一种柔性化高速冷滚打成形装置

1.本发明属于冷滚打成形技术领域，涉及一种柔性化高速冷滚打成形装置。


背景技术：

2.高速冷滚打成型技术是一种精密塑性成形技术，采用高速旋转的滚打轮对毛坯进行滚压和打击，从而强迫金属流动形成零件轮廓的一种绿色近净成形加工方法，该技术已经在齿轮、花键、丝杠等的加工中得到应用。目前的高速冷滚打设备在切换加工齿轮、花键、丝杠等较精密的零件或滚打轮达到预期寿命更换滚打轮时需要将主机头从横梁上拆下调整主轴配合加工所需要的角度或需将主轴拆下以更换滚打轮。在拆装主机头调整角度时，无法保证主机头的安装精度，从而真正调整到所需要的角度。在更换滚打轮时，由于需要对主轴进行拆卸，多次拆装对轴承的精度和使用寿命是极为不利的，拆下后需要更换轴承增多造成了资源的未充分利用。因此，如何设计一种柔性化高速冷滚打成形装置，从而能够实现螺旋升角的准确和快速调节，并且如何使得滚打轮的更换更加便捷、精确，是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种柔性化高速冷滚打成形装置，解决了现有技术中无法便捷更换滚打轮，以及在拆装主机头调整角度时因无法保证主机头的安装精度，从而无法真正调整到所需要角度的问题；
4.本发明所采用的技术方案是，一种柔性化高速冷滚打成形装置，包括主轴调整机构箱体，主轴调整机构箱体内部安装不完全齿涡轮轴，不完全齿涡轮轴两端通过设置在主轴调整机构箱体内部上下两侧的轴承a与轴承b安装定位，不完全齿涡轮轴的齿轮部分与蜗杆啮合，蜗杆轴线方向与不完全齿涡轮轴的轴线方向垂直，蜗杆两端均通过蜗杆固定端盖安装在主轴调整机构箱体内部侧壁上，蜗杆的其中一端还固定有联轴器，联轴器远离蜗杆的一端穿过固定端盖安装有调整筒，主轴调整机构箱体下方通过不完全齿涡轮轴固连滚打主机箱体，滚打主机箱体的内部侧壁上通过两轴承c横向安装有主轴，主轴中部沿轴线方向开有安装槽b，安装槽b内安装有滚打机头。
5.本发明的特点还在于：
6.固定端盖与主轴调整机构箱体刚性连接，主轴调整机构箱体顶部边沿一周向外凸出，所述凸出的边沿上开设有连接孔，主轴调整机构箱体上对应不完全齿涡轮轴的位置还开设有限位孔，限位孔内穿接固定螺钉。
7.不完全齿涡轮轴的齿轮部分为斜齿，不完全齿涡轮轴下端沿垂直于轴线方向开有安装槽a，滚打主机箱体通过安装槽a固连在不完全齿涡轮轴上。
8.滚打主机箱体与主轴调整机构箱体之间存在间隙，滚打主机箱体的箱体上开设有安装孔，滚打主机箱体底部通过螺栓组安装有滚打主机箱体端盖。
9.主轴两端直径小于中部直径，主轴中部与两端连接处呈阶梯状且主轴中部位于两
轴承c之间，与主轴两端对应的滚打主机箱体外侧壁上分别安装有电机支架和主轴端盖。
10.主轴端盖和电机支架分别与滚打主机箱体的外侧壁和滚打主机箱体端盖通过螺栓组固连，滚打主机箱体端盖上开有安装孔，滚打主机箱体端盖通过安装孔固定在滚打主机箱体底部。
11.调整筒远离联轴器的一端安装有调整手轮，蜗杆固定端盖远离蜗杆一侧固定安装有基准筒，基准筒与调整筒之间存在间隙，调整筒上设有指针刻度，所述基准筒上设有角度基准刻度。
12.安装槽b的截面呈圆心角不大于90度的扇形形状，安装槽b的截面半径与主轴相等，安装槽b的截面圆心角所在的两条边在靠近顶点处通过一段圆弧连接，圆弧向靠近圆心角顶点侧凸出。
13.滚打机头包括滚打轮基座，滚打轮基座嵌入安装槽b内且与安装槽b槽面贴合，滚打轮基座通过螺栓与主轴固定。
14.滚打轮基座横截面与安装槽b截面相同，滚打基座由左右对称且相互分离的左基座和右基座对接而成，滚打基座的左基座和右基座远离对接处一端为一对相互平行的平板，平板形状与安装槽b截面相同，平板靠近安装槽b槽面的边缘处刚性连接有弧形板，弧形板的弧面与安装槽槽面贴合且垂直于平板平面，弧形板的两直线端分别安装固定扣且通过固定扣螺栓固定在主轴表面。
15.左基座和右基座的弧形板自由端相互拼接且拼接后形成凹槽，所述凹槽截面形状与安装槽b截面形状相同，凹槽内安装有滚打轮，滚打轮两端通过安装在两侧平板上的轴承d安装定位。
16.本发明的有益效果是：本发明柔性化高速冷滚打成形装置可在满足零件成形精度的前提下高效切换加工齿轮、花键、丝杠等需要调整不同主机角度的零件；并且无需拆卸主轴更加便捷地更换滚打轮，提高生产效率；该装置具有结构紧凑、调节方便、简捷、使用可靠、精度高、拆装、更换方便和加工范围广的特点。
附图说明
17.图1是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置的原理示意图；
