锯链导板滚子的加工设备及加工方法与流程

本发明涉及一种滚子加工领域，尤其涉及锯链导板滚子的加工设备及加工方法。

背景技术：

如图1所示，在链锯的锯链导板a内固设有导轮内圈b，与锯链啮合的导轮c套设在导轮内圈外，导轮内圈和导轮之间的环形区域内布设圆柱形的滚子d。通过滚子d，导轮c可以顺畅地绕导轮内圈b转动。

在此，圆柱形的滚子的作用相当于轴承中的滚珠。因此对滚子的尺寸、形状、表面粗糙度等要求都非常高。任何一个尺寸、形状等参数不符合要求都会严重影响导板的正常使用。

目前锯链导板用滚子的生产加工一般有二种。一种是将圆棒拉制成滚子直径的线材，再用线切割或其他方法把线材切断到滚子要求的厚度、然后进行热处理、抛光等后续加工。

另一种是棒料直接采用车削加工的方法把材料加工到滚子的基本尺寸，然后进行磨削、热处理、抛光等后续加工。

授权公告号为cn107186592b的一种圆柱滚子磨削装置及方法，就公开了这种圆柱滚子的磨削方法。

但是，用以上二种方法生产锯链导板用滚子，均存在工艺复杂、加工环节多、生产速度慢、生产周期长、生产成本高等问题，并且因为锯链导板用滚子的尺寸小，因此机加工很难保证精度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供生产效率高，加工精度高的锯链导板滚子的加工设备及加工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：锯链导板滚子的加工设备，包括下模组件，与下膜组件匹配的上模组件、第一驱动机构和第二驱动机构，所述的第一驱动机构驱动上模组件上下运动，所述的第二驱动机构驱动下模组件绕纵向中心轴进行360度平面旋转；

所述的下模组件的上表面设有至少一个具有圆柱形空腔的成型凹槽；所述的上模组件的下表面设有与所述的成型凹槽匹配的成型凸模和整形凸模；

所述的下模组件旋转，可使所述的成型凹槽依次旋转至成型凸模和整形凸模下方，并可再次旋转至成型凸模下方实现连续加工；

所述的成型凸模与所述的成型凹槽配合将放置在所述的成型凹槽内的球形胚件挤压成圆柱形胚件；

所述的整形凸模与所述的成型凹槽配合用于对所述的圆柱形胚件的上端面进行挤压整形。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：所述的下模组件包括成型盘和成型顶杆，所述的成型盘设有成型通孔，所述的成型顶杆自成型盘下方穿入所述的成型通孔，所述的成型顶杆的上端面和所述的成型通孔的内壁围合形成所述的成型凹槽。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：包括机架，所述的机架包括上模架和下模架，所述的上模组件固定于上模架下方，所述的下模组件可旋转地设于下模架上方，所述的上模架和下模架之间设有导向支撑结构，以在上模组件上下运动过程中起到导向支撑作用。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：包括进料通道和出料通道，所述的下模组件旋转使所述的成型凹槽从位于进料通道侧的进料端转动到位于出料通道侧的出料端。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：包括顶料组件，所述的顶料组件驱使所述的成型顶杆沿成型通孔向上运动，以使位于所述的成型凹槽内的滚子被从所述的成型通孔内顶出，并进入所述的出料通道。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：所述的顶料组件包括位于成型顶杆下方的固定盘以及固定盘和成型顶杆之间的出料顶杆，所述的固定盘设有一与所述的出料顶杆配合的环形滑道；

所述的环形滑道具有坡度，其最低位位于所述的进料端，最高位位于所述的出料端，所述的出料顶杆沿所述的环形滑道运动时因坡度变化向上移动，从而促使所述的成型顶杆向上移动。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：所述的下模组件还包括设在成型盘下方的安装盘，所述的安装盘设有与成型通孔相对的安装孔，所述的成型顶杆的下段部容纳在所述的安装孔内。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：所述的顶料组件还包括过渡盘，所述的过渡盘位于所述的下模组件和固定盘之间，且可随所述的下模组件转动；所述的过渡盘设有对应所述的成型顶杆的导向通孔，所述的出料顶杆容纳在所述的导向通孔内，所述的过渡盘转动而带动所述的出料顶杆沿环形滑道运动。

