一种转子支架端面旋压设备及转子支架端面旋压加工方法与流程

本发明涉及旋压设备技术领域，尤其涉及一种转子支架端面旋压设备及转子支架端面旋压加工方法。

背景技术：

汽车变速箱由多种零部件装配组成。近年来，随着变速箱的快速更新换代，其核心零部件的加工难度和质量要求越来越高。

对于变速箱内的部分壳状零配件，现有的加工手段为通过冲压工艺加工料饼以成型为零配件。但是，对于一些壁厚较薄且形状复杂的壳体类零配件采用传统的冲压工艺加工存在耗时长、加工成本高且冲压料饼时容易造成料饼的弯曲位置开裂进而导致良品率低的问题。图1为dht变速箱的转子支架结构图。其中，dht全称dedicatedhybridtransmission，中文名称为混合动力专用变速箱。该类转子支架的主体包括筒体部1'和同轴成型于筒体部1'的一端的收口部2'。其中，筒体部1'和收口部2'之间的台阶面3'呈凹陷状，其结构特点是外形较大、壁薄、厚度分布不均且筒体部1'和收口部2'的直径相差较大，筒体部1'和收口部2'之间的圆角角度大。如果采用冲压工艺，由于壁厚的不均匀需要用较厚板材，进而使得冲压难度大大提高且在收口部2'的圆角处容易开裂导致报废。

因此，亟需提供一种转子支架端面旋压设备及转子支架端面旋压加工方法，能够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种转子支架端面旋压设备，能够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种转子支架端面旋压设备，用于将料饼旋压成同轴设置有筒体部和收口部的转子支架，所述筒体部连接所述收口部的一端的台阶面呈凹陷状，所述转子支架端面旋压设备包括：

相对设置的尾顶和芯棒座，所述芯棒座上装配有芯棒，所述芯棒包括收口段和设置于所述收口段底部的筒体段，所述料饼能够装配于所述芯棒上，所述尾顶能压靠于所述料饼上；

收口端旋滚轮，设置于所述芯棒的一侧，能靠近所述收口段以使所述料饼上旋压形成所述台阶面和所述收口部；

筒体旋压滚轮组件，设置于所述芯棒的周侧，能靠近所述筒体段以使完成所述台阶面和所述收口部加工的所述料饼旋压形成所述筒体部。

可选地，所述收口端旋滚轮呈圆台体结构，所述收口端旋滚轮的底角用于点接触旋压所述料饼。

可选地，所述收口端旋滚轮的圆台侧面上环设有限位凸缘，且所述限位凸缘位于远离所述收口端旋滚轮的底脚的一端上，所述料饼上旋压形成所述收口部时，所述限位凸缘用于限定所述料饼上形成的所述收口部的高度。

可选地，所述收口端旋滚轮的底角旋压于所述料饼的上表面，且所述限位凸缘的底部与所述收口端旋滚轮的底脚之间的距离大于所述收口段的长度。

可选地，所述转子支架端面旋压设备还包括退料盘，所述退料盘套设于所述芯棒座上且能够沿所述芯棒座的轴向移动。

可选地，所述转子支架端面旋压设备还包括尾顶座，所述尾顶可转动地设置于所述尾顶座上。

可选地，所述筒体旋压滚轮组件包括设置于所述芯棒的周侧的第一旋压轮、第二旋压轮和第三旋压轮，所述第一旋压轮、所述第二旋压轮和所述第三旋压轮分别用于旋压所述料饼，以使所述料饼上形成所述筒体部。

可选地，所述芯棒座及所述芯棒通过旋转驱动组件驱动旋转。

可选地，所述转子支架端面旋压设备还包括：

收口端旋移动组件，所述收口端旋滚轮可转动地设置于所述收口端旋移动组件的输出端，所述收口端旋移动组件用于驱动所述收口端旋滚轮水平的靠近或远离所述芯棒；

收口端旋升降组件，所述收口端旋移动组件设置于所述收口端旋升降组件的输出端，所述收口端旋升降组件用于驱动所述收口端旋滚轮做升降移动。

本发明的另一个目的在于提出一种转子支架端面旋压加工方法，能够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种转子支架端面旋压加工方法，基于如上所述的转子支架端面旋压设备，包括以下步骤：

收口部及台阶面的旋压成型：将所述料饼放置于所述芯棒上，通过所述收口端旋滚轮旋压所述料饼，使所述料饼的上表面的部分物料受旋压挤压而变形并堆积贴靠于所述收口段的外周壁上，以使所述料饼上形成所述台阶面和所述收口部；

