一种用于螺纹花键同步滚压成型的自动加工设备的制作方法

1.本发明涉及先进材料成形技术领域，具体是涉及一种用于螺纹花键同步滚压成型的自动加工设备。


背景技术：

2.在汽车转向轴、变速器、行星滚柱丝杠副中传递力和扭矩的关键轴类零件往往同时具有螺纹和花键或小模数齿轮特征，随着汽车和装备制造业的迅速发展，对该类零件精度和性能的要求以及需求量日益增加，但是目前，行星滚柱丝杠副中的螺纹花键同轴零件多采用切削加工，不同时间内分别成形螺纹和花键，不仅效率低，切断金属纤维还会影响了零件机械性能；
3.如中国实用新型专利cn103084521b所公开的一种螺纹花键同时滚压成形轴类零件的方法存在上述问题，对于转向轴、变速器输出轴等零件，采用现有的无切削的滚压成形工艺成形，不同时间内分别成形螺纹和花键，主要有以下两种方法：一种方法是多个工步多台设备上实现成形，需要多次装卡，生产时间长；另一种方法是在一台设备上安装螺纹、花键滚压模具，在不同时间内分别成形螺纹和花键，生产时间比前一种方法有所减少，但增加了滚压设备的尺寸和复杂程度，在批量成产中都存在成本高、效率低等问题，并且也难以保证螺纹花键相对位置的一致性，所以我们需要一种可以同时完成花键和螺纹的滚压设备，本设备可以对螺纹花键进行同时滚压，方便快捷，减少以往分批操作费时费力，可以有效的增加工作效率。


技术实现要素：

4.一、要解决的技术问题
5.本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种用于螺纹花键同步滚压成型的自动加工设备，解决了现有装置中存在的滚压设备的尺寸和复杂程度较高，在批量成产中都存在成本高、效率低等问题，并且也难以保证螺纹花键相对位置的一致性的问题。
6.二、技术方案
7.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于螺纹花键同步滚压成型的自动加工设备，包括：机架；
8.上料装置，与机架固定安装，上料装置呈竖直状态固定安装于机架的上端；
9.螺纹滚压组件，固定安装于机架的上端，螺纹滚压组件环绕上料装置设置，螺纹滚压组件的输出端均朝向上料装置设置；
10.花键滚压组件，固定安装于机架的上端，花键滚压组件环绕上料装置设置，花键滚压组件与螺纹滚压组件呈十字装环绕上料装置设置；螺纹滚压组件、花键滚压组件输出端均朝向上料装置设置；
11.下料装置，呈竖直状态固定安装于机架的下端中部，下料装置用于对加工完毕的工件进行收集。
12.优选的，上料装置包括：
13.第一支撑架，呈竖直设置，第一支撑架与机架固定安装，第一支撑架固定安装于机架的上端；
14.固定板，与第一支撑架固定安装，固定板固定安装于第一支撑架正上方的中部；
15.输料管，呈竖直设置，输料管的杆部穿过固定板设置并通过固定板固定；
16.加工头，与输料管固定连接，加工头固定安装于第一支撑架的下端。
17.优选的，加工头包括：
18.加工管，与输料管固定安装，加工管固定安装于输料管的下端；加工管的输出端还径向开设有第一矩形通孔，在靠近第一矩形通孔的上端还开设有第二矩形通孔，第一矩形通孔与第二矩形通孔呈十字状态竖直交叉设置。
19.优选的，螺纹滚压组件包括：
20.螺纹固定滚压组件，呈竖直状态固定安装于机架的上端，螺纹固定滚压组件的输出端朝向上料装置设置；
21.第一直线驱动器，呈竖直状态固定安装于机架的上端，第一直线驱动器沿着机架的长边设置；
22.螺纹活动滚压组件，与第一直线驱动器滑动连接，螺纹活动滚压组件滑动设置于第一直线驱动器的输出端。