本发明解决上述技术问题所采用的进一步优化的技术方案为：所述的成型顶杆和安装孔之间设置有限位结构，以使限制所述的成型顶杆脱离所述的安装盘。

本发明的另一个保护主题为：锯链导板用滚子的加工方法，包括如下步骤：

s1、将球形钢珠进行退火处理形成球形胚件；

s2、成型凸模与成型凹槽配合将放置在成型凹槽内的球形胚件挤压成圆柱形胚件；

s3、整形凸模与成型凹槽配合对圆柱形胚件的上端面进行挤压整形，以形成滚子预制品；

s4、将s3所得的滚子预制品进行热处理后得到锯链导板滚子。

与现有技术相比，本发明的优点是利用挤压后材料变形其体积不变的原理，由球形胚件的尺寸精度来保证成型后滚子的尺寸，在挤压工序后增加整形工序使得制成的滚子的尺寸更加精确，更加平整，而且设备结构简单，加工操作方便，生产速度快，生产成本低，有利于应用推广，同时在圆柱面与两个端面之间自然形成圆弧倒角，可有效增大润滑油的留存空间，增强润滑效果减小摩擦的阻力。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为本发明中链锯的局部结构示意图；

图2为本发明中锯链导板滚子的结构示意图；

图3为本发明的优选实施例中锯链导板滚子的加工设备的结构示意图；

图4为本发明的优选实施例中下模组件上表面的结构示意图；

图5为本发明的优选实施例中锯链导板滚子的加工设备内部结构剖视图；

图6为本发明的优选实施例中下模组件的装配爆炸图；

图7为本发明的优选实施例中固定盘的俯视图；

图8为本发明的优选实施例中固定盘的出料端的局部剖视图；

图9为本发明的优选实施例中成型顶杆的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

本实施例中，加工锯链导板滚子的方法是采用将圆球形的球形胚件通过挤压成型制作成圆柱形的滚子预制品，后将滚子预制品进行热处理后等到成品的圆柱形的滚子。

需要说明的是，球形胚件可由市场购买的标准尺寸钢珠经退火处理制成，利用挤压后材料变形其体积不变的原理，由球形胚件的尺寸精度来保证成型后滚子的尺寸。

本实施例提供了一种滚子的挤压成型设备，该设备包括机架、进料机构、成型机构、出料机构。

如图3所示，机架包括底座100、顶板200和若干机架立柱300。底座100和顶板200之间通过机架立柱300连接，并在两者之间形成加工区域，用以设置设有进料通道20的进料机构、对球形胚件n进行挤压成型的成型机构、设有出料通道40的出料机构等。

其中，成型机构包括上模架1和下模架2。下模架2通过机架立柱300架空设置在底座100上方，上模架1设置于下模架2和顶板200之间，下模架2和顶板200之间设有导向支撑结构，导向支撑结构包括纵向导柱700，上模架1可沿着纵向导柱700相对于下模架2上下运动，导向支撑结构以在上模组件502上下运动过程中起到导向支撑作用。

如图3所示，本实施例的成型机构进一步包括下模组件501，与下模组件501匹配的上模组件502、第一驱动机构503和第二驱动机构504。第一驱动机构503驱动上模组件502上下运动，第二驱动机构504驱动下模组件501水平运动。

如图3-6所示，具体地，下模组件501可活动地设于下模架2上，下模组件501的上表面设有至少一个具有圆柱形空腔的成型凹槽5。上模组件502固设于下模架2下，上模组件502的下表面设有与成型凹槽5匹配的成型凸模3和整形凸模4。成型凸模3和整形凸模4沿成型凹槽5的运动方向并列设置，从而可以使成型凹槽5依次与成型凸模3和整形凸模4实现配合。