筒体部的旋压成型：将所述收口端旋滚轮复位，通过所述筒体旋压滚轮组件旋压所述料饼，使已完成所述台阶面和所述收口部加工的所述料饼的未加工部分受旋压挤压而变形并堆积贴靠于所述筒体段的外周壁上，以使所述料饼上形成所述筒体部。

本发明的有益效果为：

本发明通过收口端旋滚轮靠近芯棒的收口段，来旋压放置于芯棒上的料饼，料饼在收口端旋滚轮的旋压作用下发生形变最终形成收口部和台阶面。然后，尾顶压靠于料饼上，再通过筒体旋压滚轮组件靠近芯棒的筒体段，来旋压完成台阶面和收口部加工的料饼，进而形成筒体部，最终获得转子支架，相比采用冲压设备加工转子支架，本发明的转子支架端面旋压设备够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。本发明的转子支架端面旋压加工方法，能够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。

附图说明

图1是dht变速箱的转子支架结构图；

图2是本发明提供的装载有料饼的转子支架端面旋压设备的结构示意图；

图3是本发明提供的收口端旋滚轮的剖视示意图；

图4是本发明提供的收口端旋滚轮加工料饼形成收口部和台阶面的过程示意图；

图5是本发明提供的筒体旋压滚轮组件加工料饼形成筒体部的过程示意图。

图中：

1-尾顶；2-芯棒座；3-芯棒；31-收口段；32-筒体段；4-收口端旋滚轮；41-限位凸缘；5-筒体旋压滚轮组件；51-第一旋压轮；52-第二旋压轮；53-第三旋压轮；6-退料盘；7-尾顶座；8-料饼。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，为dht变速箱的转子支架结构图，该类转子支架的主体包括筒体部1'和同轴成型于筒体部1'的一端的收口部2'。其中，筒体部1'和收口部2'之间的台阶面3'呈凹陷状。现有技术中对于该类变速箱的零配件加工通常采用冲压设备完成，但是由于转子支架等一些壳状零配件的壁厚较薄等问题，采用冲压设备加工存在加工难度大、良品率低的问题。

如图2所示，本实施例提出的一种转子支架端面旋压设备主要用于将料饼8旋压成转子支架，料饼为圆饼状物料。转子支架端面旋压设备主要包括相对设置的尾顶1和芯棒座2，芯棒座2上装配有芯棒3，芯棒3包括收口段31和设置于收口段31底部的筒体段32，收口段31的外部轮廓与转子支架的收口部的内部轮廓相同，筒体段32的外部轮廓与转子支架的筒体部的内部轮廓相同，料饼8能够装配于芯棒3上。收口端旋滚轮4设置于芯棒3的一侧，收口端旋滚轮4能靠近收口段31以使料饼8上旋压形成台阶面和收口部；筒体旋压滚轮组件5设置于芯棒3的周侧，筒体旋压滚轮组件5能靠近筒体段32以使完成台阶面和收口部加工的料饼8旋压形成筒体部。

实际旋压加工时料饼8装配在芯棒3上，通过收口端旋滚轮4靠近芯棒3的收口段31，来旋压放置于芯棒3上的料饼8，料饼8在收口端旋滚轮4的旋压作用下，料饼8的上表面的部分物料受挤压变形并堆积贴靠在收口段31的外周壁上最终形成收口部，同时料饼8在收口端旋滚轮4的旋压作用下，料饼8的对应形成台阶面的区域紧紧贴靠在收口段31和筒体段32之间的用于形成台阶面的表面上，进而使料饼8上形成凹陷状的台阶面。然后，将尾顶1压靠于料饼8上，以将料饼8固定在尾顶1和芯棒3之间，再通过筒体旋压滚轮组件5靠近芯棒3的筒体段31，来旋压已经完成台阶面和收口部加工的料饼8，进而使料饼8上形成筒体部，最终获得转子支架。相比现有技术采用冲压设备直接冲压料饼8，使料饼8直接发送弯曲来形成收口部不同。本实施例中，收口部的形成是通过收口端旋滚轮4推压料饼8的上表面的部分物料使其受挤压变形并堆积贴靠于收口段31的外周壁上，进而形成收口部，避免了冲压设备冲压形成收口部时，收口部的拐角位置的开裂问题，大大提高了良品率，且转子支架端面旋压设备的结构简单，加工方便，降低了加工成本、提高了加工效率。