23.优选的，螺纹固定滚压组件包括：
24.承载架，与机架固定安装，承载架固定安装于机架上端；
25.第一安装架，与承载架固定安装，第一安装架固定安装于承载架的上端；
26.第一转轴，呈竖直状态设置，第一转轴可转动的安装于第二安装架的输出端，第一转轴上还套设安装有第一螺纹滚压件，第一螺纹滚压件通过第一固定卡环与第一转轴固定连接；
27.第二安装架，与第一安装架固定安装，第二安装架固定安装于第一安装架的旁侧；
28.第一伺服电机，呈竖直状态固定安装于第二安装架的上端，第一伺服电机的输出轴穿过第二安装架设置；
29.第一同步带，用于传动连接第一伺服电机的输出轴和第一转轴。
30.优选的，螺纹活动滚压组件包括：
31.第三安装架，与第一直线驱动器固定安装，第三安装架固定安装于第一直线驱动器的正下方；
32.第三支撑架，与第一直线驱动器固定安装，第三支撑架呈竖直状态固定安装于第一直线驱动器的上端；
33.第二转轴，呈竖直状态设置，第二转轴可转动的安装于第三支撑架的输出端，第二转轴上还套设安装有第二螺纹滚压件，第二螺纹滚压件通过第二固定卡环与第二转轴固定连接；
34.第四安装架，与第三支撑架固定安装，第四安装架固定安装于第三支撑架的旁侧；
35.第二伺服电机，呈竖直状态固定安装于第四安装架的上端，第二伺服电机的输出轴穿过第四安装架设置；
36.第二同步带，用于传动连接第二伺服电机的输出轴和第二转轴。
37.优选的，第一直线驱动器包括：
38.第五安装架，固定安装于机架的上端，第五安装架沿着机架的长边设置；
39.螺杆，可转动的设置第五安装架的中部；
40.第三伺服电机，与第五安装架固定安装，第三伺服电机固定安装于第五安装架的旁侧，第三伺服电机的输出轴穿过第五安装架的一端与螺杆转动连接；
41.滑块，与螺杆螺纹连接，滑块设置于第五安装架的中部。
42.优选的，花键滚压组件包括：
43.花键固定滚压组件，与螺纹固定滚压组件结构相同，花键固定滚压组件固定安装于机架的上端，花键固定滚压组件沿着机架的短边设置；
44.第二直线驱动器，与第一直线驱动器结构相同，第二直线驱动器固定安装于机架的上端；
45.花键活动滚压组件，与螺纹活动滚压组件结构相同，花键活动滚压组件固定安装于第二直线驱动器的输出端，花键固定滚压组件与花键活动滚压组件的输出端均朝向上料装置设置。
46.优选的，下料装置包括：
47.下料管，呈竖直设置，下料管固定安装于机架的中部，下料管的输入端设置于上料装置的正下方；
48.校正管，与下料管固定安装，校正管固定安装于下料管的输出端；
49.出料板，与校正管固定安装，出料板固定安装于校正管的输出端，出料板的输出端还设置有储料槽；
50.第四支撑架，与储料槽固定安装，第四支撑架固定安装于储料槽的下端，第四支撑架用于支撑储料槽；
51.伸缩挡料组件，与机架固定安装，伸缩挡料组件呈竖直状态固定安装靠近下料管的旁侧。
52.优选的，伸缩挡料组件包括：
53.第六安装架，与机架固定安装，第六安装架固定安装于机架的下端；
54.第四伺服电机，与第六安装架固定连接，第四伺服电机的输出端穿过第六安装架的一端设置；
55.第一齿轮，与第四伺服电机固定安装，第一齿轮固定安装于第四伺服电机的输出端；
56.电动推杆，呈竖直设置可转动的安装于机架的下端，电动推杆的输出端穿过机架设置，电动推杆的输出端还固定安装有挡料板；
57.第二齿轮，与电动推杆固定安装，第二齿轮套设安装于电动推杆的杆部，第二齿轮与第一齿轮啮合转动连接。
58.三、有益效果
