用于细长螺纹轴的滚压随动工具的制作方法

1.本实用新型属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于细长螺纹轴的滚压随动工具。


背景技术：

2.随着发动机设计强化指数不断提高，柴油机连杆螺栓、主轴承紧固螺栓等关重螺栓的设计也在向着高强度大直径大螺距的方向发展，而滚压加工的螺纹由于其表面存在冷作压应力，零件纤维组织较切削的螺纹更加致密，其承载能力较切削加工的螺纹更高，因此关重螺栓螺纹一般都要求滚压加工。而螺纹滚压过程中零件强度越高、延伸率越小，螺纹滚压难度越大。由于高强度螺栓滚压力较大，利用中心孔定位加工容易造成中心孔的损坏和顶尖的破损，因此通常采用支撑板定位的方法进行加工。而滚压过程中随着螺纹逐渐成形，滚压部分外圆直径逐渐加大，细长轴类螺栓由于其自重较大，滚压力不足以带动零件中心整体自动定心的情况下，就会出现零件中心与机床主轴不平行的情况，导致零件滚压过程出现上跳或螺纹乱扣、零件中径锥度较大的情况。因此需要对细长轴类螺纹滚压技术进行研究，解决此类零件的加工问题。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种用于细长螺纹轴的滚压随动工具，本实用新型解决了细长轴类螺栓螺纹的加工难题，特别是大直径、大螺距、高强度螺栓螺纹加工过程难以定位和螺纹滚压过程零件易上跳和大径锥度过大问题，可在滚丝机上实现对细长轴类高强度大滚压力螺栓的准确定位和可靠支撑，提高零件尺寸准确度，加工效率高，可满足生产需求，安全可靠，加工成本低，适于批量生产，应用范围广。
4.本实用新型采用的技术方案：用于细长螺纹轴的滚压随动工具，具有用于被加工的细长螺纹工件，所述细长螺纹工件的前端被滚压部分外圆放入滚丝机的两个滚丝轮之间，所述前端被滚压部分外圆下部通过设于滚丝机上的支片支撑，所述细长螺纹工件后端通过随动夹具支撑，所述随动夹具随着前端被滚压部分外圆在滚压过程中螺纹大径增大而将细长螺纹工件的后端升高而保证细长螺纹工件中心与滚丝轮中心平行。
5.对上述技术方案的进一步限定，所述随动夹具包括v型块、调节螺母、调节杆、限位螺钉和夹具底座，所述夹具底座中心设有高精度光孔，所述v型块包括v型块本体，所述v型块本体下部连接有v型块支撑杆，所述v型块支撑杆外表面设有外螺纹，所述v型块支撑杆与高精度光孔小间隙配合，所述v型块支撑杆通过设于夹具底座上的限位螺钉进行转动限位和升降行程限位，所述调节螺母处于夹具底座上部位置且与v型块支撑杆螺纹旋合，所述调节杆一端固定在调节螺母侧面上。
6.对上述技术方案的进一步限定，所述v型块支撑杆一侧面上设有限位槽，所述限位螺钉螺纹旋合固定在夹具底座一侧且轴线与夹具底座轴线垂直，所述限位螺钉端头伸入高精度光孔中且与限位槽适配。
7.对上述技术方案的进一步限定，所述调节杆一端通过螺纹结构固定于调节螺母侧面上。
8.本实用新型与现有技术相比的优点：
9.1、本方案在滚压过程中对大规格且较长的细长螺纹工件进行支撑，并在细长螺纹工件滚压过程中对支架进行调整，使细长螺纹工件中心与滚丝轮中心平行，且细长螺纹工件滚压部分与支片接触良好，防止出现零件上抬跳出和螺纹中径锥度过大的现象，解决了细长轴类螺栓螺纹的加工难题，特别是大直径、大螺距、高强度螺栓螺纹加工过程难以定位和螺纹滚压过程零件易上跳和大径锥度过大问题，可在滚丝机上实现对细长轴类高强度大滚压力螺栓的准确定位和可靠支撑，提高零件尺寸准确度，加工效率高；
