CN109622830B - 一种平衡式滚丝辅助用定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚丝机定位装置，尤其是一种平衡式滚丝辅助用定位装置，包括前定位滚轮；前定位板的顶部对称装有前定位滚轮；后定位板的顶部对称装有后定位滚轮；后定位板滑动安装在后支撑板上，且后定位板沿竖直方向上下滑动；前定位板和后支撑板分别固定在滑动板的两端；弹性件安装在后定位板与滑动板之间；底板水平设置，底板上滑动装有滑动板；工件放置在前定位滚轮和后定位滚轮上，工件的轴线与底板平行。该装置能够提供自适应的反向作用力，进行柔性控制，有效控制工件滚螺纹时的尾部的摆动，减小工件的轴线与三轴滚丝机的轴线的偏移量，提高滚出的外螺纹的外观质量，使牙型尺寸稳定，减小对滚丝轮的损伤，生产效率高。

Description

一种平衡式滚丝辅助用定位装置

技术领域

本发明涉及一种滚丝机定位装置，尤其是一种平衡式滚丝辅助用定位装置。

背景技术

三轴滚丝机主要用于滚压薄壁类轴头外螺纹，由于没有配套的定位装置，因此采用双轴式滚丝机用的工装来辅助定位工件，使用过程中发现滚出的螺纹外观质量和牙型尺寸均不稳定，而且滚丝轮损伤严重，严重影响了生产效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能够提供自适应的反向作用力，进行柔性控制，有效控制工件滚螺纹时的尾部的摆动，减小工件的轴线与三轴滚丝机的轴线的偏移量，提高滚出的外螺纹的外观质量，使牙型尺寸稳定，减小对滚丝轮的损伤，生产效率高的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，具体技术方案为：

一种平衡式滚丝辅助用定位装置，包括前定位滚轮；前定位板，所述前定位板的顶部对称装有前定位滚轮；后定位滚轮；后定位板，所述后定位板的顶部对称装有后定位滚轮；后支撑板，所述后定位板滑动安装在后支撑板上，且后定位板沿竖直方向上下滑动；滑动板，所述前定位板和后支撑板分别固定在滑动板的两端；弹性件，所述弹性件安装在后定位板与滑动板之间；及底板，所述底板水平设置，底板上滑动装有滑动板；工件放置在前定位滚轮和后定位滚轮上，工件的轴线与底板平行。

优选的，所述后定位板的中心设高度定位孔，所述高度定位孔为腰形孔；还包括前挡板，所述前挡板固定在后支撑板上，前挡板的中心设有螺母固定槽，螺母固定槽为腰形槽，螺母固定槽的底部设有腰形的通孔；侧挡板，所述侧挡板对称固定在前挡板的两侧；后挡板，所述后挡板固定在侧挡板上，所述后挡板的中心设有螺钉定位孔，所述螺钉定位孔为腰形孔，且螺钉定位孔与螺母固定槽相对应；底挡板，所述底挡板固定在前挡板、侧挡板和后挡板的底部；

定位螺母，所述定位螺母安装在螺母固定槽中；及定位螺钉，所述定位螺钉插螺钉定位孔中，并与定位螺母连接；所述前挡板、侧挡板和后挡板形成滑动槽，所述后定位板滑动插在滑动槽内，所述定位螺钉穿过后定位板的高度定位孔；所述弹性件位于底挡板与后定位板之间。

优选的，所述侧挡板上设有滚轮孔A，且滚轮孔A不少于两个；还包括滚轮轴A，所述滚轮轴A固定在滚轮孔A中；及侧滚轮，所述侧滚轮转动安装在滚轮轴A上，侧滚轮分别压在后定位板的两侧。

