[发明专利]一种薄壁旋转体零件的加工刀具及应用其的加工设备

说明书

技术领域

本发明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。

发明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，发明人提出利用旋压原理对壁齿套的加工的加工刀具，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，空槽内旋转固定有一一部分轮体伸出空槽的旋压轮，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，芯模上部分用于套装代加工工件的，压紧机构将代加工工件与芯模紧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上部分，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。

本发明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，本发明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是本发明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。