10.2、本方案设计新颖，易于操作：操作人员通过简单操作便可实现滚压工具的安装、调整和零件滚压过程零件中心的调整，实现零件的安全加工；
11.3、本方案加工精度较高，质量稳定：通过应用本工具，可保证细长轴类零件螺纹滚压过程中零件中心始终与滚丝轮中心平行，解决细长轴类零件螺纹滚压过程中零件上跳和螺纹大径尺寸不一致的问题；
12.4、本方案提高大滚压力螺栓加工的安全性：在大滚压力细长轴螺栓螺纹滚压过程中，如果不能保持零件中心与滚丝轮中心的随时平行，就很容易造成滚丝轮碎裂或零件上跳，严重时可损坏设备，甚至危及操作人员安全，用本随动工装可有效解决以上问题，提高大滚压力细长轴螺栓加工的安全性；
13.5、本方案加工效率高：可方便的根据零件中心的升高量，调整夹具上定位v型块的高度，避免了固定v型增加垫片调整高度造成的繁琐操作，大大提高了零件的加工效率；
14.6、本方案制作材料选用45碳钢经调质处理即可实现，制作简单，生产成本低，便于推广使用；
15.7、细长轴类螺栓螺纹的滚压加工在机械零件设计特别是发动机关重螺栓设计中大量存在，加工过程中普遍存在此类加工难题，本工具为解决此类问题提供了经济可行的思路，应用范围较广，具有较好的推广价值。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型使用状态结构示意图；
18.图3为一种细长螺纹工件的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有
的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
21.请参阅图1
‑
3，详述本实用新型的实施例。
22.用于细长螺纹轴的滚压随动工具，具有用于被加工的细长螺纹工件，如图3所示的一种细长螺纹工件2，该零件材料为34crnimo6,热处理后抗拉强度rm≥1100mpa，屈服强度rp0.2≥940mpa，硬度在35～40hrc，机械性能要求很高，螺纹规格为m78
×4‑
6g，要求滚压加工。螺纹牙底圆角半径要求在r0.5～r0.576之间，滚压力计算下来达到120吨，加工难度较高，对滚丝轮、滚压设备和定位夹具要求很高。该零件在螺纹滚压过程中，滚压力大小和被滚压螺纹的直径、强度有很大关系，被滚压螺纹直径越大、强度越高，相应的滚压力就越大，在大滚压力作用下如果零件中心偏斜，很容易发生滚丝轮崩齿、零件上跳及螺纹中径锥度过大的情况。大直径高强度螺栓螺纹滚压过程中由于滚压力过大易掰断顶尖，因此一般用支片定位。由于滚压过程中零件外径加大，导致零件中心不易保持水平，易造成零件上抬及螺纹中径锥度较大的问题，导致零件尺寸不合格或零件加工无法正常进行。
23.为了解决上述问题，在滚丝机上滚压此类细长螺纹工件2时，设计一种随动夹具4。加工时，所述细长螺纹工件2的前端被滚压部分外圆2
‑
1放入滚丝机的两个滚丝轮1之间，所述前端被滚压部分外圆2
‑
1下部通过设于滚丝机上的支片3支撑，所述细长螺纹工件2后端通过随动夹具4支撑，所述随动夹具4随着前端被滚压部分外圆2
‑
1在滚压过程中螺纹大径增大而将细长螺纹工件2的后端升高保证细长螺纹工件2中心与滚丝轮1中心平行。
24.更进一步的说明，如图1所示，所述随动夹具4包括v型块4
‑
1、调节螺母4
‑
2、调节杆4
‑
3、限位螺钉4
‑
4和夹具底座4
‑
5，所述夹具底座4
‑
5中心设有高精度光孔4
‑5‑
1，所述v型块4
‑
1包括v型块本体4
‑1‑
1，所述v型块本体4
‑1‑
