专利名称：机床所用切向滚压附件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及把表面或精加工(finish)赋予工件的装置，更具体地说，是涉及一种改进型切向滚压头，其适合于安装在机床上，用以选择性地把螺纹滚压在工件上。
背景技术：
许多物体和工件具有形成于其表面上的外螺纹。这些带螺纹的部分在物体上通常不再做机械加工，而这些部分往往是由于在物体坯件上用螺纹辊子(thread roll)压印而形成的。螺纹辊子再压碾而使坯件变形，从而赋予合乎要求的螺纹式样。
有各种类型的滚压螺纹所用装置。它们的使用，大多依赖于需压碾螺纹那个坯件部分的位置和外观而定。有些螺纹滚压附件，是横向靠近径向进给的挤压型附件。这些装置一般都被设想为两个螺纹辊子被放置得邻近需压碾螺纹的那个坯件部分，且操作适当的致动件而把螺纹辊子径向地朝内移动，从而与工件啮合。在有些情况下，该装置具有本体，并带有两只安装在本体上的中枢臂(intermediately-pivoted arms)。每只臂的近侧末端可带有一个压辊(roller)，而远侧末端上则安装着螺纹辊子。致动件可控地驱动近侧末端上压辊之间的楔形构件，从而选择性地使远侧末端上的螺纹辊子彼此相向地径向朝内移动。在这种形式中，楔形构件通常被定向得可朝向及背离工件的轴线而移动。当然，适当的机构，例如复位弹簧，使得那两个螺纹辊子受偏压而在楔形构件退出时彼此背离而移动。在这些情况下，楔形构件通常被定向得可朝向及背离工件的纵向轴线而移动。
其他类型的该装置，被设想为沿轴向而非横向靠近工件。一旦该装置被移动到相对于工件的合乎要求的轴向位置上，它就被操作得使辊子径向地朝内移动，从而把它们的式样压印在工件上。此种装置的一个例子，在分别于2000年3月10日、2001年9月20日登记的、已公开的国际专利申请PCT/US00/06545号、国际专利公开件WO01/68288 A1号中，做了显示与说明。该已公开的申请为本申请的受让人所拥有。
另一种类型的该装置，其中，螺纹辊子是切向靠近工件的。此种类型的装置，在美国专利第5784912号中，代表性地做了显示与说明，该专利表面上是转让给了Wilhelm Fette GmbH。该专利似乎是显示机床所用的螺纹滚压附件。附带了做说明的标号，该附件似乎具有带着两只臂(28、30)的本体(10)，该臂可枢转地安装在该本体上。螺纹辊子(32、36)被安装在臂的远侧末端上。调节机构(72)被用来改变在两个螺纹辊子之间做间隔的中心线。该装置具有另一个弹簧区段(82)，该区段用于调节在两个螺纹辊子之间做间隔的中心线。这样做的原因在于，当操作调节螺钉(72)时，做间隔的中心线就相对于针对工件的切向进给件而方向偏离。
另一种类型的螺纹辊子，以及驱动装置，在已公开的C.J.Winter Machine Technologies，Inc.，Rochester，N.Y.(2000)的《螺纹滚压方案》(Thread Rolling Solution)中显示并说明了。
相应地，本发明总的目的是提供一种改进的装置，该装置用于把表面处理件(例如螺纹部分、滚花部分、已抛光部分等等)分传给工件，更具体地说，是分传给改进型切向滚压附件，该附件适合于安装在机床上，以便选择性地把螺纹或其他一些合乎要求的表面，压印在工件上。
发明内容
附带参考已公开实施例的对应部件、部分或表面，其目的仅仅在于显示而非限制，本发明一方面宽容地提供一种用于机床的改进型切向滚压附件。
