CN85106448A - 多工位成型机 - Google Patents

Abstract

成型机包括装料位置(P₁)，卸料位置(P₂)，第一工作位置(S₁)，转向工作位置(S_T)和第二工作位置(S₂)沿着工件流程在装料和卸料位置之间纵向依次间隔放置，每一工作位置包括一可转动主轴(40、42)和一带有工件支承架(48、50)的尾座(44、46)，沿着流程的横方向滑向主轴，传送机构(100)和夹持器依次将工件传送到位，第一和第二对成型刀具(20、22)；配合工作位置(S₁、S₂)纵向同步滑动，与工件啮合。转向位置(S_T)可使工件相对端部，用成型工具成型。

Description

本项发明有关于工件的滚压成形机，利用加压使成对的滑动刀具即齿条与可转动地支撑在它们之间的工件啮合。

Drader美国专利3015243，1962年6月2日期刊揭示了一台机器，用以在圆柱实心轴上刻出花键，其中轴可转动地支撑在单一机头座和尾架上，而第一和第二滑动齿形齿条滑过轴的相对两侧，用压力与它接触，用滚压方式在轴的四周形成带齿零件。

其它一些阐述相似的滚压成形机的专利有McCardell美国专利3062077，1962年11月6日公布，美国专利3115052，1963年12月24日公布，美国专利3183697，1965年5月18日公布，美国专利3267582，1966年8月23日公布和美国专利3566652，1971年3月2日公布。

其它与类似滚压成形机有关的专利，包括Miller美国专利3827280，1974年8月6日公布;美国专利3857273，1974年12月31日公布和美国专利3902349，1975年9月2日公布。

滚压成形机利用一对可滑动齿形齿条配合一可转动齿状心轴在一个环状或管状工件的四周制出齿形，阐述于下述专利中McCardell美国专利3214751，1965年11月2日公布。Killop美国专利3982415，1978年9月28日公布，Killop美国专利4028922，1977年6月14日公布，Jungesjo美国专利4155237，1979年5月22日公布和Hooker美国专利1510889，1924年10月7日公布。

本项发明设想用一台机器在工件外围加工出花键、齿轮齿、细齿、槽或其他形状。该机器包括：一个用以可转动地支承一个第一工件的第一工作位置;用以可转动地支承一个第二工件的一个第二工作位置;两个工作位置沿一个方向间隔放置，即沿着机座的纵向。第一对和第二对有间距的，相对着的成形刀具，间隔一段距离放置在同一方向上，与相应的第一和第二工作位置配合，在那里将各自的第一和第二工件滚压成形，成形刀具可在此方向上同步滑动，用压力与相应的可滚动地支承在第一和第二工作位置上的工件啮合;使第一对和第二对成形刀具同步滑动的装置;和将工件定位于第一和第二工作位置间的装置。

在一个推荐实施例中，至少工作位置的主轴，工作位置的尾架或工件定位装置中的一个装置是可以横向移动的，以将第一和第二工件放置在相对着的成形刀具之间的相应工作位置上。在另一个推荐实施例中，工件定位装置按增量移动工件，依次将工件从一个装料位置送到第一工作位置，送到第二工作位置，然后送到一个卸料位置。

在本项发明的一个典型工作实施例中，机器包括一个在其一端的工件装料位置;在其另一端的一个工件卸料位置;一个第一工作位置;将工件重新空向的转向位置;和一个第二工作位置，沿着纵向间隔放置，並依次通过两端间的工件流程;一个上架着的工件传送装置;具有多个传送杆件。用一个按纵向往复的增量即冲程，沿着工件流程移动，相对于装料位置，工作位置，转向位置，第二工作位置和卸料位置，可垂直移动的复合滑座部件将工件依次沿着流程从一个位置传送到另一位置。各工作位置上的尾架是装在横向滑座上並包括一个工件支承座，工件是通过上架着的传送杆件放置在支承座内的。工件由横向尾架滑座运动而运送到相关的主轴。尾架和主轴通过园锥状的或类似凸轮状的端部的凸轮作用，从支座处把工件从支承座中提起，尾架和主轴可转动地横向支承其间的工件。