这样，上模组件502向下运动，成型凸模3与成型凹槽5配合将放置在成型凹槽5内的球形胚件n挤压成圆柱形胚件；整形凸模4与成型凹槽5配合用于对圆柱形胚件的上端面进行挤压整形以形成滚子预制品m。

实际加工过程中，第二驱动机构504驱动下模组件501，使成型凹槽5从位于进料通道20侧的进料端s1，经过位于成型凸模3和整形凸模4的加工位s3，最后移动到位于出料通道40侧的出料端s2。

进料机构输送球形胚件n，并通过进料通道20将其逐个置入位于进料端s1的成型凹槽5内。之后，第二驱动机构504驱动下模组件501，使容纳有球形胚件n的成型凹槽5移动到成型凸模3下方，接着，第一驱动机构503驱动上模架1向下运动，成型凸模3逐步挤压球形胚件n，并最终将球形胚件n挤压成圆柱形胚件。然后，第一驱动机构503驱动上模架1向上运动，第二驱动机构504驱动下模组件501沿运动方向继续运动，使容纳有圆柱形胚件的成型凹槽5移动到整形凸模4下方。再然后，第一驱动机构503驱动上模架1向下运动，整形凸模4对圆柱形胚件的上端面进行挤压整形以形成滚子预制品m。最后，第一驱动机构503驱动上模架1向上运动，第二驱动机构504驱动下模组件501使容纳有滚子预制品m的成型凹槽5移动到出料机构的出料通道40侧，通过出料通道40从设备中输出。

需要说明的是，在挤压工序后增加整形工序使得制成的滚子预制品m的尺寸更加精确，更加平整。

而且在由球体挤压变为圆柱体的过程中，在圆柱面与两个端面之间自然形成圆弧倒角，可有效增大润滑油的留存空间，增强润滑效果减小摩擦的阻力。

需要说明的是，第一驱动机构503在驱动上模组件502向下运动过程中，当成型凸模3或整形凸模4接触到带挤压工件时，其速度逐渐变慢，从而避免冲压力过大而导致过度变形。

本实施例中，通过第一驱动机构503提供成型动力，第一驱动机构503为电机带曲轴结构，可利用现有的冲床。由于锯链导板滚子尺寸较小，直径一般不超过4.5mm，所以成型时，25吨冲床就能满足成型所需的挤压力。

作为一种具体的实施方式，第二驱动机构504包括一纵向中心轴，下模组件501垂直于纵向中心轴而水平设置，下模组件501绕一纵向中心轴360度平面旋转，从而实现成型凹槽5的移动。360度的旋转方式，可使得成型凹槽5再次旋转至成型凸模3下方实现连续加工。

更为优选地，下模组件501的上表面沿旋转中心环形均设有多个成型凹槽5。根据产品和实际情况，下模组件501上可设置8到24个成型凹槽5。上模组件502每向下运动一次，下模组件501就旋转一个分度角，确保成型凹槽5与成型凸模3及整形凸模4对准并实行下一次挤压，以此实现连续生产。这样就进一步提高了生产效率，使得制备周期缩短，生产速度快，降低了生产成本。

如图5-6所示，下模组件501包括成型盘6和成型顶杆7，成型盘6设有成型通孔8，成型顶杆7自成型盘6下方穿入成型通孔8，成型顶杆7的上端面和成型通孔8的内壁围合形成成型凹槽5。

进一步的，下模组件501还包括设在成型盘6下方的安装盘9，并且安装盘9绕纵向中心轴且紧贴成型盘6下表面，安装盘9与成型盘6固定连接以同步转动。安装盘9设有与成型通孔8相对的安装孔10，成型顶杆7的下段部容纳在安装孔10内。