在此第一方面中，改进型附件(20)大致地包括一个本体(21)；一对中枢臂(22L、22R)，该臂的近侧末端部分(23L、23R)可枢转地安装在本体上，且该臂具有远侧边际末端部分(24L、24R)，该臂受偏压而顺着相反的角度方向移动，从而使远侧边际末端部分被推动而彼此背离的移动；一个辊子(例如螺纹辊、滚花辊、抛光辊等等)(28L、28R)，该辊子安装在每只臂的远侧边际末端部分上，以便在该附件被移动得与工件切向啮合时，把表面处理件分传给该工件；一个楔形构件(29)，该构件安装在本体上，用于顺着与工件纵向轴线相平行的方向相对于本体而移动；以及一个致动件(30)，该致动件安装在本体上，用于选择性地使楔形构件相对于本体而移动，以便改变辊子的轴线之间的间隔。
在推荐实施例中，楔形构件(29)具有倾斜表面(46L、46R)，以及安装在臂上的枢轴座(pivotal shoe)(43L、43R)，便于使楔形构件的表面处于区域(作为与点或面相反的)接触状态。楔形构件可以构造为二等边梯形的。楔形构件的倾斜表面可被操作性地布置，使得辊子相对于一条线而对称移动，该条线与辊子轴线之间那条线相垂直，且使得辊子相对于本体而移动。附件可以为了便于安装在转塔(turret)的周边工位上而构造。本发明还可以包括一个快速松释机构(33L、33R)，该机构被操作性地布置在至少一只臂及其相关辊子之间。在所推荐的形式中，每个辊子均从一组由螺纹辊、滚花辊、抛光辊组成的部件中选择。
另一方面，本发明提供一种改进型快速松释机构(33L，33R)，它用于把辊子安装在机床附件的臂上。此改进型机构大致地包括一个本体(21)，它具有一个开口；一个滑动件(48L、48R)，它可移动地安装在本体上，该滑动件所具有的大直径开口与小直径的开口相交；一根弹簧(26L、26R)，它在滑动件与本体之间起作用，用于推动滑动件顺着一个方向移动，从而使小直径开口与本体的孔对准；以及其中的一个销子(39L、39R)，它从辊子处朝外延伸，该销子适合于在辊子安装在本体上时穿过本体的开口，该销子具有环形槽(60L、60R)；其中，滑动件被构造并布置得使该滑动件可以在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置上，大直径开口会与本体开口对准而允许销子穿过本体开口，在该第二位置上，小直径开口会把槽接近地分隔开，以防止小直径销子顺轴向移动；因而，滑动件就可与销子啮合而防止辊子与本体并非故意地分离。
在推荐实施例中，辊子具有穿通孔口(through-opening)，且销子被布置得可滑动地穿透该穿通孔口。另外，辊子可以不使用任何工具而可卸除地安装在相关的臂上。
相应地，本发明总的目的是提供一种用于机床的切向滚压头。
另一个目的是提供一种改进型切向滚压头，其中，滚压头的外封套实际上简化了。
这些及其他的目的与优点，从上述说明以及以下的说明书、图纸和随附的权利要求书中就可明白理解。
图1是第一种形式改进型切向滚压附件的右前透视图；图2是相似于图1的视图，但去除了某些覆盖件，以便显示其下面的结构；图3是图1所示但重新定向之改进型切向滚压附件的顶视平面图；图4是总体上沿着图3中线段4-4截取绘制的该附件的不完整直立剖视图；图5是总体上沿着图3中线段5-5截取绘制的该附件的不完整直立剖视图；图6是图1所示附件的左前透视图；图7是如图6那样定向之改进型切向滚压头的分解透视图；图8是常规滚压附件中的楔形压辊组件的示意平面图，该图显示处于完全敞开位置上的辊子；图9是图8所示楔形压辊组件的示意平面图，该图显示处于居中或中性位置上的辊子；图10是图8所示楔形压辊组件的示意平面图，该图显示处于完全关闭位置上的辊子；图11是改进型楔形压辊组件的示意图，该图显示处于完全敞开位置上的辊子；图12是图11所示改进型楔形压辊组件的示意图，该图显示处于中性位置上的辊子；图13是图11所示改进型楔形压辊组件的示意图，该图显示处于完全关闭位置上的辊子。