优选的，所述后定位板的一端设有滚轮孔B，滚轮孔B为通孔，滚轮孔B不少于四个，且对称设置在后定位板的一端；还包括滚轮轴B，所述滚轮轴B固定在滚轮孔B中，且每个滚轮孔B中设有两个滚轮轴B，两个滚轮轴B并列设置，且分别位于后定位板的两端；及升降滚轮，所述升降滚轮分别转动安装在滚轮轴B上，升降滚轮分别压在前挡板和后挡板上。

优选的，所述后支撑板上设有高度调节孔，所述高度调节孔为腰形孔，高度调节孔通过螺栓与前挡板连接；还包括前支撑板，所前支撑板上设有前固定孔，所述前支撑板固定在滑动板上；所述前定位板上设有前调节孔，所述前调节孔为腰形孔，前调节孔通过螺栓固定在前支撑板的前固定孔上。

优选的，所述弹性件为圆柱螺旋弹簧或氮气弹簧。

优选的，还包括端面定位滚轮，端面定位滚轮压紧在工件的后端面；及后定位座，所述后定位座上装有端面定位滚轮，后定位座固定在后支撑板上。

优选的，两个前定位滚轮与工件的轴线的夹角为90°；两个后定位滚轮与工件的轴线的夹角为90°。

优选的，还包括直线导轨，所述直线导轨固定在底板上；及滑块，所述滑块固定在滑动板的底部，滑块滑动安装在直线导轨上。

优选的，还包括限位装置，所述限位装置包括限位座，所述限位座设两个，所述限位座固定在底板上，且限位座沿滑动板滑动的方向设置；及限位块，所述限位块固定在滑动板的底部，且位于两个限位座之间。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种平衡式滚丝辅助用定位装置能够提供自适应的反向作用力，进行柔性控制，有效控制工件滚螺纹时的尾部的摆动，减小工件的轴线与三轴滚丝机的轴线的偏移量，提高滚出的外螺纹的外观质量，使牙型尺寸稳定，减小对滚丝轮的损伤，生产效率高。

附图说明

图1是一种平衡式滚丝辅助用定位装置装有工件的结构示意图；

图2是一种平衡式滚丝辅助用定位装置的轴测结构示意图；

图3是一种平衡式滚丝辅助用定位装置正视图；

图4是后定位板、前挡板、后挡板、侧挡板、底挡板和弹性件的***结构示意图；

图5是前挡板的结构示意；

图6是后定位板沿滚轮孔B处的剖面结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1至图3所示，一种平衡式滚丝辅助用定位装置，包括前定位滚轮20；前定位板21，所述前定位板21的顶部对称装有前定位滚轮20；后定位滚轮30；后定位板31，所述后定位板31的顶部对称装有后定位滚轮30；后支撑板32，所述后定位板31滑动安装在后支撑板32上，且后定位板31沿竖直方向上下滑动；滑动板15，所述前定位板21和后支撑板32分别固定在滑动板15的两端；弹性件35，所述弹性件35安装在后定位板31与滑动板15之间；及底板10，所述底板10水平设置，底板10上滑动装有滑动板15；工件91放置在前定位滚轮20和后定位滚轮30上，工件91的轴线与底板10平行。

具体的，前定位滚轮20安装在前轴承上，前轴承安装在前滚轮轴23上，前滚轮轴23对称固定在前定位板21的顶部。前滚轮轴23为阶梯轴，前滚轮轴23的端部装有卡簧，卡簧和前滚轮轴23的轴肩防止前轴承轴向窜动，限定前定位滚轮20的位置。前定位板21为对称结构，前定位板21的顶部设有避位槽A211，且避位槽A211位于前定位板21的中心，避位槽A211防止前定位板21与工件91发生干涉。前定位滚轮20托起工件91前端的圆柱体。

后定位滚轮30安装在后轴承上，后轴承安装在后滚轮轴33上，后滚轮轴33对称固定在后定位板31的顶部。后滚轮轴33为阶梯轴，后滚轮轴33的端部装有卡簧，卡簧和后滚轮轴33的轴肩防止后轴承轴向窜动，限定后定位滚轮30的位置。后定位板31为对称结构，后定位板31的顶部设有避位槽B313，且避位槽B313位于后定位板31的中心，避位槽B313防止后定位板31与工件91发生干涉。后定位滚轮30托起工件91后端的圆柱体。

