一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及挤压加工技术领域，尤其涉及一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置及其使用方法。

背景技术

钢球冷滚挤压工艺是光整加工的一种有效方法。它是用推杆工具把钢球用压力机强行顶过有微小加工余量的内孔，操作方便，易于掌握。在此加工过程中需要用到钢球挤压工作。

传统的钢球挤压工装需与压力机进行连接，但是在实际使用中压力机不同，接口也不同，连接方式也不同。由此造成钢球挤压工装不能通用。此外，钢球挤压工装与压力机的连接方式复杂，装卸不方便，通用性差。钢球挤压工装一旦发生损害维修非常不方便，使用成本大。为改善上述问题，中国专利申请号为201711220683.1提出了一种钢球挤压加工工装，包括底座、放置在底座上的套筒以及压杆；套筒的中心设置有阶梯孔，所述阶梯孔的上部为与压杆配合的小径孔下部为容纳工件的大径孔；底座中心设置工件定位槽，底座的上端外侧面设置用于同套筒配合的限位台，底座内还设置一端与工件定位槽底面连通另一端与底座外侧连通并且倾斜设置的钢球滚道，所述钢球滚道的内径大于钢球直径。单独设置的压杆，能够与任何压力机进行配合使用，通用性强，并且易于维修保养，使用成本低。

但是上述钢球挤压工装缺少稳定的固定结构，工件固定作用不稳定的状态下，会导致在对工件压孔时，容易出现偏差，造成压孔失败。

发明内容

基于现有的钢球挤压工装缺少稳定的固定结构，工件固定作用不稳定的状态下，会导致在对工件压孔时，容易出现偏差的技术问题，本发明提出了一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置及其使用方法。

本发明提出的一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，包括上下两端分别连接有支撑架和支撑腿的固定台，还包括挤压机构、固定机构和驱动机构，所述支撑架中部自上而下设置有挤压孔，所述挤压机构连接于支撑架下端并与挤压孔相连通，所述驱动机构连接于固定台下端，所述固定机构连接于固定台上端，且固定机构通过驱动机构实现其运转，所述固定机构包括四组固定构件，且四组固定构件分别位于固定台四周中心处，所述固定构件包括螺杆和固定板，所述固定板通过螺杆与驱动机构相连接，所述驱动机构包括主驱动部件和四组同步驱动部件，且主驱动部件通过四组同步驱动部件与螺杆连接，所述固定台内底端中心处设置有收纳孔。

优选地，所述主驱动部件包括伺服电机和主动平齿轮，所述固定台下端固定连接有传动机构保护箱，所述伺服电机固定连接于传动机构保护箱内侧，所述主动平齿轮固定连接于伺服电机的输出端。

优选地，所述同步驱动部件包括从动平齿轮和换向机构，所述从动平齿轮位于传动机构保护箱内侧并与传动机构保护箱之间轴承连接，且从动平齿轮与主动平齿轮相啮合，所述换向机构连接于固定构件与从动平齿轮之间，所述固定台侧端固定连接有罩设于换向机构外侧的换向机构保护箱，所述换向机构保护箱侧端固定连接有罩设螺杆的螺杆保护箱。

优选地，所述换向机构包括从动锥齿轮和主动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，所述从动锥齿轮位于从动平齿轮上侧并与从动平齿轮通轴心设置，且从动锥齿轮与从动平齿轮之间固定连接有连接杆，所述主动锥齿轮轴承连接于固定台侧壁上，且主动锥齿轮与螺杆螺纹连接。

优选地，所述固定板侧端固定连接有固定组件，且固定板通过固定组件与螺杆固定连接。

优选地，所述固定板下端固定连接有限位滑块，所述固定台内底端设置有供限位滑块滑动的限位滑槽。

优选地，所述挤压机构包括固定套和调节套，所述固定套上端与支撑架固定连接，且固定套与挤压孔相连通，所述调节套螺纹连接于固定套内侧，且调节套侧端设置有入球孔。

优选地，所述固定台下端固定连接有固定盒，且固定盒与收纳孔相连通，所述固定盒内侧连接有电动推杆，所述电动推杆上端固定连接有缓冲块。

一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，其使用方法如下：

S1、将待加工的柱形工件放置在固定台内底端中心处，启动伺服电机，所述伺服电机驱动主动平齿轮转动，所述主动平齿轮通过从动平齿轮驱动从动锥齿轮带着主动锥齿轮转动，所述主动锥齿轮驱动螺杆带着固定板沿着固定台内底端滑动，四个固定板同步向固定台的中心靠近，实现对柱形工件的夹紧固定；

S2、拧动调节套，使得调节套下端与柱形工件上端面相抵，将钢球从入球孔处放入调节套内侧，将压力机安装在支撑架上端；

S3、启动压力机，压力机的输出端顺着固定套和调节套将钢球向下压动，经过机械力的作用下将钢球从内控的一端挤出另一端，完成加工；

S4、再次使用时，启动电动推杆，利用电动推杆向上顶出钢球即可。

本发明中的有益效果为：

1、该利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，通过设置的挤压机构、固定机构和包括主驱动部件以及四组同步驱动部件的驱动机构，可实现对柱形工件在固定台中心处固定，使得挤压加工更加精准。

2、该利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，通过设置包括固定套和调节套的挤压机构，且调节套螺纹连接于固定套内侧，拧动调节套，使得调节套下端与柱形工件上端面相抵，便于灵活调节，适应不同长度的柱形工件。