最好当工件未被滚压成形时，装料位置，第一尾架，转向位置，第二尾架和卸料位置是沿一纵向路径即沿一条纵向线的，而上架着的传送装置是可纵向移动的，因而按移动增量或冲程依序将工件从一处传送到另一处。第一和第二主轴通常最好安装在一个纵向路径即纵向线上，前面提到的纵向路径即直线通常是互相平行地间隔开，成形刀具在其间可纵向滑动。当一个工件放入在第一和第二尾架的工件支承座中时，尾架横向滑向相关的主轴並可转动地支撑工件，在相关的成对成形刀具之间冷加工成形，成形后从主轴处滑出，回到原来的纵向成一直线位置，使工件的传送装置将已成形的工件送到下一工作位置。

机器的转向位置可允许工件重新定位，故工件另一端可用相关的第一对和第二对成形刀具在各自第一和第二工作位置上加工成形。

本项发明的机器可高效率地生产带链槽的、细齿的、凹槽的、螺纹的、分级直径的和其它形状的工件。

现通过例子对本项发明作阐述，並请参照附图，其中

图1是本项发明机器的正视图。

图2是本项发明机器的侧视图。

图3是机器的平面视图，不包括工件传送机构。

图4是机器中成形齿条的滑座的正视图。

图5是局部透视图，图示工件可转动地支撑在第一和第二工作部分，图中只画出了下部分成形刀具。

本项发明的一个典型滚形机如图1-5所示。此机器包括一个机头架即主轴架12。具有下部机座12a和上部机座12b用立柱12c连接，还包括一个尾架支承架14，固定地以悬臂形式安装在上机座12b上，如图2所示。下机座12a和上机座12最好是重型刚性结构，规定了一个纵向喉道即通道13，沿机器的长度方向伸展。为了增加机器的刚度，系杆16和18用螺栓将上机座和下机座12b和12a紧固在一起。

参照图2，4和5，第一对和第二对成形齿条即刀具20，22按纵向间隔一段距离固定连接到刀具夹紧板24，26上;24，26各自依次安装在普通的下滑座和上滑座28，30上。端夹板29，31和多个螺栓33，35将刀具对20，22各自固定在刀具夹紧板24，26上。滑座28，30可滑动地安装在导轨32，34上，其自身固定地支撑在下基座12a上，如所看到，每一对成形齿条即刀具20，22包括彼此隔开一定距离的，面对着的下部和上部成形刀具20a、20b和22a，22b。图5中所示成形刀具同时在工件轴端滚压形成花键和凹槽。成形刀具或齿条20，22的间隔开的相对着的二个工作面上具有横向伸展的齿形。以形成花键或齿轮齿或其它特性的工作表面，以形成细齿、凹槽、分级直径和特定用途的其它类似物。

由一个适当的驱动机构（未示出）驱动滑座28，30同步地沿着纵向彼此相对和相背滑动，例如McCardell美国专利3015243和3214951中所述液压活塞和汽缸式驱动机构，其原理在此引入作为参考。特别是活塞和汽缸部件基本上的尺寸相同，与一个普通的液压源相沟通。将一个控制阀放在液压组件和液压源之间，同步驱动和控制两个组件。液压传动组件同时以相同速度偏移滑座28，30，同沿着纵方向但指向相反（图4中左向和右向），相同速度是由于组件的液压联动效应所致。可见每一刀具对20，22的上齿条是按同一纵向滑动的（图4中向左），而每对中的下齿条是按同一纵向滑动但按相反的指向（图4中向右），当然其它已有的滑动驱动装置也可利用来实现滑座28，30同步纵向滑动，並在其上装上刀具对20和22。一个同步齿轮41可转动地安装在立柱12c上並与同步齿条43啮合，齿条43紧固地连接在每一滑座28，30上，以保证它们同步运动。

放在齿条20，22和滑座28，30后面的是第一和第二主轴或机头座40，42如图2和图4所示，每一主轴包括一个锥形轴端40a，42a可转动地安装在连接立柱12c的主轴套40b和42b上，为了达到所要描述的目的。可以看出转动轴一般是与纵向通道13的横向即垂直方向和齿条运动方向对准的，而主轴41，42是隔开一定间距按通道13的纵向放置，沿着纵向路径即直线L_S，同时可见同步齿轮41是沿纵向放置在主轴40，42之间。

放置在齿条20，22前和尾座支架14上的滑座28，30前面的是第一和第二尾座44，46，包括与尾座有关的工件支承架48，50。尾座44和有关的支座48是安装在普通滑座54上，相对于纵向通道13、刀具运动方向、路径L_S，尾座可以按横向滑动。类似地，尾座46与相关的支承架50是安装在普通滑座56上相对于通道13和齿条运动的横向可滑动，滑座54，56在横向导轨55，57中可滑动。

