺栓4定位于两个滚轮11中间位置，辅助定位装置还设有辅助顶料气缸2221的位置调整旋钮22211以及辅助顶料气缸2221的位置锁紧手柄22212。

其工作原理为：将航空螺栓4置于振动盘中，航空螺栓4通过转料通道进入上料孔212，辅助顶料气缸2221动作，辅助顶料杆2222在辅助顶料气缸2221的作用下推进并定位在两个滚轮11的中间，推料气缸2211动作，在推料气缸2211动作下，定位块2212推动航空螺栓4沿推料导轨221向两个滚轮11的中间方向推进，当航空螺栓4到达两个滚轮11的中间时，由于辅助顶料杆2222的阻挡作用，航空螺栓4就定位在两个滚轮11的中间(回转驱动头31与航空螺栓4同轴线)，此时，回转驱动头31在下压气缸32的驱动下下压，当回转驱动头31抵靠到航空螺栓4的顶部并产生静摩擦力并驱动航空螺栓4旋转时，辅助定位装置的辅助顶料杆2222和推料定位装置的定位块2212撤回，航空螺栓4继续旋转，航空螺栓4的旋转，带动两个滚轮11的旋转，两个旋转中的滚轮11对航空螺栓4进行圆角滚压，滚压完成后，回转驱动头31上升，脱离航空螺栓4，航空螺栓4失去了回转驱动头31对其的静摩擦力，被旋转中两个滚轮11甩出，出料，从而完成整个滚压过程。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于螺栓强化滚压的两轮圆角滚压强化机，所述圆角滚压强化机包括机架，所述机架上设有上料装置、滚压装置、回转驱动头装置和控制系统，所述上料装置包括用于转送所述螺栓的上料转送装置，所述回转驱动头装置用于驱动所述螺栓的旋转，所述滚压装置用于对旋转中的螺栓进行圆角强化滚压，其特征在于：所述滚压装置包括间距可调且对称设置的两个滚轮，所述上料装置还包括上料定位装置，所述上料定位装置用于将所述上料转送装置转送过来的所述螺栓定位在两个所述滚轮中间，所述回转驱动头装置对定位的螺栓进行驱动旋转，两个所述滚轮随动旋转中的螺栓对所述螺栓进行圆角强化滚压。

2.根据权利要求1所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：所述滚压装置还包括两组滚轮偏摆组件，每一个所述滚轮连有一组滚轮偏摆组件，所述滚轮偏摆组件用于调节滚轮与所述螺栓的接触角度，所述滚轮偏摆组件包括滚轮座和偏摆座，所述偏摆座上设有偏摆轴，所述滚轮座通过所述偏摆轴与偏摆座相连，所述滚轮座穿设有滚轮主轴，所述滚轮主轴的上套设有轴承，所述滚轮主轴的一端与所述滚轮相连。

3.根据权利要求2所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：所述偏摆座上还设有自适应复位弹簧，所述自适应复位弹簧一端固定在偏摆座上，另一端与所述滚轮座的底部相抵靠。

4.根据权利要求2所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：所述滚压装置还包括用于调节两组偏摆座之间间距的间距调节机构，所述间距调节机构包括凸轮机构和调节螺杆，所述凸轮机构设于两个所述偏摆座之间，每一个所述偏摆座穿设有一个调节螺杆，两个所述调节螺杆对称分布在所述凸轮机构的两侧，且分别抵靠所述凸轮机构，通过转动所述凸轮机构和所述螺杆改变两个滚轮之间的间距。

5.根据权利要求1所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：所述回转驱动头装置包括驱动电机，回转驱动头和下压气缸，所述下压气缸与回转驱动头相连，所述回转驱动头与驱动电机相连，在滚压时，所述下压气缸下降，带动所述回转驱动头下压，并抵触到所述螺栓的顶部带动螺栓旋转。

6.根据权利要求1所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：回转驱动头装置还包括下压力传感器和机械调整螺母，所述下压力传感器用于采集螺栓与两滚轮之间的压力值，通过控制系统来调节回转驱动头与滚轮之间的垂直距离，所述机械调整螺母用于调整下压气缸的初始位置下压行程。

7.根据权利要求1所述的两轮圆角滚压强化机，其特征在于：所述上料转送装置包括振动盘和与所述振动盘相连的转送通道，所述上料定位装置包括推料导轨、推料定位装置和辅助定位装置，所述推料导轨与所述转送通道相连通，所述推料定位装置包括推料气缸和与所述推料气缸相连的定位块，用于将所述螺栓推送至两个所述滚轮之间，所述辅助定位装置位于所述推料定位装置的对应侧，包括辅助顶料气缸和与辅助顶料气缸的相连的辅助顶料杆，用于从所述推料定位装置的相反的方向与所述推料定位装置将所述螺栓定位于两个所述滚轮中间位置。

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