前定位滚轮20和后定位滚轮30选用高合金冷做工具钢，材料淬火、回火硬度HRC60-65，表面粗糙度Ra0.25，前定位滚轮20和后定位滚轮30与前轴承和后轴承的装配间隙均为0.02～0.05mm，同轴度、圆度不超过0.02 mm。

进一步的，如图4、图5和图6所示，所述后定位板31的中心设高度定位孔311，所述高度定位孔311为腰形孔；还包括前挡板41，所述前挡板41固定在后支撑板32上，前挡板41的中心设有螺母固定槽412，螺母固定槽412为腰形槽，螺母固定槽412的底部设有腰形的通孔；侧挡板43，所述侧挡板43对称固定在前挡板41的两侧；后挡板42，所述后挡板42固定在侧挡板43上，所述后挡板42的中心设有螺钉定位孔421，所述螺钉定位孔421为腰形孔，且螺钉定位孔421与螺母固定槽412相对应；底挡板45，所述底挡板45固定在前挡板41、侧挡板43和后挡板42的底部；定位螺母，所述定位螺母安装在螺母固定槽412中；及定位螺钉，所述定位螺钉插螺钉定位孔421中，并与定位螺母连接；所述前挡板41、侧挡板43和后挡板42形成滑动槽，所述后定位板31滑动插在滑动槽内，所述定位螺钉穿过后定位板31的高度定位孔311；所述弹性件35位于底挡板45与后定位板31之间。

所述后支撑板32上设有高度调节孔321，所述高度调节孔321为腰形孔，高度调节孔321通过螺栓与前挡板41连接。

还包括前支撑板22，所前支撑板22上设有前固定孔，所述前支撑板22固定在滑动板15上；

所述前定位板21上设有前调节孔211，所述前调节孔211为腰形孔，前调节孔211通过螺栓固定在前支撑板22的前固定孔上。

所述弹性件35为圆柱螺旋弹簧或氮气弹簧。

具体的，前挡板41为矩形板，且为对称结构，前挡板41的两端设有四个螺纹孔，螺纹孔上装有螺栓，螺栓将前挡板41固定在后支撑板32上。前挡板41远离后支撑板32的一面对称设有两个定位槽411，且定位槽411位于前挡板41的两端，定位槽411竖直设置。侧挡板43固定在定位槽411内，定位槽411使侧挡板43安装的时候能够保持良好的垂直度和平行度，并能控制两个侧挡板43之间的间距，使后定位板31能够顺畅的上下滑动，且左右位置固定，不发生位置偏移。前挡板41、侧挡板43和后挡板42通过螺栓组件固定在一起。后定位板31与前挡板41、后挡板42和侧挡板43之间的间隙为0.05～0.10mm，间隙方便后定位板31上下滑动，间隙过大会导致后定位板31发生晃动，从而导致工件91的位置发生偏移，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线不在同一轴线上。前挡板41、后挡板42和侧挡板43均采用SKD61材料制作，材料淬火、回火硬度HRC50～55，表面粗糙度Ra2.5。表面硬度较高耐摩擦，能够提高使用寿命，粗糙度低摩擦力小，后定位板31上下滑动顺畅。

定位螺母可以采用标准件六角螺母或四角螺母，定位螺母可以沿螺母固定槽412上下滑动，从而调整位置。定位螺母与定位螺钉配合限制后定位板31的高度，即定位螺钉拧紧在定位螺母上，从而使后定位板31上升的高度限定。由于定位螺母位于后支撑板32与前挡板41之间，因此通过螺母固定槽412限制定位螺母转动，从而方便拧紧定位螺钉。通过调整定位螺钉的高度来调整后定位板31的高度和弹力。后定位板31在弹性件35的作用下保持在最高位置。由于后定位板31需要一定的向上的力，如果没有定位螺钉，后定位板31的高度就会变高，导致工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线不在同一轴线上，并且弹力无法控制，定位螺钉主要用于调整弹性件35的弹力，使后定位滚轮30在工件91后端摆动时能够提供合适的力约束工件91的摆动，进行柔性控制，从而实现工件91加工时的平衡。