每一尾座44，46包括一个锥形轴端44a，46a，可转动地安装在尾座套44b，46b中，並具有可转动轴，基本与相隔一定距离的对面放着的主轴40a、42a同轴。每一个工件支承架48，50包括支座48a，50a，带有一个细长的支承架48b，50b，在其上表面上有一“U”字形槽口，用来放置和支持轴类工件W，如所看到装在支承架48，50上的工件纵向转动轴是沿着相对于通道13和齿条运动的横方向的。

尾座和工件支承滑座54，56，通过安装在支承架14上的普通的液压缸，图上标作60和62，滑向並滑离各自的第一和第二主轴40，42。

总起来讲，主轴40和带有工件支承架48的尾座44组成了第一工作位置S₁;而主轴42和带有工件支承架50的尾座46组成了第二工作位置S₂，S₁和S₂沿纵向路径或直线L_T间隔一段距离放置在纵方向上。主轴和尾座轴的转动轴一般是横向的或垂直于纵向路径或直线L_S和L_T的，L_S和L_T一般是平行的。

在机器的前面位于尾座44，46之间是一个“闲置”位置S_I，包括固定于下机座12a上的一托架60和工件支承架62相类似于上述工件支承架48或50（即其顶部有一细长横向U形槽口）和一个转向位置S_T，包括一个底座66可转动地安装在下底座12a、工件支承架68安装在底座66上同时可以转动，类似于上述那些工件的支承架48或58。为所述目的用一个适合的常用分度器72（图上未示出），将转动底座66和工件支承件68转过180°。

机器的相对的邻近两端80，82放置一个倾斜的工件装料斜槽84和一个倾斜的工件卸料或卸件斜槽86中，两者一般都通过通道13纵向伸展。多个工件被装入在装料斜槽84中，並用一个适当的挡块88将工件挡住在一个捡起位置P₁，构成一个装料位置。工件被压成形並传送到卸料位置P₂，在卸料槽86构成一个卸料位置安置在斜槽86中。斜槽84，86用托架90，92紧固在端柱94，96，94，96连接在下基座12a和上机座12b上。

从图1可见，装料斜槽84的捡起位置P₁的横向轴线，第一工作位置S₁的尾座轴线A₁，转向位置S_T的轴线A_T，“闲置”位置S_I的轴线A_I，第二工作位置S₂和尾座轴线A₂、和卸料槽86的卸料位置P₂的横向轴线按着纵向隔一定距离放置的，依次沿线L_T，穿过机器的前面，共同规定了一个工件流程，一般是沿纵向从端80到端82穿过机器。

工件由上架着的传送机构100沿着工件流程传送。机构100装在一个独立的支承杆件102上，固定的连接上机座12b的前面，如图2所示。上架的传送机构100是从杆件102处悬臂式伸出，其中安装着一对沿着纵向间隔一段距离的平行滑杆110和一个可滑动地装在其上的滑块112，用以作纵向运动。一横向即垂直方向的滑块116可滑动地安装在一对间隔着一段距离的平行的横向地即垂直向地延伸的滑杆114上。

纵向滑块112通过一个安装在与支承件102相连的支撑板123上液压缸120和活塞121引起纵向往复运动，而横向滑块116通过滑块112上的托架127安装的液压缸122和活塞125引起垂直方向上的运动。当然其它现有的组合滑动机构也可用作滑动机构。

可垂直地移动的横向滑块116携带着固连在其上的纵向元件130作移动，而沿着纵向元件130纵向间隔放置的是工件夹持器132，每个夹持器有一对相对着的夹钳132a，适宜于夹紧或放松一个园柱形工件轴W。夹持器132是由装在元件130上的独用的液压缸134驱动开启或闭合的。从图1可见，这些夹持器132沿纵向间隔放置，所间隔的距离与装料槽84处的捡起位置P₁、工件支承件48，50，62和68的“U”形槽口、卸料槽86处的卸料位置P₂之间距离相一致。同时还可看到，这些夹持器132在液压缸120和纵向滑块112滑动或动作时，借助纵向元件一致作纵向移动，而当横向滑块116由液压缸122驱动时一致作垂直移动。液压缸120的往复冲程对图1说来是向右和向左，从图1可见实质上等于捡起位置P₁、工件支承架48，50，62和68的“U”形槽口以及卸料位置P₂之间的纵向间距。

