专利名称：螺纹钉三工位高效滚丝机的制作方法
技术领域：
螺纹钉三工位高效滚丝机是生产螺纹钉的专用设备。
螺纹钉具有紧固性好、不弯曲、不断裂等优点，其紧固性比普通圆钉提高5～6倍，用钉消耗可降低50％左右，因此广泛应用于地板钉、包装箱钉、木结构钉和瓦钉等方面。生产螺纹钉的设备通常是滚丝机，滚丝机一般由机座、传动系统、冷却系统、工作系统、电器操作系统组成，生产螺纹钉是由滚丝机对钉坯进行冷挤压滚丝成型的，挤压时要求设备传动系统中的主轴具有较强的抗径向力的能力，要求挤压模具具有合理的间隙，以及模具有很高的强度。但是现有厂家生产的滚丝机均达不到上述要求，至使滚压出的产品废品率高，无法有效的同时使用三个工位，机件易损坏，更换模具困难，比如现有滚丝机主轴都较短，其上下端支点距离只有400mm左右，而且主轴径较细，与主轴相配合的轴承又都采用普通的向心轴承，当滚丝制钉时，主轴上端受到强大的径向力，该力相对于主轴轴承支点来说，就像杠杆支点的一端受力一样，根据杠杆平衡原理，以轴承为支点的下端越短，主轴上端抗较大径向力的能力越差，加上所采用的轴承的不合理，也造成主轴径向跳动量大等不利因素；又比如，现有滚丝机上模具间隙设计不合理滚丝机对钉坯的冷挤压过程是靠动模旋转，挤压钉坯通过动、定模之间隙来实现的，现有滚丝机上定模弧板曲率半径与动模圆轮曲率半径相等，即当两者的曲率中心重合时，其间隙为零，当两者曲率中心不重合时，两者相应圆弧处间隙分布特点是，相应弧线两端间隙最小，相应弧线中点间隙最大，即小－大－小，这种间隙分布造成了滚丝过程中进钉出钉不畅，废品率高；其他的诸如现有设备的模具采用普通热处理工艺，强度低，耐用度差；设备动力采用8级7.5kw电机，降速比小，能耗高等等。上述现有滚丝机的各种缺陷，已造成螺纹钉生产、使用的困难，严重影响着螺纹钉生产的社会、经济效益。
本实用新型的目的是提供一种主轴为长轴、模具间隙合理分布的螺纹钉三工位高效滚丝机。
本实用新型是这样实现的使主轴铅垂地安装于机座中心，主轴上端伸出机座上盖中心孔，下端伸至机座底盖处，主轴相关轴颈处所装配的轴承从上到下依次为双列向心短滚柱轴承、两个单向推力轴承和双列向心球面球轴承，其中双列向心短滚柱轴承和双列向心球面球轴承完成主轴的径向定位并承受径向载荷，两个单向推力轴承位于机座的中间基座上下两侧，通过锁母锁定完成主轴的轴向定位；主轴上端轴颈与动模装配，动模是左旋圆弧齿形轮，定模为右旋圆弧齿形弧板，使定模弧板曲率半径大于动模圆轮曲率半径，合理数值是定模弧板曲率半径＝动模圆轮曲率半径＋可加工最大规格钉坯直径－0.2～0.4mm。
螺纹钉三工位高效滚丝机摒弃了主轴通用短轴和动、定模曲率半径相同的设计观念，加长了主轴，并采用在主轴中部轴向定位，在主轴端侧径向定位的方法，既加长了与动模一端径向力相应的另一轴端的支反力力臂，使主轴动模端抗径向力能力增加，又避免了主轴在两端轴向定位时加工、装配、维修的困难；同时采用的使定模弧板曲率半径大于动模曲率半径的技术方案，也使间隙分布成大－小－大的分布，保证钉坯进钉出钉顺利，也保证了钉坯在弧板的前半段是渐进的冷挤压过程，在弧板的后半段是渐退的修光过程。
螺纹钉三工位高效滚丝机的具体结构及实施例由以下附图及文字给出。
图1是设备总体示意图。图2是传动系统装配示意图。图3是主轴装配示意图。图4是动、定模装配示意图。
螺纹钉三工位高效滚丝机由机座(1)、传动系统(2)、冷却系统(3)、工作系统(4)、电器操作系统(5)组成，其中机座中有机座筒体(6)、上盖(7)、中间基座(8)和下盖(9)，下盖与机座筒体焊接为整体使下端封闭，中间基座(8)是一个内凹的盖，其凹部座入机座筒内，中间基座上端有向内和向外翻的边，外翻边与机座筒上端螺拴紧固联接，内翻边与上盖(7)螺拴联接，中间基座与上盖(7)之间形成一个上腔(62)，两对齿轮啮合在上腔中；传动系统中的主轴(10)是长轴，其上部轴颈伸出上盖中心孔与动模圆轮(23)相