59.与现有技术相比，本发明通过上料装置完成了待加工工件的上料工作，具体步骤为：工作人员将待加工工件放置至上料装置的输入端，工件自由下降至上料装置的下端后；
60.还通过螺纹滚压组件完成了工件的螺纹滚压工作，具体步骤为：螺纹滚压组件在机架的上端水平朝向上料装置下端的工件靠近，然后螺纹滚压组件输出端转动对工件的一
端进行螺纹滚压，螺纹滚压完毕后螺纹滚压组件复位；
61.进一步通过花键滚压组件完成了工件的花键滚压工作，具体步骤为：然后花键滚压组件工作水平移动朝向工件的另一端靠近，然后花键滚压组件输出端转动对工件的另一端进行花键滚压，花键滚压完毕后花键滚压组件复位；
62.通过下料工作完成了工件加工完毕后的收集工作，具体步骤为：工作状态下工件通过螺纹滚压组件、花键滚压组件加工完毕后伸缩挡料组件转动然后工件自由下落至下料管内，然后通过校正管对工件校正使其工件呈竖直状态下降然后在通过出料板落入储料槽内部，从而完成工件的传输收集。
附图说明
63.图1为本发明的立体图；
64.图2为本发明的侧视图；
65.图3为本发明的螺纹滚压组件和花键滚压组件的立体图；
66.图4为本发明的螺纹滚压组件侧视图；
67.图5为本发明的螺纹滚压组件立体图；
68.图6为本发明的第一直线驱动器立体图；
69.图7为本发明的花键滚压组件立体图；
70.图8为本发明的加工头立体图；
71.图9为本发明的下料装置部分结构立体图；
72.图10为本发明的伸缩挡料组件立体图。
73.图中标号为：
[0074]1‑
机架；
[0075]2‑
上料装置；2a
‑
第一支撑架；2b
‑
输料管；2c
‑
固定板；2d
‑
加工头；2d1
‑
加工管；2d2
‑
第一矩形通孔；2d3
‑
第二矩形通孔；
[0076]3‑
螺纹滚压组件；3a
‑
螺纹固定滚压组件；3a1
‑
第一安装架；3a2
‑
第二安装架；3a3
‑
第一伺服电机；3a4
‑
第一同步带；3a5
‑
第一转轴；3a6
‑
第一螺纹滚压件；3a7
‑
第一固定卡环；3b
‑
螺纹活动滚压组件；3b1
‑
第三安装架；3b2
‑
第三支撑架；3b3
‑
第四安装架；3b4
‑
第二伺服电机；3b5
‑
第二同步带；3b6
‑
第二转轴；3b7
‑
第二螺纹滚压件；3b8
‑
第二固定卡环；3c
‑
第一直线驱动器；3c1
‑
第五安装架；3c2
‑
第三伺服电机；3c3
‑
螺杆；3c4
‑
滑块；
[0077]4‑
花键滚压组件；4a
‑
花键固定滚压组件；4b
‑
花键活动滚压组件；4c
‑
第二直线驱动器；
[0078]5‑
下料装置；5a
‑
下料管；5b
‑
校正管；5c
‑
出料板；5d
‑
储料槽；5e
‑
第四支撑架；5f
‑
伸缩挡料组件；5f1
‑
第六安装架；5f2
‑
第四伺服电机；5f3
‑
第一齿轮；5f4
‑
第二齿轮；5f5
‑
电动推杆；5f6
‑
挡料板。
具体实施方式
[0079]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0080]
实施例1：
[0081]
参照图1至图10所示，本实施例的用于螺纹花键同步滚压成型的自动加工设备，包括：
[0082]
机架1；
[0083]
上料装置2，与机架1固定安装，上料装置2呈竖直状态固定安装于机架1的上端；
[0084]
螺纹滚压组件3，固定安装于机架1的上端，螺纹滚压组件3环绕上料装置2设置，螺纹滚压组件3的输出端均朝向上料装置2设置；
[0085]