工件轴W的第一和第二两端滚压成形的一种操作方式为，通过液压缸120的一个从捡起位置P₁向右的冲程通过纵向元件130必要的垂直运动，並通过由各自液压缸122和134使夹持器132开启和闭合，在捡拾位置P₁用夹持器132-＃1将工件W拾起並放置在工件支承架48中。然后尾座和工件滑座54滑向第一主轴40。当尾座接近主轴时，锥形轴端40a，44a，在工件两端的相似形状的锥口孔中自动对中，用凸轮带动在支承座上的工件脱离出“U”形槽口，可转动地支撑工件。其中放置在位的工件内侧用齿条20，22啮合，当齿条20，22滑过时用压力啮合。每对上齿条沿着同一纵方向、每对下齿条沿着同一纵方向，但是下齿条与上齿条作相对方向的滑动，对图4说来，下齿条纵向向右，而上齿条纵向向左。在工件轴的内侧端成形之后尾座54回复到其在机器前面原先的位置上。工件带着已成形的内侧端，在滑座54从主轴40移走时落入尾架滑座54上的支承件的U形槽口内。在此同时夹持器通过液压缸120的一个冲程，对图1来说是向左冲程，回复到图1所示位置，而成形刀具20，22处于其原始起动位置。在工作位置S₁的尾座回复到原先位置后，装料槽84中一个第二工件在位置P₁上由夹持器132-＃1拾起，同时夹持器132-＃2在工作位置S₃将第一工件拾起。液压缸120的向右冲程使滑块112和纵向元件130配合一致将第一工件移动到转向位置S_T，第二工件移动到工作位置S₁，在转向位置S_T，第一工件被旋转180°，将未成形端放置在向着机器的后面，随着用成形刀具22在工作位盘S₂加工成形。在工作位置S₁，重复上面所述形成第一工件的内侧端的次序，形成第二工件轴的内侧端。将很清楚地看到，纵向滑块112的动作次序和垂直运动，使夹持器132重复开启和闭合，使第一工件接着用夹持器132-＃3放置在“闲置”位置S_I，然后用夹持器132-＃4放置在工作位置S₂上，加工成形另一个未成形端，並最终由夹持器132-＃5放入到卸料槽86中。当然在此顺序期间，第二工件依次到转向位置S_T，“闲置”位置S_I和工作位置S₂。接着第三、第四和其它工件以同样的方式依次连续沿着该机器的工件流程行进，当以这种方式连续操作时，典型地总有一个工件在这种操作的一个位置上。

当然，可以采用机器的其它操作方式，尤其是对于只需对工件的一端加工成形的情况。

上述滑座运动、夹持器运动和刀具运动都是由普通程序控制器150通过控制板152控制的。

机器的前面装有一个透明护罩160，如图2所示。

在上面叙述中和下面权利要求中所用的，第一对和第二对成形刀具可以沿一方向移动的叙述，意指刀具对是沿总的相同的方向移动的，例如纵向，如第一和第二工作位置间隔放置的排列方向，尽管从上面叙述中可以清楚地看到，在每一对刀具中的单独刀具（如上刀具或下刀具）可以相对于另一个刀具在相反方向移动，如向左和向右或者彼此可相向或背向移动。

Claims (12)

1、一台用作工件成形的机器包括：一个机座；一个第一工作位置用于可转动地支承第一工件；和一个用于可转动地支承第二工件的第二工作位置；第一和第二工作位置是沿着一个方向间隔放置在所述机座上的，第一对和第二对有间隔，相对着的成形刀具，配合相应的第一和第二工作位置沿所述方向间隔一段距离放置在机座上，实质上在所述方向上可同步滑动，与可转动地各自支撑在上述相应工作位置上的，相应的第一和第二工件相啮合；使第一和第二对成形刀具事实上同步滑动的装置；和用以将第一和第二工件放置在相应工作位置上的工件传送装置。

2、权利要求1所述机器，包括一个装料位置;所述第一工作位置;所述第二工作位置和一个卸料位置;沿纵向依次间隔放置在机座上。

3、一台用作工件成形的机器包括，一个机座;一个装料位置;用于可转动地支撑一个第一工件的第一工作位置;工件转向位置;用于可转动地支撑一个第二工件的第二工作位置和一个卸料位置;按一个方向间隔放置在机座上，第一和第二对有间距，相对着的成形刀具配合相应的第一和第二工作位置沿所述方向间隔放置在机座上，实质沿所述方向可同步滑动，与可转动地支撑在上述相应工作位置上的相应的第一和第二工件相啮合，使第一对和第二对成形刀具事实上同步滑动的装置，和工件传送装置;沿所述方向相对于各工作位置可作移动，並且具有多个工件夹持器，依次将工件从装料位置移到第一工作位置，第二工作位置和卸料装置。