连，其下部轴颈伸至下盖(9)处，主轴分为10个轴颈段，主轴颈1(11)上装有动模座(24)、动模(23)、动模压板(22)和动模锁母(21)，动模座与主轴颈1(11)和动模与动模座均是键联接，主轴颈1(11)上有一段外螺纹与动模锁母相配，动模锁母与动模之间有一动模压板(22)，锁母通过压板将动模轴向压紧；主轴颈2(12)上套有主轴端盖(25)，螺钉将端盖紧固在机座上盖；主轴颈3(13)是锥形轴颈，与其相配合的是双列向心短滚柱轴承(26)，该轴承落在位于机座上盖中心的轴承座中，该轴承完成主轴的径向定位并主要承受径向力；主轴颈4(14)上车有外螺纹，轴承锁母(27)与之相配，起到双列向心短滚柱轴承与主轴颈3(13)之间微小的调隙作用；主轴颈5(15)上螺钉紧定有进料轮齿轮1(28)和键联接有传动齿轮4(29)；主轴颈6(16)上装配有单向推力轴承1(30)，该轴承位于中间基座的上侧，轴承的松环落在中间基座中心的轴承座内；主轴颈7(17)为过渡轴颈；主轴颈8(18)上装配有单向推力轴承2(31)，该轴承下方是一个与主轴颈8(18)上一段外螺纹相配的双锁母(32)；单向推力轴承1、2分别位于中间基座的上下两侧，被双锁母锁定达到主轴的轴向定位的目的；主轴颈9(19)上装有双联齿轮1(33)和双联齿轮2(34)，双联齿轮2(34)套在双联齿轮1(33)的长套上用键联接，双联齿轮1(33)的长套与主轴颈9(19)之间还有滑套，双联齿轮下方一个挡圈(35)用螺钉紧定在轴颈上使双联齿轮轴向定位；主轴颈10(20)是主轴最下端轴颈，其上装配有双列向心球面球轴承(36)，该轴承落在轴承套1(37)中，轴承套1(37)被螺钉紧固在一个与下盖焊牢的轴承套1座(38)上，主轴上双列向心短滚柱轴承(26)与双列向心球面球轴承(36)之间的中心距为760～800mm，传动系统中还有传动轴1(39)和传动轴2(43)，传动轴1(39)上长键联接有被动皮带轮(40)和传动齿轮1(41)，还装有两个单列向心球轴承，该轴承分别落在传动轴1套(42)两端的轴承座中，传动轴1套被螺钉紧固在中间基座上位于主轴一侧的下平面；传动轴2(43)位于主轴的另一侧，三个轴的轴心共线，传动轴2(43)在传动轴2套(44)中，二者为滑动配合，传动轴2套也被螺钉紧固在中间基座的下平面上，传动轴2的上下两端分别键联接有传动齿轮3(46)和传动齿轮2(45)；在机座上盖上被螺钉紧固有三个进料轮轴套(47)，三根进料轮轴(48)分别插入进料轮轴套中，进料轮轴位于上腔内的一端键联接着进料轮齿轮2(49)，位于上盖上方的一端螺钉紧定有进料轮(50)，三个进料轮围着动模圆周均布，与每个进料轮相应的都配有钉坯滑道(51)和进料轮护套(52)，每个进料轮侧面上都均布有9个槽向与进料轮轴线平行的钉坯槽(53)，钉坯槽与进料轮护套之间可以形成一个四周封闭的孔形腔；每个进料轮与相应的定模座(54)紧邻，定模座与上盖用螺钉紧固联接，定模座上有一长方孔，一个与上盖固连为整体的丝杠螺母(55)从下向上伸出长方孔，定模座外端有一个与之固连为一体的带槽调节板(56)，一根丝杠(57)的一头旋在螺母中，另一头落入调节板槽中，定模座靠近动模一端螺钉紧固着定模(58)，定模上与动模紧邻的一面是定模弧板(59)，定模弧板(59)曲率半径大于动模圆轮(23)的曲率半径，合理的数值为定模弧板曲率半径＝动模圆轮曲率半径＋本模具可加工的最大规格钉坯直径－0.2～0.4mm，钉坯无论粗细总有直径，因此模具间一定要有间隙，但是本实用新型所要求的动、定模之间的间隙分布是大－小－大分布，即钉坯进口(60)和成钉出口(61)具有较之弧板中点处稍大的间隙。本实用新型采用4级4km电机，具有较大降速比，因此耗能小，输出扭矩大。