具体而言，转子支架端面旋压设备还包括尾顶1和旋转驱动组件(图中未示出)。尾顶1可转动地设置于尾顶座7上，芯棒座2及芯棒3通过旋转驱动组件驱动旋转，进而带动芯棒3上的料饼8旋转运动。本实施例中，旋转驱动组件为驱动电机，驱动电机的输出端连接芯棒座2，实现旋转驱动。

进一步地，转子支架端面旋压设备还包括退料盘6，退料盘6套设于芯棒座2上且能够沿芯棒座2的轴向移动。当完成对料饼8的加工最终获得转子支架后，通过向上推动退料盘6，使退料盘6抵靠于加工成型的转子支架的下端，进而将转子支架从芯棒3上顶出取下，使用简单方便。

而为了使得收口端旋滚轮4能够靠近芯棒3的收口段31并完成对料饼8的收口部以及台阶面的加工成型。具体而言，转子支架端面旋压设备还包括收口端旋移动组件和收口端旋升降组件(图中未示出)。收口端旋滚轮4可转动地设置于收口端旋移动组件的输出端，收口端旋移动组件用于驱动收口端旋滚轮4水平的靠近或远离芯棒3。收口端旋移动组件设置于收口端旋升降组件的输出端，收口端旋升降组件用于驱动收口端旋滚轮4做升降移动。具体而言，收口端旋移动组件为现有技术采用的常见直线位移驱动机构，如直线电机、气缸等结构。而收口端旋升降组件也为现有技术采用的常见的升降位移驱动机构，如直线电机、气缸等结构。

而为了能够在旋压的过程中挤压料饼8的上表面的部分物料以使其向靠近芯棒3的收口段31的方向移动并堆积贴靠在收口段31的外周壁上。如图2-4所示，收口端旋滚轮4的具体结构呈圆台体结构，而收口端旋滚轮4的底角用于点接触旋压料饼8。收口端旋滚轮4的底角与料饼8的接触方式为点接触方式。当对料饼8进行收口部和台阶面加工时，如图4所示，料饼8放置在芯棒3上，在收口端旋移动组件和收口端旋升降组件的驱动下收口端旋滚轮4沿进给方向靠近收口段31。其中，收口端旋滚轮4的进给方向可以分解为水平方向靠近收口段31的水平方向和竖直方向向下挤压料饼8的竖直方向这两个方向。当收口端旋滚轮4的底脚挤压料饼8时，料饼8在收口端旋滚轮4的挤压作用下紧紧的压紧在芯棒3的筒体段32的上表面上，并随芯棒3一起自旋转动，而由于收口端旋滚轮4可转动地设置于收口端旋移动组件的输出端，所以收口端旋滚轮4也会发生自旋转动，进而使得收口端旋滚轮4不会与料饼8的上表面发生滑动摩擦。此时，料饼8主要受到收口端旋滚轮4的挤压力以及芯棒3传来的旋转转动力。因此，料饼8一边旋转一边受到收口端旋滚轮4的挤压力，进而使得料饼8的上表面上的部分物料发生挤压变形而凸起，并在收口端旋滚轮4的挤压下逐步靠近收口段31，当料饼8上表面上的部分物料堆积于收口段31的附近时，保持收口端旋滚轮4的靠近收口段31一侧的圆台外侧壁与收口段31的外侧壁相平行，使收口端旋滚轮4的圆台外侧壁能够进一步挤压该部分物料并使该部分物料挤压变形并贴靠在收口段31的外周壁上，最终使料饼8上形成圆筒状的收口部并同时形成凹陷状的台阶面。

更进一步地，在收口端旋滚轮4挤压料饼8形成收口部和台阶面时，料饼8的上表面上被挤压堆积的物料会沿着芯棒3的收口段31的外周壁逐步竖直向上堆积来形成收口部。而为了避免物料形成收口部时向上堆积的高度过高，而影响后续加工。如图3-4所示，收口端旋滚轮4的圆台侧面上环设有限位凸缘41，且限位凸缘41位于远离收口端旋滚轮4的底脚的一端上，料饼8上旋压形成收口部时，限位凸缘41用于限定料饼8上形成的收口部的高度。具体而言，收口端旋滚轮4的底角旋压于料饼8的上表面时，限位凸缘41的底部与收口端旋滚轮4的底脚之间的距离大于收口段31的长度。当料饼8的上表面上被挤压堆积的物料沿着芯棒3的收口段31的外周壁逐步竖直向上堆积形成收口部时，受挤压变形的物料的顶部最终会抵靠于限位凸缘41的底部，然后该部分物料将停止继续沿竖直方向向上爬升，而是沿水平方向堆积在芯棒3的收口段31的顶部，避免了受挤压变形的物料形成收口部时向上堆积的高度过高，而影响后续加工的问题，且限位凸缘41的结构简单，加工成型方便，