4、一台用作工件滚动成形的机器包括一个机座，第一和第二工作位置沿一方向间隔放置在机座上。所述第一和第二工作位置各包括一个可转动地安装在机座上的主轴，具有一转动轴通常横向于所述工作位置间隔方向和一尾座用一个通常为横向的转动轴可转动地安装在机座上，实质上是与用来可转动地支承工件的各自的主轴同轴，通常与所述方向横切，一个第一和第二对有间距相对着的成形刀具，配合所述第一和第二工作位置，在所述方向上相隔一段距离放置在机座上。在所述方向上作实质上的同步滑动，可滑动地安装在机座上，与可转动地支撑在相应工作位置上的第一和第二工件啮合，使所述第一和第二对成形刀具在所述方向上实质上作同步滑动，与相应的第一和第二工件啮合的装置;在第一和第二工作位置，将工件放置在主轴和尾座之间的装置;至少所述第一和第二工作位置的主轴、所述第一和第二工作位置的尾座和工件放置装置中的一个是可沿着所述第一和第二工作位置间隔方向的横向移动，将第一和第二工件放置在相应的第一和第二工作位置上的，相应的第一和第二对成形刀具之间，当成形刀具滑动时进行啮合。

5、权利要求4中所述机器，其中所述第一和第二工作位置的主轴是沿着所述方向间隔排列的，固定地装在机座上，所述第一和第二工作位置的尾座对着相应的主轴是横向可移动的，以便可转动地将工件支撑在其间及位于所述第一和第二对成形刀具之间。

6、权利要求5所述机器，其中当尾架远离相应的主轴时，工件定位装置在所述方向上是可移动的，它将从第一工作位置的尾座移动到第二工作位置的尾座。

7、用作工件成形的滚形机包括一个机座，第一和第二可转动的主轴沿着第一纵向路径纵向间隔放置在机座上，有一个主轴转动轴与第一纵向路径横置，一个装料位置，第一和第二可转动尾座和一个卸料位置沿着一个通常与第一纵向路径平行的第二纵向路径，纵向间隔放置在机座上，所述第一和第二尾座是纵向间隔放置，面对相应的主轴，並且尾座的转动轴通常是与相应的主轴的转动轴同轴的，第一和第二横向滑动装置，用于可滑动地安装相应的尾座，从第二纵向路径向着相应的主轴作横向运动，将工件可转动地支承在其之间;第一和第二对成形刀具纵向间隔放置並可纵向地实质上同步地滑动，与可转动地支承在上述第一主轴和尾座之间第二主轴和尾座之间的第一和第二工件啮合，使与第一和第二工件啮合的第一和第二对成形刀具大体上同步滑动的装置，和工件传送装置沿着第二纵向路径移动並有多个工件夹持器，依次将工件从装料位置传送到第一工作位置，第二工作位置和卸料位置。

8、权利要求7中所述机器其中包括一个工件转向位置，沿着第二纵向路径在第一和第二尾座之间，用以旋转工件。

9、权利要求7中所述机器其中包括一个工件“闲置”位置沿着第二纵向路径，置于第一和第二尾座之间。

10、权利要求7中所述机器其中装料位置由一个在工件装料槽中组成的捡起位置和一个在工件卸料槽中组成的一个卸料位置。

11、权利要求7中所述机器其中工件传送装置包括一个上架着的纵向杆件，具有所述工件夹持器沿纵向间隔放置，机座上的一个复合滑动组件，可滑动地支承纵向元件沿着第二纵向路径按增量作纵向运动，相对于装料位置第一和第二尾座和卸料位置作垂直运动，以及使复合滑座组件运动的液压缸装置。

12、权利要求7中所述机器包括第一和第二纵向刀具滑座，每一第一和第二对成形刀具有一个成形刀具是装在第一纵向滑座上并且纵向间隔放置，每一第一和第二对成形刀具中的另一个成形刀具是安装在第二纵向滑座上纵向间隔放置的，所述第一和第二纵向滑座是可纵向移动的，彼此可相向或背向移动。

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