具体实施例方式
首先应当明白，同样的标号，意图是与许多图纸一致地用来识别同样结构的部件、部分或表面，因为这些部件、部分或表面可以由整个书面说明书来进一步描述或解释，这种详细描述是该说明书应有的构成部分。除非另有所指，否则，各幅图纸都是用来与说明书一起阅读的(例如交叉影线、各部分的布置、比例、度数，等等)，且被认为是本发明的整个书面说明的一部分。在下述说明中所用的术语“水平的”、“直立的”、“左边”、“右边”、“上”和“下”，以及它们的定语及状语派生词(例如“水平地”、“朝右地”、“朝上地”等等)，仅仅是指当特定图纸面对读者时所显示结构的方位。相似地，术语“朝内地”和“朝外地”，一般是相称地指一个表面相对于其延长部分的轴线或转动轴线的朝向。
现在参看图纸，本发明大致地一方面提供一种机床(未显示)所用改进型切向滚压附件，第二方面是提供一种快速松释机构，用来把辊子安装在机床附件的臂上。
现在所推荐的这种形式的改进型切向滚压附件，在图1至6中，一般以标号20来表示。
图1是从改进型滚压附件右上角看去的透视图。图1所示改进型附件，包括一个本体21；一对分别在左边与右边的臂22L、22R，在图6中标为23L、23R的该臂的近侧边际末端部分，可枢转地安装在本体上，且该臂分别具有远侧边际末端部分24L、24R。该臂受来自弹簧(未显示)的偏压而顺着相反的角度方向移动，从而使这些臂的远侧边际末端部分被推动而彼此背离地移动。辊子28L、28R可枢转地安装在每只臂的远侧边际末端部分上，且当附件被移动得与工件切向啮合时，该辊子适宜把作用力分传给该工件。所显示的附件还包括一个标号一般为29的楔形构件，该构件安装在本体上，当附件被移动得与工件切向啮合时，该构件顺着与工件纵向轴线相平行的方向相对于本体而移动；以及一个标号一般为30的致动件，该致动件安装在本体上，用于选择性地使楔形构件相对于本体而移动，以便改变辊子的轴线之间的间隔。
图2是相似于图1的透视图，但去除了覆盖件31、32L及33R，以便显示其下面的结构。
图2、3及5显示标号一般为33L和33R的快速松释机构，该机构分别安装在臂的远侧末端22L、22R上。附件包括节径调节旋钮34和补偿覆盖件(compensator cover)35。
现在参看图7，所示的本体为专门构造的机加工构件，该构件具有横向槽把后面部分36与前面部分38分开。所示的左臂22L为一组件，它大致地包括一根驱动销子39L，此销子穿透臂的远侧边际末端部分中的开口，左臂还包括承载轴衬40L、41L，在该轴衬上安装着螺纹辊子28L以及链轮42L。所示的左臂组件还包括下枢轴座构件43L，该构件由销子44L枢转地安装在左臂22L上。应当注意，此枢轴座43L具有倾斜表面，该表面适合与其所面对的楔形构件的表面46L处于区域(作为与点或面相反的)接触状态。左臂组件还包括快速松释杆48L。
右臂组件在很大程度上是左臂组件的镜像，尽管它以后缀“R”而非“L”来识别，但它包括同样的部件、部分或表面。因此，就省略了对右臂组件的详细描述。
链轮42L、42R由环形链(未显示)而连接，借助于该链轮，就可保持螺纹辊子28L、28R之间的相对角度位置。