花键滚压组件4，固定安装于机架1的上端，花键滚压组件4环绕上料装置2设置，花键滚压组件4与螺纹滚压组件3呈十字装环绕上料装置2设置；螺纹滚压组件3、花键滚压组件4输出端均朝向上料装置2设置；
[0086]
下料装置5，呈竖直状态固定安装于机架1的下端中部，下料装置5用于对加工完毕的工件进行收集。
[0087]
工作人员将待加工工件放置至上料装置2的输入端，工件自由下降至上料装置2的下端后，螺纹滚压组件3在机架1的上端水平朝向上料装置2下端的工件靠近，然后螺纹滚压组件3输出端转动对工件的一端进行螺纹滚压，螺纹滚压完毕后螺纹滚压组件3复位，然后花键滚压组件4工作水平移动朝向工件的另一端靠近，然后花键滚压组件4输出端转动对工件的另一端进行花键滚压，花键滚压完毕后花键滚压组件4复位，下料装置5对螺纹滚压及花键滚压完毕后的工件进行输送收集。
[0088]
参照图3、8所示，上料装置2包括：
[0089]
第一支撑架2a，呈竖直设置，第一支撑架2a与机架1固定安装，第一支撑架2a固定安装于机架1的上端；
[0090]
固定板2c，与第一支撑架2a固定安装，固定板2c固定安装于第一支撑架2a正上方的中部；
[0091]
输料管2b，呈竖直设置，输料管2b的杆部穿过固定板2c设置并通过固定板2c固定；
[0092]
加工头2d，与输料管2b固定连接，加工头2d固定安装于第一支撑架2a的下端。
[0093]
工作人员将待加工工件从第一支撑架2a的上端放入，工件随着自身重力落入加工头2d的下端，然后通过螺纹滚压组件3、花键滚压组件4对其工件进行螺纹及花键的滚压加工工作，加工完毕后的工件从第一支撑架2a的下端落下通过下料装置5对工件进行收集。
[0094]
参照图8所示，加工头2d包括：
[0095]
加工管2d1，与输料管2b固定安装，加工管2d1固定安装于输料管2b的下端；加工管2d1的输出端还径向开设有第一矩形通孔2d2，在靠近第一矩形通孔2d2的上端还开设有第二矩形通孔2d3，第一矩形通孔2d2与第二矩形通孔2d3呈十字状态竖直交叉设置。
[0096]
加工管2d1输出端开设的第一矩形通孔2d2便于花键滚压组件4对工件进行加工，第二矩形通孔2d3便于螺纹滚压组件3对工件进行螺纹加工且互不干扰。
[0097]
参照图5所示，螺纹滚压组件3包括：
[0098]
螺纹固定滚压组件3a，呈竖直状态固定安装于机架1的上端，螺纹固定滚压组件3a的输出端朝向上料装置2设置；
[0099]
第一直线驱动器3c，呈竖直状态固定安装于机架1的上端，第一直线驱动器3c沿着机架1的长边设置；
[0100]
螺纹活动滚压组件3b，与第一直线驱动器3c滑动连接，螺纹活动滚压组件3b滑动
设置于第一直线驱动器3c的输出端。
[0101]
工作状态下螺纹固定滚压组件3a驱动输出端转动，然后驱动第一直线驱动器3c带动输出端滑动连接的螺纹活动滚压组件3b朝向上料装置2靠近，然后驱动螺纹活动滚压组件3b的输出端转动通过对待加工工件进行螺纹碾压。
[0102]
参照图4所示，螺纹固定滚压组件3a包括：
[0103]
承载架3a8，与机架1固定安装，承载架3a8固定安装于机架1下端；
[0104]
第一安装架3a1，与承载架3a8固定安装，第一安装架3a1固定安装于承载架3a8的上端；
[0105]
第一转轴3a5，呈竖直状态设置，第一转轴3a5可转动的安装于第二安装架3a2的输出端，第一转轴3a5上还套设安装有第一螺纹滚压件3a6，第一螺纹滚压件3a6通过第一固定卡环3a7与第一转轴3a5固定连接；
[0106]
第二安装架3a2，与第一安装架3a1固定安装，第二安装架3a2固定安装于第一安装架3a1的旁侧；