1下部连接有v型块支撑杆4
‑1‑
2，所述v型块支撑杆4
‑1‑
2外表面设有外螺纹4
‑1‑
3，所述v型块支撑杆4
‑1‑
2与高精度光孔4
‑5‑
1小间隙配合，即起到v型块4
‑
1的定位作用，同时还可保证v型块4
‑
1沿孔中心线做上下的滑动。所述v型块支撑杆4
‑1‑
2通过设于夹具底座4
‑
5上的限位螺钉4
‑
4进行转动限位和升降行程限位，具体的，所述v型块支撑杆4
‑1‑
2一侧面上设有限位槽4
‑1‑
4，所述限位螺钉4
‑
4螺纹旋合固定在夹具底座4
‑
5一侧且轴线与夹具底座4
‑
5轴线垂直，所述限位螺钉4
‑
4端头伸入高精度光孔4
‑5‑
1中且与限位槽4
‑1‑
4适配，该结构用于v型块4
‑
1定位，防止v型块4
‑
1工作过程中转动。所述调节螺母4
‑
2处于夹具底座4
‑
5上部位置且与v型块支撑杆4
‑1‑
2螺纹旋合，调节螺母4
‑
2中心为普通螺纹，用于调节v型块4
‑
1高度；所述调节杆4
‑
3一端通过螺纹结构连接于调节螺母4
‑
2侧面上，所述调节螺母4
‑
2外圆上均匀钻有用于调节杆4
‑
3连接的孔；所述调节杆4
‑
3用于转动调节螺母4
‑
2。上述几个零件共同配合能够实现细长轴螺栓的支撑并随着螺纹滚压部分外圆中心的上升随动调整零件后端中心，使零件中心始终与滚丝轮1中心保持水平。
25.工作原理：在滚丝机上滚压细长螺纹工件2，通过滚丝轮1滚压前端被滚压部分外圆2
‑
1，从而在零件上形成滚压螺纹。滚压螺纹时，如图3所示，首先将细长螺纹工件2的前端被滚压部分外圆2
‑
1放在支片3上，为了保证螺纹滚压时工件的前端被滚压部分外圆2
‑
1与支片3接触良好，防止螺栓因中心与滚丝轮1不平行出现零件上跳现象，要求零件中心始终与滚丝轮中心平行。为了保证该工艺要求，在滚压细长螺纹工件2时，细长螺纹工件2的前端被滚压部分外圆2
‑
1支撑在滚丝机的支片3上，后端用本随动夹具4进行支撑，并在细长螺纹
工件2滚压过程中对随动夹具4进行调整，使细长螺纹工件2中心始终与滚丝轮1中心平行，且细长螺纹工件2的前端被滚压部分外圆2
‑
1与支片3接触良好，防止出现零件上抬跳出和螺纹中径锥度过大的现象。具体调节过程：在螺纹滚压过程中，随着螺纹大径增大，零件中心上抬，这时操作者按照细长螺纹工件2中心升高的高度慢慢调整本随动夹具4，先将调节杆4
‑
3插入调节螺母4
‑
2外圆上的螺孔中，转动调节螺母4
‑
2，通过调节螺母4
‑
2的螺纹与v型块4
‑
1上外螺纹4
‑1‑
3的相对转动，带动v型块4
‑
1按照零件中心升高的高度慢慢随动，使细长螺纹工件2后端中心与前端中心同步升高，保证零件中心与滚丝机导轨平行,细长螺纹工件2的前端被滚压部分外圆2
‑
1与支片3支撑面平行且接触良好。本实用新型可有效解决螺纹滚压过程中，零件螺纹部分随着螺纹逐渐形成，直径逐渐加大，零件滚压螺纹部分中心升高，而后端无法随动升高而导致的零件整体中心与滚丝轮中心不平行，零件滚压过程上跳问题，解决了细长轴类螺栓螺纹的加工难题，特别是大直径、大螺距、高强度螺栓螺纹加工过程难以定位和螺纹滚压过程零件易上跳和大径锥度过大问题，可在滚丝机上实现细长轴类螺栓螺纹的高效、安全滚压加工，加工出零件尺寸准确，加工效率高，可满足生产需求，安全可靠，加工成本低，适于批量生产，并可为类似零件加工提供借鉴方案，应用范围广，具有较高的推广价值。
26.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。