在完成对料饼8的收口部以及台阶面的加工成型后，还需要使用筒体旋压滚轮组件5进一步加工料饼8，使其形成筒体部。具体而言，如图2所示，筒体旋压滚轮组件5包括设置于芯棒3的周侧的第一旋压轮51、第二旋压轮52和第三旋压轮53，第一旋压轮51、第二旋压轮52和第三旋压轮53分别用于旋压料饼8，以使料饼8上形成筒体部。具体而言，转子支架端面旋压设备还包括第一移动组件和第一升降组件(图中未示出)。第一旋压轮51可转动的设置于第一移动组件的输出端，第一移动组件设置于第一升降组件的输出端。第一移动组件采用现有技术中的直线位移机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第一旋压轮51水平的靠近或远离芯棒3的筒体段32，而第一升降组件采用现有技术中的直线升降机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第一旋压轮51竖直的靠近或远离芯棒3的筒体段32。

同理，对于第二旋压轮52和第三旋压轮53的驱动移动。具体而言，转子支架端面旋压设备还包括第二移动组件和第二升降组件、第三移动组件和第三升降组件。第二旋压轮52可转动的设置于第二移动组件的输出端，第二移动组件设置于第二升降组件的输出端。第二移动组件采用现有技术中的直线位移机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第二旋压轮52水平的靠近或远离芯棒3的筒体段32，而第二升降组件采用现有技术中的直线升降机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第二旋压轮52竖直的靠近或远离芯棒3的筒体段32。而第三旋压轮53可转动的设置于第三移动组件的输出端，第三移动组件设置于第三升降组件的输出端。第三移动组件采用现有技术中的直线位移机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第三旋压轮53水平的靠近或远离芯棒3的筒体段32，而第三升降组件采用现有技术中的直线升降机构，可以是直线驱动气缸等结构来驱动第三旋压轮53竖直的靠近或远离芯棒3的筒体段32。

如图5所示，实际加工时，第一移动组件和第一升降组件驱动第一旋压轮51沿自上而下的进给方向靠近料饼8，并旋压于料饼8的上表面，在第一旋压轮51的旋压作用下，料饼8发生形变，进而初步形成筒体部的基本轮廓。

当第一旋压轮51完成对料饼8的初步旋压以形成筒体部的基本轮廓后，通过第二旋压轮52进一步旋压料饼8，使料饼8的对应部位贴靠于芯棒3的筒体段32的外周壁上，形成筒体部的主要轮廓。由于此时加工形成的筒体部的壁厚较厚，依然无法达到转子支架的筒体部的壁厚设计需要，进一步的通过第三旋压轮53沿自上而下的进给方向挤压料饼8的已经形成主要轮廓的筒体部的外周壁，在第三旋压轮53挤压作用下，多余的物料被挤压堆积到已经形成主要轮廓的筒体部的底部，且使得已经形成主要轮廓的筒体部的内壁完全贴靠于筒体段32的外周壁上，最终形成厚度达到设计要求筒体部，进而获得转正支架。

现有技术中该类转子支架采用冲压设备通过冲压工艺加工成型，存在不良率高、加工成本高，难度大等问题。本实施例的转子支架端面旋压设备放弃了采用冲压设备通过冲压工艺加工成型的生产思路，利用料饼8的可塑性形变特性，通过带有限位凸缘41的收口端旋滚轮4来旋压放置于芯棒3上的料饼8，其中，芯棒3的外形轮廓与加工成型的转子支架的轮廓形状相同。在收口端旋滚轮4的旋压作用下，料饼8的上表面的物料被挤压并堆积贴靠在收口段31的外周壁上，进而使料饼8上形成收口部和凹陷的台阶面。然后再通过第一旋压轮51、第二旋压轮52和第三旋压轮53进一步旋压料饼8，最终获得具有设定尺寸厚度的筒体部，完成收口部、筒体部以及台阶面的加工，以获得转子支架。