[0107]
第一伺服电机3a3，呈竖直状态固定安装于第二安装架3a2的上端，第一伺服电机3a3的输出轴穿过第二安装架3a2设置；
[0108]
第一同步带3a4，用于传动连接第一伺服电机3a3的输出轴和第一转轴3a5。
[0109]
工作状态下驱动第一伺服电机3a3转动然后通过输出端套设安装的第一同步带3a4带动第一转轴3a5转动，在第一转轴3a5的转动下在带动第一螺纹滚压件3a6转动。
[0110]
参照图4所示，螺纹活动滚压组件3b包括：
[0111]
第三安装架3b1，与第一直线驱动器3c固定安装，第三安装架3b1固定安装于第一直线驱动器3c的正下方；
[0112]
第三支撑架3b2，与第一直线驱动器3c固定安装，第三支撑架3b2呈竖直状态固定安装于第一直线驱动器3c的上端；
[0113]
第二转轴3b6，呈竖直状态设置，第二转轴3b6可转动的安装于第三支撑架3b2的输出端，第二转轴3b6上还套设安装有第二螺纹滚压件3b7，第二螺纹滚压件3b7通过第二固定卡环3b8与第二转轴3b6固定连接；
[0114]
第四安装架3b3，与第三支撑架3b2固定安装，第四安装架3b3固定安装于第三支撑架3b2的旁侧；
[0115]
第二伺服电机3b4，呈竖直状态固定安装于第四安装架3b3的上端，第二伺服电机3b4的输出轴穿过第四安装架3b3设置；
[0116]
第二同步带3b5，用于传动连接第二伺服电机3b4的输出轴和第二转轴3b6。
[0117]
工作状态下驱动第二伺服电机3b4转动第二伺服电机3b4通过输出端套设安装的第二同步带3b5带动第二转轴3b6转动，第二转轴3b6带动轴向套设安装的第二螺纹滚压件3b7在第三支撑架3b2的内部转动，然后在通过第一直线驱动器3c驱动朝向螺纹滚压组件3移动配合螺纹固定滚压组件3a对工件进行螺纹碾压。
[0118]
参照图6所示，第一直线驱动器3c包括：
[0119]
第五安装架3c1，固定安装于机架1的上端，第五安装架3c1沿着机架1的长边设置；
[0120]
螺杆3c3，可转动的设置第五安装架3c1的中部；
[0121]
第三伺服电机3c2，与第五安装架3c1固定安装，第三伺服电机3c2固定安装于第五
安装架3c1的旁侧，第三伺服电机3c2的输出轴穿过第五安装架3c1的一端与螺杆3c3转动连接；
[0122]
滑块3c4，与螺杆3c3螺纹连接，滑块3c4设置于第五安装架3c1的中部。
[0123]
驱动第三伺服电机3c2转动带动输出端转动连接的螺杆3c3转动，螺杆3c3转动带动与其螺纹连接的滑块3c4在第五安装架3c1内部往复移动。
[0124]
实施例2：
[0125]
相较于实施例1，参照图7所示，本实施例中，花键滚压组件4包括：
[0126]
花键固定滚压组件4a，与螺纹固定滚压组件3a结构相同，花键固定滚压组件4a固定安装于机架1的上端，花键固定滚压组件4a沿着机架1的短边设置；
[0127]
第二直线驱动器4c，与第一直线驱动器3c结构相同，第二直线驱动器4c固定安装于机架1的上端；
[0128]
花键活动滚压组件4b，与螺纹活动滚压组件3b结构相同，花键活动滚压组件4b固定安装于第二直线驱动器4c的输出端，花键固定滚压组件4a与花键活动滚压组件4b的输出端均朝向上料装置2设置。
[0129]