设备还包括安装于下模组件501下方的顶料组件，顶料组件驱使成型顶杆7沿成型通孔8上下运动。

顶料组件包括位于成型顶杆7下方的过渡盘11、固定盘12以及出料顶杆13。过渡盘11位于下模组件501和固定盘12之间，且可随下模组件501同步运动。固定盘12固设于下模架2上，不随下模组件501运动。

过渡盘11设有对应成型顶杆7的导向通孔14，出料顶杆13容纳在导向通孔14内。出料顶杆13可向上移动作用于成型顶杆7的下端面；向下移动作用于固定盘12的上表面。

如图5-8所示，固定盘12的上表面设有一与出料顶杆13配合的顶出滑道15。顶出滑道15具有坡度，其最低位位于进料端s1，最高位位于出料端s2，出料顶杆13沿顶出滑道15运动时因坡度变化上下移动，从而促使成型顶杆7上下移动。这样，当过渡盘11带动出料顶杆13沿顶出滑道15从进料端s1移动到出料端s2时，出料端s2处的成型凹槽5内的滚子预制品m被从成型通孔8内顶出，并进入出料通道40。

与环形均设的成型凹槽5对应，顶出滑道15为环形滑道15，最低位位于进料端s1，最高位位于出料端s2。进料端s1和出料端s2之间通过斜坡平滑过渡。

如图5、9所示，优选地，成型顶杆7和安装孔10之间设置有限位结构，以使限制成型顶杆7脱离安装盘9。在本实施例中，安装孔10的直径大于成型通孔8和导向通孔14。成型顶杆7为两段圆柱体呈阶梯式连接，其上段圆柱71的直径略小于成型通孔8，其下段圆柱72的直径相当于安装孔10的直径，这样一来成型顶杆7的下段圆柱72无法进入导向通孔14，从而限制成型顶杆7脱离安装盘9。

而且这样的设置还使得出料顶杆13的上端面直径明显小于成型顶杆7的下端面，可以使得出料顶杆13更加稳定地作用于成型顶杆7，避免出料顶杆13歪斜而导致卡顿。

优选地，如图6所示，成型盘6、固定盘12、安装盘9和过渡盘11均为圆形盘体，这样使得这个设备结构更加紧凑。

本实施例中，设备还包括与第二驱动机构504连接的圆度分割器。第二驱动机构504和圆度分割器被设置于底座100上。纵向中心轴穿过固定盘12和下模架2与圆度分割器连接。圆度分割器使下模组件501每次旋转一个分度角。

此外，本实施例的进料机构为自动进料机构，进料通道20的进料口通过支架固定在进料端s1，使得进料口对准进料停顿处的成型凹槽5。每次成型的停顿时段，进料机构的振动盘运动，而自动给进料端s1的成型凹槽5落入一个球形胚件n，此球形胚件n随下模组件501旋转实施成型，并最终从出料端s2进入出料通道40并溜到接料容器完成出料。

进一步优选地，如图3、4所示，下模组件501的出料端s2处的上表面设有出料挡板16，出料挡板16引导加工后的滚子进入出料通道40。

综上，需要进一步说明的是，锯链导板用滚子的加工方法，其特征在于包括如下步骤：

s1、将球形钢珠进行退火处理形成球形胚件n；

s2、成型凸模3与成型凹槽5配合将放置在成型凹槽5内的球形胚件n挤压成圆柱形胚件；

s3、整形凸模4与成型凹槽5配合对圆柱形胚件的上端面进行挤压整形，以形成滚子预制品m；

s4、将s3所得的滚子预制品m进行热处理后圆柱形滚子，制备好的圆柱形滚子经过抛光检验就成为成品的锯链导板滚子。

通过本实施例的加工设备，滚子的加工速度可达每分钟200个以上。本实施例的滚子生产方法加工简单方便，生产速度快，且产品的尺寸精度和质量稳定性易于控制。利用本实施例的加工设备和加工方法制备的锯链导板滚子产品质量高，产品的尺寸精度和表面质量接近进口滚子，而价格只是进口产品的六分之一到十分之一。

以上对本发明所提供的锯链导板滚子的加工设备及加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。