18.图2是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置结构示意图；
19.图3是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置的仰视图；
20.图4是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置结构中a-a的剖视图；
21.图5是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置的滚打基座结构示意图；
22.图6是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置的滚打基座结构b-b的剖视图；
23.图7是本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置的滚打基座整体结构图。
24.图中，101.主轴调整机构；102.滚打主机；103.滚打机头；161.平板，162.弧形板；163.固定扣；
25.1.主轴调整机构箱体，2.轴承a，3.不完全齿涡轮轴，4.蜗杆，5.联轴器，6.调整筒，7.基准筒，8.蜗杆固定端盖，9.轴承b，10.滚打主机箱体，11.主轴，12.轴承c，13.主轴端盖，14.电机支架，15.滚打主机箱体端盖，16.滚打轮基座，17.滚打轮，18.轴承d；19安装槽a；20限位孔；21安装槽b。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
27.本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置，如图1和图2所示，主轴调整机构101、滚打主机102和滚打机头103，其中主轴调整机构101包括主轴调整机构箱体1，主轴调整机构箱体1内部安装不完全齿涡轮轴3，不完全齿涡轮轴3两端通过设置在主轴调整机构箱体1内部上下两侧的轴承a2与轴承b9安装定位，不完全齿涡轮轴3的齿轮部分与蜗杆4啮合，蜗杆4轴线方向与不完全齿涡轮轴3的轴线方向垂直，蜗杆4两端均通过蜗杆固定端盖8安装在主轴调整机构箱体1内部侧壁上，蜗杆4的其中一端还固定有联轴器5，联轴器5远离蜗杆4的一端穿过蜗杆固定端盖8安装有调整筒6，主轴调整机构箱体1下方通过不完全齿涡轮轴3固连滚打主机箱体10，滚打主机箱体10的内部侧壁上通过两轴承c12横向安装有主轴11，主轴11中部沿轴线方向开有安装槽b21，安装槽b21内安装有滚打机头103。
28.其中，主轴调整机构箱体1如图1所示，固定端盖8与主轴调整机构箱体1刚性连接，主轴调整机构箱体1顶部边沿一周向外凸出，所述凸出的边沿上开设有连接孔，主轴调整机构箱体1上对应不完全齿涡轮轴3的位置还开设有限位孔20，限位孔20内穿接固定螺钉，固定螺杆为不完全齿涡轮轴3的夹紧部件，限位孔20可以是螺纹孔。
29.不完全齿涡轮轴3的齿轮部分为斜齿，不完全齿涡轮轴3下端沿垂直于轴线方向开有安装槽a19，滚打主机箱体10通过安装槽a19固连在不完全齿涡轮轴3上。
30.滚打主机102如图2和图3所示，滚打主机102包括滚打主机箱体10，滚打主机箱体10与主轴调整机构箱体1之间存在间隙，滚打主机箱体10内部为左右对称结构，滚打主机箱体10为对称布置且两侧箱体分别设置有安装孔，滚打主机箱体10底部通过螺栓组安装有滚打主机箱体端盖15。
31.主轴11两端直径小于中部直径，主轴11的中部和两端连接处呈阶梯状且主轴11中部位于两轴承c12之间，与主轴11两端对应的滚打主机箱体10外侧壁上分别安装有电机支架14和主轴端盖13。
32.主轴端盖13和电机支架14分别与滚打主机箱体10的两外侧壁和滚打主机箱体端盖15通过螺栓组固连，滚打主机箱体端盖15形状与滚打主机箱体10底端横截面相同，滚打主机箱体端盖15四个角落开有安装孔，滚打主机箱体端盖15通过安装孔固定在滚打主机箱体10底部。
33.调整筒6，如图4所示，调整筒6远离联轴器5的一端安装有调整手轮，蜗杆固定端盖8远离蜗杆4一侧固定安装有基准筒7，基准筒7与调整筒6之间存在间隙，调整筒6上设有指针刻度，基准筒7上设有角度基准刻度。
34.安装槽b21，如图5和图6所示,安装槽b21的截面呈圆心角不大于90度的扇形形状，所述安装槽b21的截面半径与主轴11相等，所述安装槽b21的截面圆心角所在的两条边在靠近顶点处通过一段圆弧连接，所述圆弧向靠近圆心角顶点侧凸出。
35.滚打机头103，如图6和图7所示，滚打机头103包括滚打轮基座16，滚打轮基座16嵌入安装槽b21内且与安装槽b21槽面贴合，滚打轮基座(16)通过螺栓与主轴11固定。