前调节孔211对称设置在前定位板21的两侧，且每侧设有两个，并沿竖直方向设置。前支撑板22上的前固定孔设有四个，前固定孔分别与前调节孔211相对应，前调节孔211用于调整前定位滚轮20的位置，从而方便调整前定位滚轮20的高度，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线重合。后支撑板32上的高度调节孔321和前定位板21上的前调节孔211用于调整后定位滚轮30和前定位滚轮20的高度，从而使与工件91的阶梯轴的形状相匹配，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线在同一轴线上。

弹性件35如果采用圆柱螺旋弹簧时，在后定位板31的底部开设弹簧孔，将圆柱螺旋弹簧固定在弹簧孔中。如果弹性件35采用氮气弹簧时，氮气弹簧固定在底挡板45上，氮气弹簧的活塞杆顶在后定位板31的底部。在工件91滚压螺纹时，工件91的尾部容易发生摆动，弹性件35提供弹力，使后定位滚轮30在工件91的尾部摆动时提供一定的反向的约束力，减小工件91的摆动幅度，减小偏心，进行柔性控制，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线在尽量同一轴线上，提高滚出的外螺纹的外观质量，使牙型尺寸稳定，减小对滚丝轮92的损伤。如果后定位滚轮30是固定设置的，在加工过程中工件91的尾部将无法摆动，工件91与滚丝轮92相互挤压，造成外螺纹扭曲，并会严重损伤滚丝轮92，甚至造成薄壁零件的变形。而本实施例通过在工件91的尾部提供具有能够自动变化的反向力来减小工件91尾部的摆动，当工件91的摆动幅度越大反向的弹力越大，工件91的摆动幅度越小反向的弹力越小，实现柔性控制，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线尽量在同一轴线上，提高加工质量，避免损伤滚丝轮92和工件91，从根本上解决了问题，提高了加工效率。

进一步的，两个前定位滚轮20与工件91的轴线的夹角为90°；两个后定位滚轮30与工件91的轴线的夹角为90°。前定位滚轮20和后定位滚轮30的轴线与工件91的轴线的夹角均为90°，夹角过大时容易造成工件91的尾部卡在后定位滚轮30中无法摆动，夹角过小造成后定位滚轮30与工件91的接触过少，无法有效提供反向的作用力。

进一步的，还包括直线导轨11，所述直线导轨11固定在底板10上；及滑块12，所述滑块12固定在滑动板15的底部，滑块12滑动安装在直线导轨11上。

还包括限位装置，所述限位装置包括限位座13，所述限位座13设两个，所述限位座13固定在底板10上，且限位座13沿滑动板15滑动的方向设置；及限位块14，所述限位块14固定在滑动板15的底部，且位于两个限位座13之间。限位座13和限位块14用于限制滑动板15的移动距离，防止碰撞，并能防止滑块12脱落直线导轨11。直线导轨11和滑块12方便将工件91送到滚丝机的滚丝轮92中。

实施例二

在上述实施例的基础上，进一步的，所述侧挡板43上设有滚轮孔A431，且滚轮孔A431不少于两个；还包括滚轮轴A，所述滚轮轴A固定在滚轮孔A431中；及侧滚轮44，所述侧滚轮44分别转动安装在滚轮轴A上，侧滚轮44分别压在后定位板31的两侧。