螺纹钉三工位高效滚丝机操作使用时，由电器操作台集中控制主机启动和冷却循环系统，三个料斗由操作台分别独立控制启、停，并通过操作旋纽调节进钉快慢，实际运行过程是按下电器操作台上主机启动按纽，电机起动，冷却循环系统启动，电机通过皮带带动传动轴1(39)上的被动皮带轮(40)和传动齿轮1(41)，传动齿轮1(41)与主轴上的双联齿轮2(34)啮合，与双联齿轮2(34)键联接的双联齿轮1(33)与传动轴2(43)上的传动齿轮2(45)啮合，传动轴2(43)另一端的传动齿轮3(46)与主轴上的传动齿轮4(29)啮合，因为传动齿轮4(29)与主轴颈5(15)键联接，所以至此主轴开始旋转；主轴颈5(15)上的进料轮齿轮1(28)带动三个与其啮合的进料轮齿轮2(49)，因为动模与主轴、进料轮与轮轴分别用键或螺钉固连，所以整个工作系统便开始运转。传动部分的传动齿轮1、传动齿轮2、传动齿轮3、传动齿轮4以及双联齿轮1、2和进料轮齿轮1、2均为圆柱斜齿轮，传动效率高，工作平稳。与主轴颈3(13)配合的双列向心短滚柱轴承的额定动负荷c等于18700千克，使本机有足够的径向载荷能力，在滚丝受力时，主轴径向跳动量为0.02m／m，完全能够保证滚压的产品质量。动模在主轴带动下作逆时针方向旋转，进料轮作顺时针方向旋转，料斗经过振动使料斗内的钉坯经过钉坯滑道进入进料轮上的钉坯槽，每个钉坯槽只能容纳一根钉坯，随着进料轮的旋转，一根根钉坯被依次送至动、定模之间的钉坯进口，当某个钉坯槽旋转脱离护套的同时，其中的钉坯便进入钉坯进口，并开始随旋转的动模在间隙中旋转前移，直至成钉脱离成钉出口，单个螺纹钉的生产过程即告完成。本设备使用的模具采用渗硼新工艺进行表面处理，硬度可达HRC70°，耐用度为普通模具的10倍。
工作系统中的电磁振动料斗、冷却系统及电器操作系统均属通用技术，本说明书未加描述。
权利要求1.螺纹钉三工位高效滚丝机由机座(1)、传动系统(2)、冷却系统(3)、工作系统(4)、电器操作系统(5)组成，其特征是机座(1)的中间基座(8)是一个内凹的盖，其凹部座入机座筒内，中间基座与上盖(7)之间形成一个上腔(62)；传动系统中的主轴(10)是长轴，其上部轴颈伸出上盖中心孔与动模圆轮(23)相连，其下部轴颈伸至下盖(9)处；主轴上的主轴颈3(13)是锥形轴颈，与其相配合的是双列向心短滚柱轴承(26)，该轴承落在位于机座上盖中心的轴承座中；主轴上的主轴颈6(16)上装配有单向推力轴承1(30)，该轴承位于中间基座的上侧，轴承的松环落在中间基座中心的轴承座内；主轴上的主轴颈8(18)上装配有单向推力轴承2(31)，该轴承下方是一个与主轴颈8(18)上一段外螺纹相配的双锁母(32)；主轴上的主轴颈10(20)是主轴最下端轴颈，其上装配有双列向心球面球轴承(36)，该轴承落在轴承套1(37)中，轴承套1(37)被螺钉紧固在与下盖焊牢的轴承套1座(38)上；定模弧板(59)曲率半径大于动模圆轮(23)曲率半径；动力采用4级4kw电动机。
2.根据权利要求1所述的螺纹钉三工位高效滚丝机，其特征是主轴上双列向心短滚柱轴承(26)与双列向心球面球轴承(36)之间的中心距为760～800mm。
3.根据权利要求1所述的螺纹钉三工位高效滚丝机，其特征是定模弧板曲率半径＝动模圆轮曲率半径＋本模具可加工的最大规格钉坯直径－0.2～0.4mm。
专利摘要螺纹钉三工位高效滚丝机是生产螺纹钉的专用设备，由机座、传动系统、冷却系统、工作系统、电器操作系统组成，传动系统中的主轴是长轴、主轴上端伸出机座上盖与动模相连，主轴下端伸至机座下盖处，主轴的锥形轴颈上装有双列向心短滚柱轴承，主轴上位于中间基座上，下侧处各装有一单向推力轴承，主轴最下端轴颈上装有双列向心球面球轴承；工作系统中的定模弧板曲率半径大于动模圆轮曲率半径；螺纹钉三工位高效滚丝机的动力采用4级4kW电动机。
文档编号B21H3/02GK2150943SQ9223139
公开日1993年12月29日 申请日期1992年8月29日 优先权日1992年8月29日
发明者邵玉龙, 黄金娥, 黄国飞, 邵宏 申请人:邵玉龙