本实施例还提出了一种转子支架端面旋压加工方法，基于本实施例提出的转子支架端面旋压设备，该转子支架端面旋压加工方法主要包括以下步骤：

1)收口部及台阶面的旋压成型：将所述料饼放置于所述芯棒上，通过所述收口端旋滚轮旋压所述料饼，使所述料饼的上表面的部分物料受旋压挤压而变形并堆积贴靠于所述收口段的外周壁上，以使所述料饼上形成所述台阶面和所述收口部。

2)筒体部的旋压成型：将所述收口端旋滚轮复位，通过所述筒体旋压滚轮组件旋压所述料饼，使已完成所述台阶面和所述收口部加工的所述料饼的未加工部分受旋压挤压而变形并堆积贴靠于所述筒体段的外周壁上，以使所述料饼上形成所述筒体部。

本实施例提出的转子支架端面旋压加工方法能够降低转子支架的加工成本、提高加工效率及良品率。具体而言，如图4-5所示，现结合本实施例的转子支架端面旋压设备，对于转子支架的具体加工方法进行详细说明。

1)将带有圆孔的料饼8装配于芯棒3上，收口段31插设于料饼8的圆孔中，启动旋转驱动组件，使芯棒座2、芯棒3及料饼8绕轴线同步转动。尾顶1、第一旋压轮51、第二旋压轮52、第三旋压轮53及收口端旋滚轮4分别停靠于起始位。

2)沿收口端旋滚轮4的进给方向(其中，收口端旋滚轮4的进给方向可分解为水平的靠近收口段31的方向和竖直向下的方向)驱动收口端旋滚轮4靠近芯棒3的收口段31，使收口端旋滚轮4的底脚点接触抵压于料饼8的上表面，使料饼8压紧于收口端旋滚轮4和芯棒3的筒体段32之间。收口端旋滚轮4在芯棒3转动的带动下同步进行自转运动，使得收口端旋滚轮4与料饼8的上表面滚动接触。在收口端旋滚轮4沿进给方向的运动作用下，料饼8的上表面的物料受挤压变形，并逐步向靠近收口段31的外周壁的方向进行堆积。

3)收口端旋滚轮4沿水平方向移动到靠近收口段31的设定的位置后，停止沿进给方向继续移动，保持收口端旋滚轮4的靠近收口段31的圆台外周壁平行于收口段31的外周壁，使受挤压堆积的物料在收口端旋滚轮4的圆台外周壁的挤压力作用下继续沿竖直方向向上堆积并贴靠于收口段31的外周壁，进而最终形成收口部，而在形成收口部的同时，台阶面也加工形成。

4)将收口端旋滚轮4移走复位，并将尾顶1压靠于完成收口部和台阶面加工的料饼8上，进而使得料饼8固定于尾顶1和芯棒3之间，尾顶1随着芯棒3进行同步转动。驱动第一旋压轮51沿水平方向靠近芯棒3，并停靠于料饼8的上方设定位置，驱动第一旋压轮51沿自上而下的进给方向移动，以旋压料饼8伸出于芯棒3的部分，使料饼8受力向下初步变形，形成筒体部的基本轮廓。

5)驱动第二旋压轮52沿水平方向靠近芯棒3，并停靠于料饼8的上方设定位置，驱动第二旋压轮52沿自上而下的进给方向移动，进一步旋压料饼8，使料饼8的对应部位贴靠于芯棒3的筒体段32的外周壁上，形成筒体部的主要轮廓。

6)驱动第三旋压轮53沿水平方向靠近芯棒3，并停靠于料饼8的上方设定位置，驱动第三旋压轮53沿自上而下的进给方向移动，进一步挤压料饼8的已经形成主要轮廓的筒体部的外周壁，在第三旋压轮53挤压作用下，多余的物料被挤压并堆积到已经形成主要轮廓的筒体部的底部，并使得已经形成主要轮廓的筒体部的内壁完全贴靠于筒体段32的外周壁上，最终加工形成厚度达到设计要求筒体部，获得转正支架。

7)第一旋压轮51、第二旋压轮52及第三旋压轮53分别移走回到起始位。尾顶1向上移动回复到起始位，旋转驱动组件停止转动，通过向上移动退料盘6使退料盘6抵压到加工成型的转正支架的底部，进而将转正支架从芯棒3上顶出，完成卸料。

8)重复步骤1-7进行下一个料饼8加工形成转子支架的加工制造。

其中，在步骤2-3中，当收口端旋滚轮4压靠于料饼8的上表面上时，为了降低收口端旋滚轮4和料饼8之间的摩擦阻力，可以同步在料饼8的上表面上涂布润滑油，来降低摩擦力，进而避免料饼8被磨坏，保证了良品率。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。