所述后定位板31的一端设有滚轮孔B312，滚轮孔B312为通孔，滚轮孔B312不少于四个，且对称设置在后定位板31的一端；还包括滚轮轴B，所述滚轮轴B固定在滚轮孔B312中，且每个滚轮孔B312中设有两个滚轮轴B，两个滚轮轴B并列设置，且分别位于后定位板31的两端；及升降滚轮34，所述升降滚轮34分别转动安装在滚轮轴B上，升降滚轮34分别压在前挡板41和后挡板42上。

具体的，滚轮孔A431沿竖直方向设置，侧滚轮44分别压在后定位板31侧面的顶部和底部，保证后定位板31沿竖直方向上下滑动。

由于后定位板31分别与前挡板41、后挡板42和侧挡板43均接触，接触面积较大，粘性较大，容导致后定位板31卡住失效。并且对后定位板31、前挡板41、后挡板42和侧挡板43的加工要求很高，造成加工成本较高，后期维护困难。侧滚轮44和升降滚轮34能够进一步减小后定位板31与前挡板41、后挡板42和侧挡板43之间的摩擦力，使后定位板31上下滑动更加顺畅，能有效保证后定位板31顺畅的沿竖直方向上下滑动，防止发生后定位板31卡住的现象，并能降低加工要求，后期维护方便。

实施例三

在上述实施例一或实施例二的基础上，还包括端面定位滚轮50，端面定位滚轮50压紧在工件91的后端面；及后定位座51，所述后定位座51上装有端面定位滚轮50，后定位座51固定在后支撑板32上。

具体的，后定位座51上设有腰形孔，腰形孔用于调整端面定位滚轮50的位置。端面定位滚轮50水平设置，端面定位滚轮50跟随工件91的端面转动，端面定位滚轮50限制工件91的轴向位置，方便加工和工件91的定位。

工作时，测量工件91的直径，根据三轴滚丝机的轴线高度调整前定位滚轮20和后定位滚轮30的高度，使工件91的轴线与三轴滚丝机的轴线重合，使工件91推入到丝轮正中时，保证轴线位置不变，与滚丝螺纹尺寸要求相符。将工件91放入到前定位滚轮20和后定位滚轮30上，工件91的后端面压在端面滚轮上。滚丝轮92滚丝时，前定位滚轮20使工件91前端保持在滚丝轮92的正中位置，工件91的后端随着前端挤压变形的影响保持适度的、有约束的自由回旋运动，摆动幅度不超过滚丝机相关工艺参数要求，完成滚丝。

本发明具有以下优点：

1、从材料、结构与热处理方式上增强工装自身的钢度，使其在工作中不颤抖、不变形，耐疲劳；

2、后定位滚轮30能够提供自适应的反向作用力，实现柔性控制，有效控制工件91滚螺纹时的尾部的摆动；

3、工件91装取方便、定位迅速、推拉定位准确、加工效率高；

4、提高了滚丝轮92的使用寿命；

5、工件91螺纹牙型光洁度高，优于Ra0.2；牙型尺寸精确，加工长度精度公差≤0.05mm以内，角度公差≤2°；无畸变。

Claims (9)

1.一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，包括

前定位滚轮(20)；

前定位板(21)，所述前定位板(21)的顶部对称装有前定位滚轮(20)；

后定位滚轮(30)；

后定位板(31)，所述后定位板(31)的顶部对称装有后定位滚轮(30)；

后支撑板(32)，所述后定位板(31)滑动安装在后支撑板(32)上，且后定位板(31)沿竖直方向上下滑动；

滑动板(15)，所述前定位板(21)和后支撑板(32)分别固定在滑动板(15)的两端；

弹性件(35)，所述弹性件(35)安装在后定位板(31)与滑动板(15)之间；及

底板(10)，所述底板(10)水平设置，底板(10)上滑动装有滑动板(15)；

工件(91)放置在前定位滚轮(20)和后定位滚轮(30)上，工件(91)的轴线与底板(10)平行；

还包括端面定位滚轮(50)，端面定位滚轮(50)压紧在工件(91)的后端面；及后定位座(51)，所述后定位座(51)上装有端面定位滚轮(50)，后定位座(51)固定在后支撑板(32)上。

