[發明專利]一種花鍵擠壓成形設備

有效

• 申請號: 201210083919.2
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN102632096A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張琦;張美君;張帥;趙升噸;曹苗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B21C23/21
• 分類號: B21C23/21
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于先進材料成形技術領域，具體涉及一種花鍵擠壓成形設備。

背景技術

花鍵軸及花鍵套作為傳動零件，具有接觸面積大、承載能力高、定心精度高、導向性好、齒根較淺、應力集中較小、對軸與輪轂的強度削弱小等優點。在機械系統中起著傳遞軸與軸之間運動和扭矩的作用，是一種聯接強度高、結構緊湊、可靠性高的聯接方式，廣泛應用于汽車、飛機、機床、工程機械、農業等機械的傳動裝置中。

由于采用切削技術加工軸及軸齒類零件存在著材料利用率低、加工時間長、精度低、力學性能較差的缺點，而花鍵的冷擠壓成形工藝屬于無切削加工花鍵的先進工藝，與傳統的切削加工相比，優勢在于：用冷擠壓法加工花鍵，所有齒形一次全部擠出，表面粗糙度可達到Ra0.4；扭轉強度提高20％以上；生產效率高提高近10倍，節省材料10～30％等。

目前花鍵軸擠壓成形的設備大部分采用了軸向擠壓的方法，這種加工方法的缺點在于加工時容易出現坯料的桿部失穩，且無法加工細長花鍵軸類零件，而采用的方法可以完全解決上述問題，故研制出一種采用徑向擠壓成形花鍵軸的設備具有重大的意義。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明目的在于提供一種花鍵擠壓成形設備，具有結構簡單、緊湊、自動化程度高、通用性強的優點。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種花鍵擠壓成形設備，包括動力輸入部分、連桿增力機構、擠壓成形機構、夾持機構、壓緊機構，

動力輸入部分包括交流伺服電機1，交流伺服電機1與行星齒輪減速器2的輸入端連接，行星齒輪減速器2固定在機身3上，行星齒輪減速器2的輸出端與滾珠絲杠10通過聯軸器連接，滾珠絲杠10通過軸承安裝在第二軸承座8和第一軸承座4上，第二軸承座8和第一軸承座4固定在機身3上，絲杠螺母11連接在下活動板12上；

連桿增力機構共四套，沿上活動板9下表面圓周方向90°均勻布置，每套包括第二連桿6，第二連桿6一端與下活動板12鉸鏈連接，另一端與第一連桿5的一端鉸鏈連接，第一連桿5的另一端與機身3連接，第三連桿7的一端與第二連桿6、第一連桿5鉸鏈連接，另一端與上活動板9的下表面鉸鏈連接；

擠壓成形機構包括下筒形件13，下筒形件13連接在上活動板9的上方，下斜楔14連接在下筒形件13內表面上，下斜楔14上安裝有滾針15，上斜楔16上有半圓凹面，上斜楔16連接在瓣模17上，上筒形件18固定在機身3上，上筒形件18內設有瓣模滑道，瓣模17能夠在上筒形件18的瓣模滑道內滑動，下筒形件13的外表面能夠在上筒形件18的內表面軸向滑動；

夾持機構包括第一氮氣缸20，第一氮氣缸20一端與機械手21輸入部分連接，另一端固定在機身3上，機械手21輸出部分夾持坯料19；

壓緊機構包括第二氮氣缸22，第二氮氣缸22一端與壓頂23連接，另一端固定在機身3上，壓頂23下表面壓緊坯料19的上端面。

所述的下斜楔14、上斜楔16的斜面角度為15～30°。

本發明具有以下優點：

1、采用多級增力機構，包括行星齒輪減速器增加傳動扭矩，連桿增力機構，下斜楔14、上斜楔16組成的斜面增力機構，整個增力機構傳動力放大倍數為10～20。

2、結構簡單、緊湊、自動化程度高、通用性強。

3、該設備適用于不同輪廓實心、空心及異形花鍵軸及軸齒類零件的徑向成形擠壓。對于內輪廓零件，成形時需要往毛坯件中加入具有特定輪廓的芯模。對于加工不同外輪廓零件，只需要設計特定形狀的瓣模，瓣模的數量與成形的零件有關，通常取4、6、8等。

4、該設備擠壓成形部分一方面采用斜面機構自導引，將軸向運動轉化為瓣模的徑向運動；另一方面，下斜楔上安裝有滾針，上斜楔上有半圓凹面，將滑動摩擦轉為滾動摩擦，且實現了在徑向擠壓時的振動，減小了徑向成形力，提高零件的加工精度。振動時振幅的大小可以通過使用不同直徑大小的滾針和改變上斜楔有半圓凹面直徑來實現，振動的頻率可以改變滾針和上斜楔有半圓凹面間的中心距來實現。

附圖說明

圖1為本發明總體裝配圖。

圖2為本發明動力輸入部分示意圖。

圖3-1為本發明擠壓成形機構空間示意圖。

圖3-2為本發明擠壓成形機構平面示意圖。

圖4為本發明夾持機構及壓緊機構示意圖。

圖5-1為本發明設備運行初始位置示意圖。

圖5-2為本發明設備運行最終位置示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做詳細描述。