致动件30包括节径调节旋钮34，以及一个齿轮系，该齿轮系包括啮合齿轮49、50(见图7)。齿轮50被布置得使外螺纹调节轴51转动，以便选择性地使楔形构件相对于本体而移动。调节旋钮34适合于手工转动。这样就转动包括了齿轮49、50的齿轮系，且由于螺杆的螺纹连接，就把齿轮系的此种旋转运动，转换为调节轴51沿着其纵向轴线的轴向移动。楔形构件安装在调节轴51的后部边际末端部分上。因此，依旋钮34的转动方向而定，楔形构件可以相对于本体而转换。两个浮动枢轴座43L、43R，它们的倾斜表面45L、45R分别与楔形表面46L、46R持续地处于区域滑动接触状态下。因此，如果楔形构件朝着本体的后面部分36移动，中枢臂22L、22R上的辊子28L、28R，就会分别在左臂与右臂的轴线周围彼此相向地移动。相反，如果调节旋钮34是被转动得使楔形构件朝着本体前边部分38但背离本体后边部分36而移动，那么，弹簧(未显示)就会偏压臂的远侧末端，使该末端彼此背离地移动。左臂与右臂以轴颈支托(arejournaled)，以便分别围着销子52L、52R的轴线转动。
现有技术的该装置，其操作顺序如图8至10所示，而改进型装置的操作顺序如图11至13大略显示。
在图8至10中，所示现有技术的该装置，具有中枢左臂与中枢右臂53L、53R，在该臂的远侧末端上分别安装了辊子(roll)54L、54R。这些臂的近侧末端上，承载着压辊(roller)55L、55R，该压辊分别与梯形楔形构件57的倾斜表面56L、56R啮合。在图7至9中大略显示为指旋螺丝(thumb screw)58的致动件，被布置得如图8至10中对比显示的那样，使楔形构件朝上或朝下移动。压辊55L、55R与楔形表面成区域接触状态而啮合。另外，楔形构件被定位得朝向及背离工件W而移动，该工件定位于辊子之间。因此，图8所显示的现有技术的装置，是楔形构件完全退缩时的状况，此时，在辊子之间做间隔的中心线为最大值的。当楔形构件随后朝上向着居中位置移动时，如图9所示，在螺纹辊子之间做间隔的中心线就会缩小。当楔形构件进一步顺着朝向工件的方向移动时，如图10所示，在螺纹辊子之间做间隔的中心线还会进一步缩小，这种操作顺序，显示了棍子是如何彼此相向地移动而把它们的形式赋予工件上去。图8至10的显著特征，在于工件是可以沿着轴向朝向及背离工件而移动的。这种构造提供了带有较大封套的螺纹滚压附件。
做对比的改进型附件，其操作顺序显示于图11至13中。在这些图纸中，螺纹辊子的标号为28L、28R，中枢臂的标号为22L、22R，且枢轴座分别又被标示为43L、43R。然而，在此形式中，楔形构件并未定向得如图8至10所示那样朝向及背离工件而移动，楔形构件却是被布置得顺着与工件纵向轴线相平行的方向(即进入及离开图纸平面)而移动。
因此，当楔形构件如图11所示那样退缩时，在螺纹辊子28L、28R之间做间隔的中心线为最大值的。当楔形构件延伸到如图11所示的居中位置时，在螺纹辊子之间做间隔的中心线就如图12所示那样缩小。最后，当楔形构件如图13所示那样完全延伸开时，螺纹辊子之间做间隔的中心线就进一步缩小，从而，辊子就压碾工件而把其形式压印到工件上。因此，图8至10所示现有技术的装置与图11至13所示改进型装置二者之间的显著区别，就在于楔形构件移动的轴线。在图7至9所示现有技术的装置中，楔形构件是朝向及背离工件的轴线而移动的，但在改进型装置中，楔形构件顺着与工件轴线相平行的方向移动。这样就使改进型螺纹滚压附件的封套和外包装实际上减少了，当该附件用于紧密禁闭的区域中时，这是一个改进了的性能。楔形构件的构造以及臂的高度，使整个构造的尺寸缩小。这样，就可让附件安装在转塔车床的周边，而不是安装在工作面上。这样也使在滚压期间所产生的力，径向地转换回到转塔上。由于这样消除了弯曲移动之类，这是一种把力传递给转塔的优选方式。