与螺纹滚压组件3a、螺纹活动滚压组件3b不同为输出端固定安装的第一螺纹滚压件3a6，在花键固定滚压组件4a、花键活动滚压组件4b内均更改为花键滚压件，花键固定滚压组件4a、花键活动滚压组件4b、第二直线驱动器4c用于对工件表面进行花键滚压，在工作状态下第二直线驱动器4c带动输出端固定连接的花键活动滚压组件4b朝向工件靠近然后花键固定滚压组件4a、花键活动滚压组件4b均驱动输出端转动从而对工件进行花键滚压。
[0130]
参照图9所示，下料装置5包括：
[0131]
下料管5a，呈竖直设置，下料管5a固定安装于机架1的中部，下料管5a的输入端设置于上料装置2的正下方；
[0132]
校正管5b，与下料管5a固定安装，校正管5b固定安装于下料管5a的输出端；
[0133]
出料板5c，与校正管5b固定安装，出料板5c固定安装于校正管5b的输出端，出料板5c的输出端还设置有储料槽5d；
[0134]
第四支撑架5e，与储料槽5d固定安装，第四支撑架5e固定安装于储料槽5d的下端，第四支撑架5e用于支撑储料槽5d；
[0135]
伸缩挡料组件5f，与机架1固定安装，伸缩挡料组件5f呈竖直状态固定安装靠近下料管5a的旁侧。
[0136]
工作状态下工件通过螺纹滚压组件3、花键滚压组件4加工完毕后伸缩挡料组件5f转动然后工件自由下落至下料管5a内，然后通过校正管5b对工件校正使其工件呈竖直状态下降然后在通过出料板5c落入储料槽5d内部，从而完成工件的传输收集。
[0137]
参照图10所示，伸缩挡料组件5f包括：
[0138]
第六安装架5f1，与机架1固定安装，第六安装架5f1固定安装于机架1的下端；
[0139]
第四伺服电机5f2，与第六安装架5f1固定连接，第四伺服电机5f2的输出端穿过第六安装架5f1的一端设置；
[0140]
第一齿轮5f3，与第四伺服电机5f2固定安装，第一齿轮5f3固定安装于第四伺服电机5f2的输出端；
[0141]
电动推杆5f5，呈竖直设置可转动的安装于机架1的下端，电动推杆5f5的输出端穿
过机架1设置，电动推杆5f5的输出端还固定安装有挡料板5f6；
[0142]
第二齿轮5f4，与电动推杆5f5固定安装，第二齿轮5f4套设安装于电动推杆5f5的杆部，第二齿轮5f4与第一齿轮5f3啮合转动连接；工作状态通过驱动第四伺服电机5f2转动带动输出端固定安装的第一齿轮5f3转动，第一齿轮5f3带动啮合连接的第二齿轮5f4转动，在第二齿轮5f4的转下带动电动推杆5f5和电动推杆5f5输出端固定安装的挡料板5f6转动，从而通过转动控制挡料板5f6远离上料装置2的输出端然后工件自由下落至储料槽5d内部，落料完毕后在带动挡料板5f6转动遮蔽上料装置2输出端防止工件掉落，电动推杆5f5还可以带动输出端固定安装的挡料板5f6进行竖直上下移动从而对不同工件的加工花键及螺纹位置进行调节。
[0143]
本实施例的加工设备通过工作人员将待加工工件放置至上料装置2的输入端，工件自由下降至上料装置2的下端后；螺纹滚压组件3在机架1的上端水平朝向上料装置2下端的工件靠近，然后螺纹滚压组件3输出端转动对工件的一端进行螺纹滚压，螺纹滚压完毕后螺纹滚压组件3复位；
[0144]
然后花键滚压组件4工作水平移动朝向工件的另一端靠近，然后花键滚压组件4输出端转动对工件的另一端进行花键滚压，花键滚压完毕后花键滚压组件4复位；工作状态下工件通过螺纹滚压组件3、花键滚压组件4加工完毕后伸缩挡料组件5f转动然后工件自由下落至下料管5a内，然后通过校正管5b对工件校正使其工件呈竖直状态下降然后在通过出料板5c落入储料槽5d内部，从而完成工件的传输收集。
[0145]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。