36.滚打轮基座16横截面与安装槽b21截面相同，滚打轮基座16由左右对称且相互分离的左基座和右基座对接而成，滚打轮基座16的左基座和右基座远离对接处一端为一对相互平行的平板161，平板161形状与安装槽b21截面相同，平板161靠近安装槽b21槽面的边缘
处刚性连接有弧形板162，弧形板162的弧面与安装槽b21面贴合且垂直于平板161平面，弧形板162的两直线端分别安装固定扣163且通过固定扣163螺栓固定在主轴11表面。
37.左基座和右基座的弧形板162自由端相互拼接且拼接后形成凹槽，凹槽截面形状与安装槽b21截面形状相同，凹槽内安装有滚打轮17，滚打轮17两端通过安装在两侧平板161上的轴承d18安装定位。
38.本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置中主要部件的作用分别如下：
39.不完全齿涡轮轴3：不完全齿涡轮轴3与蜗杆4通过齿轮啮合，其中齿轮部分为斜齿，不完全齿涡轮轴3下方连接头滚打主机102，作用是通过不完全齿涡轮轴3的转动可以带动下方滚打主机102转动，从而可以达到调整滚打主机102转动到加工需要的角度的目的。同时齿轮啮合部分为斜齿可以防止不完全齿涡轮轴3发生转动，从而影响滚打精度。
40.蜗杆4；蜗杆4一侧通过联轴器安装有调整筒6，调整筒6外侧设置有调整手柄，同侧的蜗杆固定端盖8上安装有基准筒7，作用是通过主轴调整机构101的调整筒6使蜗杆4带动不完全齿涡轮轴3，使之调整滚打主机102与滚打机头103所需角度并且调整筒6与基准筒7上的刻度，可以使得调整角度更为精确。
41.滚打主机箱体10：滚打主机箱体10安装后与主轴调整机构箱体(1)具有一定间隙，滚打主机箱体10为对称布置且两侧箱体分别设置有安装孔，作用是主轴11高速转动带动滚打轮17击打工件时，会产生向上的力，滚打主机箱体10安装后与主轴调整机构箱体1具有一定间隙，两侧箱体分别设置有安装孔，可以消除产生的应力起到缓冲效果，防止装置发生损坏。
42.主轴11：主轴11设置在滚打主机箱体10内部，主轴11整体为中部凸起的圆柱状结构且中部圆柱直径大于两端圆柱直径，主轴11两端分别套装有轴承c12，轴承c12对称设置在滚打主机箱体10内靠近左右箱体的两侧，主轴11中部开有安装槽b21且安装槽b21内安装滚打机头103，为整个装置的传动机构。
43.滚打轮基座16：滚打轮基座16与安装槽b21的截面相同，其截面为扇形顶端呈圆弧状的扇状结构，此结构可以在滚打轮17滚打时对其产生的挤压力起到缓冲效果，同时这一结构在安装滚打轮基座16时不需要调整滚打轮17角度，通过挤压可以使得滚打轮17自动达到平衡位置，滚打轮基座16由左右对称且相互分离的左基座和右基座对接而成，滚打轮基座16为对称结构且在中线处相互分离，滚打轮基座16贴近主轴11曲面处设置有安装孔并通过螺栓组与主轴11固定，这一结构特点使得滚打轮基座16可以随时拆卸，同时对称且分离的结构特点也方便对滚打轮17进行更换。
44.本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置，其工作原理如下：
45.将主轴调整机构101的主轴调整机构箱体1安装在冷滚打机床的横梁上，通过调整调整筒6外侧设置的调整手柄，带动通过联轴器5连接的调整筒6和蜗杆4，蜗杆4与不完全齿涡轮轴3的涡轮部分啮合使得安装在不完全齿涡轮轴3上的滚打主机102转动到加工需要的角度，然后通过夹紧部件将不完全齿涡轮轴3夹紧。
46.在需要更换滚打轮17时，将滚打机头103从滚打主机102上卸下，将滚打轮基座16的左右基座分开取出需要更换的滚打轮17，更换完毕后安装回滚打主机102。
47.本发明一种柔性化高速冷滚打成形装置，其优点在于：
48.本发明柔性化高速冷滚打成形装置可在满足零件成形精度的前提下高效切换加
工齿轮、花键、丝杠等需要调整不同主机角度的零件；在主轴11上安装滚打轮基座16可以无需拆卸主轴更加便捷地更换滚打轮，提高生产效率；通过调整调整筒6外侧设置的调整手柄，带动通过联轴器5连接的调整筒6和蜗杆4，蜗杆4与不完全齿涡轮轴3的涡轮部分啮合使得安装在不完全齿涡轮轴3上的滚打主机102可以转动到加工需要的角度，装置不仅有结构紧凑，而且调节方便、简捷、使用可靠、精度高，同时还具有拆装、更换方便和加工范围广的特点；同时本发明柔性化高速冷滚打成形装置可以通过改变连接方式，应用在不同的相关领域的任何装备上。
49.本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。