如上文所述，本发明的另一个方面是提供一种改进型快速松释机构，用以把辊子迅速安装在机床的臂上。这种快速松释机构，一般标示为33L、33R，其分别包括滑动件48L、48R，还包括弹簧26L、26R以及销子38L、38R。滑动件具有专门构造的开口59，此开口包括与小直径开口相交的大直径开口。在滑动件与本体之间起作用的弹簧，用于推动滑动件而使其顺着一个方向移动，从而开口的小直径部分就会与本体的孔对准。销子38L、38R分别从相关的辊子上朝外延伸。在图示的形式中，销子穿透辊子。然而，在一种可选形式中，销子可以从辊子的一个末端上轴向地朝外延伸。在其他情况下，销子适合于穿过本体开口。所示的每个销子，分别均具有标号为60L、60R的环形槽。滑动件被构造及布置得可以在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置上，开口的大直径部分会与本体开口对准以便销子穿过本体开口，在该第二位置上，销子开口的小直径部分会紧靠地面对着槽60L、60R，以防止销子并非故意地做轴向移动。
因此，操作者可以轻易地朝内移动滑动件，克服弹簧的偏压力，使滑动件开口的大直径部分与销子对准。一旦处于这个位置上，操作者就可以通过滑动件迅速退出销子，且接着就可以把辊子从臂上卸下。为了插入新的辊子，操作者首先必须把销子插入而穿过辊子及轴衬，以便把滑动件移动到滑动件开口的大直径部分与本体开口对准的那个位置上，把销子推得穿过那里，接着把滑动件松释掉，从而，本体开口的小直径部分就会移动而紧靠地面对着销子中的槽。一旦处于这个位置上，销子就受限而不能从相关的臂上并非故意地退出了。
本发明的两个方面清楚地设想到，可以做许多变动和修改。例如，尽管以附图详细显示了螺纹滚压附件，但其各种部件和构件的结构和形状均可按要求进行变动与修改。例如，轴衬就可以省略，臂的形状也可以变动或修改。致动件的形状可以按要求做变动。如所指出的那样，销子可以穿透辊子，或者销状突出部分可以按要求从辊子的一个末端上朝外延伸。所以，尽管已对所推荐形式的改进型附件及快速松释机构做了显示和说明，并论及其各种变动和修改，但专业人员还可以考虑做其他的变动和修改，只要不违背如随附的权利要求书所定义及区分的本发明的宗旨就行。
权利要求
1.一种机床所用切向滚压附件，包括一个本体；一对臂，所述臂具有可枢转地安装在上述本体上的近侧边际末端部分，还具有远侧边际末端部分，该臂被偏压得顺着相反的角度方向移动，从而，上述远侧边际末端部分就会被推动而彼此背离地移动；辊子，它安装在每只臂的远侧边际末端部分上，用于当上述附件被移动得与工件切向啮合时，把作用力传给该工件；楔形构件，它安装在上述本体上，用于顺着与上述工件的纵向轴线相平行的方向相对于本体而移动；致动件，它安装在上述本体上，用于选择性地使上述楔形构件相对于该本体而移动，以改变上述辊子的轴线之间的间隔。
2.如权利要求1所述的切向滚压附件，其特征在于上述楔形构件具有倾斜表面，且该附件包括枢轴座，该枢轴座安装在上述臂上，且与上述楔形构件以区域接触状态啮合。
3.如权利要求1所述的切向滚压附件，其特征在于上述楔形构件具有操作性地被布置的倾斜表面，从而，当该楔形构件相对于上述本体而被移动时，上述辊子就会对应于一条线而对称移动，该条线与上述辊子的轴线之间的一条线相垂直。
4.如权利要求1所述的切向滚压附件，其特征在于该附件被构造得安装在转塔的周边工位上。
5.如权利要求1所述的切向滚压附件，还包括一个快速松释机构，该机构操作性地布置在上述臂中一个臂与其相关辊子之间。