2.根据权利要求1所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，

所述后定位板(31)的中心设高度定位孔(311)，所述高度定位孔(311)为腰形孔；还包括

前挡板(41)，所述前挡板(41)固定在后支撑板(32)上，前挡板(41)的中心设有螺母固定槽(412)，螺母固定槽(412)为腰形槽，螺母固定槽(412)的底部设有腰形的通孔；

侧挡板(43)，所述侧挡板(43)对称固定在前挡板(41)的两侧；

后挡板(42)，所述后挡板(42)固定在侧挡板(43)上，所述后挡板(42)的中心设有螺钉定位孔(421)，所述螺钉定位孔(421)为腰形孔，且螺钉定位孔(421)与螺母固定槽(412)相对应；

底挡板(45)，所述底挡板(45)固定在前挡板(41)、侧挡板(43)和后挡板(42)的底部；

定位螺母，所述定位螺母安装在螺母固定槽(412)中；及

定位螺钉，所述定位螺钉插螺钉定位孔(421)中，并与定位螺母连接；

所述前挡板(41)、侧挡板(43)和后挡板(42)形成滑动槽，所述后定位板(31)滑动插在滑动槽内，所述定位螺钉穿过后定位板(31)的高度定位孔(311)；

所述弹性件(35)位于底挡板(45)与后定位板(31)之间。

3.根据权利要求2所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，

所述侧挡板(43)上设有滚轮孔A(431)，且滚轮孔A(431)不少于两个；

还包括滚轮轴A，所述滚轮轴A固定在滚轮孔A(431)中；及

侧滚轮(44)，所述侧滚轮(44)转动安装在滚轮轴A上，侧滚轮(44)分别压在后定位板(31)的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，

所述后定位板(31)的一端设有滚轮孔B(312)，滚轮孔B(312)为通孔，滚轮孔B(312)不少于四个，且对称设置在后定位板(31)的一端；

还包括滚轮轴B，所述滚轮轴B固定在滚轮孔B(312)中，且每个滚轮孔B(312)中设有两个滚轮轴B，两个滚轮轴B并列设置，且分别位于后定位板(31)的两端；及

升降滚轮(34)，所述升降滚轮(34)分别转动安装在滚轮轴B上，升降滚轮(34)分别压在前挡板(41)和后挡板(42)上。

5.根据权利要求2所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，

所述后支撑板(32)上设有高度调节孔(321)，所述高度调节孔(321)为腰形孔，高度调节孔(321)通过螺栓与前挡板(41)连接；

还包括前支撑板(22)，所前支撑板(22)上设有前固定孔，所述前支撑板(22)固定在滑动板(15)上；

所述前定位板(21)上设有前调节孔(211)，所述前调节孔(211)为腰形孔，前调节孔(211)通过螺栓固定在前支撑板(22)的前固定孔上。

6.根据权利要求1所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，所述弹性件(35)为圆柱螺旋弹簧或氮气弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，两个前定位滚轮(20)与工件(91)的轴线的夹角为90°；两个后定位滚轮(30)与工件(91)的轴线的夹角为90°。

8.根据权利要求1所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，还包括直线导轨(11)，所述直线导轨(11)固定在底板(10)上；及

滑块(12)，所述滑块(12)固定在滑动板(15)的底部，滑块(12)滑动安装在直线导轨(11)上。

9.根据权利要求8所述的一种平衡式滚丝辅助用定位装置，其特征在于，还包括限位装置，所述限位装置包括

限位座(13)，所述限位座(13)设两个，所述限位座(13)固定在底板(10)上，且限位座(13)沿滑动板(15)滑动的方向设置；及

限位块(14)，所述限位块(14)固定在滑动板(15)的底部，且位于两个限位座(13)之间。

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