6.如权利要求5所述的切向滚压附件，其特征在于上述本体具有开口，且该附件还包括一个可移动地安装在上述本体上的滑动件，该滑动件具有被大直径部分所限定的开口，该大直径部分与小直径部分相交；一根弹簧，它在上述滑动件与本体之间起作用，以便推动该滑动件顺着一个方向移动，从而，上述小直径部分就会与本体的孔对准；以及其中，销子从上述辊子朝外延伸，当该辊子安装在上述本体上时，该销子适合于穿过该本体开口，该销子具有环形槽；且上述滑动件被构造并布置得使该滑动件可以在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置上，上述大直径开口会与本体开口对准而允许该销子穿过该本体开口，在第二位置上，小直径开口会紧靠地面对着上述槽，以防止销子相对于该本体并非故意地顺轴向移动；因而，上述滑动件可与上述销子啮合，以防止上述辊子从上述本体上并非故意地分离开。
7.如权利要求6所述的机床所用切向滚压附件，其特征在于上述辊子具有穿通孔口，且上述销子被布置得可滑动地穿透该穿通孔口。
8.如权利要求1所述的机床所用切向滚压附件，其特征在于上述致动件包括安装在上述本体上的可转动旋钮，以及齿轮系，该齿轮系操作性地介于上述旋钮与楔形构件之间，从而，该旋钮的转动移动就会使该楔形构件做线性移动。
9.如权利要求1所述的切向滚压附件，其特征在于至少一个上述辊子，无需任何工具，就可转动地安装在相关的臂上。
10.如权利要求1所述的切向滚压附件，其特征在于每个辊子均从一组由螺纹辊、滚花辊、抛光辊组成的部件中选择。
11.一种快速松释机构，用于把辊子安装在机床附件的臂上，该机构包括包含着本体的上述附件，该本体具有开口；一个可移动地安装在上述本体上的滑动件，该滑动件具有被大直径部分所限定的开口，该大直径部分与小直径部分相交；一根弹簧，它在上述滑动件与本体之间起作用，以便推动该滑动件顺着一个方向移动，从而，上述小直径部分就会与本体的孔对准；以及其中，销子从上述辊子朝外延伸，当该辊子安装在上述本体上时，该销子适合于穿过该本体开口，该销子具有环形槽；且上述滑动件被构造并布置得使该滑动件可以在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置上，上述大直径开口会与本体开口对准而允许该销子穿过该本体开口，在第二位置上，小直径开口会紧靠地面对着上述槽，以防止销子相对于该本体并非故意地顺轴向移动；因而，上述滑动件可与上述销子啮合，以防止上述辊子从上述本体上并非故意地分离开。
12.如权利要求11所述的切向滚压附件，其特征在于上述辊子具有穿通孔口，且上述销子被布置得可滑动地穿透该穿通孔口。
全文摘要
一种用于机床的切向滚压附件(20)，大致地包括一个本体(21)；一对臂(22L、22R)，该臂具有可枢转地安装在本体上的近侧边际末端部分(23L、23R)，以及远侧边际末端部分(24L、24R)。臂受偏压而顺着相反的角度方向移动，从而，其远侧边际末端部分就被推进而彼此背离地移动。辊子(28L、28R)安装在每只臂的远侧边际末端部分上，以便当该附件被移动得与工件切向啮合时而把作用力分传给该工件。楔形构件(29)安装在本体上，以便顺着一个与工件纵向轴线相平行的方向相对于该本体而移动。安装在本体上的致动件(30)用于选择性地使楔形构件相对于本体而移动，以便改变辊子轴线之间的间隔。改进型滚压头还可以包含一个快速松释机构(33L、33R)，该机构用于把辊子安装在机床附件的臂上。
文档编号B21H3/00GK1496782SQ0316018
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年9月30日
发明者保罗·W·阿拉特, 桑德罗·G·贝尔帕诺, 里贝拉托·皮特兰托尼, G 贝尔帕诺, 保罗 W 阿拉特, 托 皮特兰托尼 申请人:C.J.温特机械技术公司