3、该利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，通过在固定台下端固定连接固定盒，且固定盒与收纳孔相连通，在固定盒内侧连接电动推杆，在电动推杆上端固定连接缓冲块，用于向上挤出钢球。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明可实现对柱形工件在固定台中心处固定，使得挤压加工更加精准，且便于操作使用，加工效率高，工作稳定性及安全性好，具有良好的综合使用性能。

附图说明

图1为本发明提出的一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置的驱动机构处的结构示意图；

图3为本发明提出的一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置部分剖开状态下的结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本发明提出的一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置的挤压原理示意图。

图中：1、固定台；2、支撑架；3、支撑腿；4、挤压孔；5、固定套；6、钢球；7、调节套；8、入球孔；9、收纳孔；10、固定盒；11、电动推杆；12、缓冲块；13、传动机构保护箱；14、伺服电机；15、主动平齿轮；16、从动平齿轮；17、换向机构保护箱；18、主动锥齿轮；19、螺杆；20、固定板；21、固定组件；22、限位滑槽；23、螺杆保护箱；24、连接杆；25、柱形工件；26、从动锥齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。

参照图1-5，一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，包括上下两端分别连接有支撑架2和支撑腿3的固定台1，还包括挤压机构、固定机构和驱动机构，驱动机构连接于固定台1下端，固定机构连接于固定台1上端，且固定机构通过驱动机构实现其运转，其中：

固定机构包括四组固定构件，且四组固定构件分别位于固定台1四周中心处，固定构件包括螺杆19和固定板20，固定板20侧端固定连接有固定组件21，且固定板20通过固定组件21与螺杆19固定连接，固定板20下端固定连接有限位滑块，固定台1内底端设置有供限位滑块滑动的限位滑槽22，固定板20通过螺杆19与驱动机构相连接；

驱动机构包括主驱动部件和四组同步驱动部件，且主驱动部件通过四组同步驱动部件与螺杆19连接，固定台1内底端中心处设置有收纳孔9，主驱动部件包括伺服电机14和主动平齿轮15，固定台1下端固定连接有传动机构保护箱13，伺服电机14固定连接于传动机构保护箱13内侧，主动平齿轮15固定连接于伺服电机14的输出端，同步驱动部件包括从动平齿轮16和换向机构，从动平齿轮16位于传动机构保护箱13内侧并与传动机构保护箱13之间轴承连接，且从动平齿轮16与主动平齿轮15相啮合，换向机构连接于固定构件与从动平齿轮16之间，固定台1侧端固定连接有罩设于换向机构外侧的换向机构保护箱17，换向机构保护箱17侧端固定连接有罩设螺杆19的螺杆保护箱23，换向机构包括从动锥齿轮26和主动锥齿轮18，主动锥齿轮18与从动锥齿轮26相啮合，从动锥齿轮26位于从动平齿轮16上侧并与从动平齿轮16通轴心设置，且从动锥齿轮26与从动平齿轮16之间固定连接有连接杆24，主动锥齿轮18轴承连接于固定台1侧壁上，且主动锥齿轮18与螺杆19螺纹连接，将待加工的柱形工件25放置在固定台1内底端中心处，启动伺服电机14，伺服电机14驱动主动平齿轮15转动，主动平齿轮15通过从动平齿轮16驱动从动锥齿轮26带着主动锥齿轮18转动，主动锥齿轮18驱动螺杆19带着固定板20沿着固定台1内底端滑动，四个固定板20同步向固定台1的中心靠近，实现对柱形工件25的夹紧固定。

本发明中，支撑架2中部自上而下设置有挤压孔4，挤压机构连接于支撑架2下端并与挤压孔4相连通；挤压机构包括固定套5和调节套7，固定套5上端与支撑架2固定连接，且固定套5与挤压孔4相连通，调节套7螺纹连接于固定套5内侧，且调节套7侧端设置有入球孔8，拧动调节套7，使得调节套7下端与柱形工件25上端面相抵，将钢球6从入球孔8处放入调节套7内侧，将压力机安装在支撑架2上端，启动压力机，压力机的输出端顺着固定套5和调节套7将钢球6向下压动，经过机械力的作用下将钢球6从内控的一端挤出另一端，即可完成加工。

其中，固定台1下端固定连接有固定盒10，且固定盒10与收纳孔9相连通，固定盒10内侧连接有电动推杆11，电动推杆11上端固定连接有缓冲块12，用于向上挤出钢球6。

一种利用钢球挤压扩充内孔内径的工件固定装置，其使用方法如下：

S1、将待加工的柱形工件25放置在固定台1内底端中心处，启动伺服电机14，伺服电机14驱动主动平齿轮15转动，主动平齿轮15通过从动平齿轮16驱动从动锥齿轮26带着主动锥齿轮18转动，主动锥齿轮18驱动螺杆19带着固定板20沿着固定台1内底端滑动，四个固定板20同步向固定台1的中心靠近，实现对柱形工件25的夹紧固定；

S2、拧动调节套7，使得调节套7下端与柱形工件25上端面相抵，将钢球6从入球孔8处放入调节套7内侧，将压力机安装在支撑架2上端；

S3、启动压力机，压力机的输出端顺着固定套5和调节套7将钢球6向下压动，经过机械力的作用下将钢球6从内控的一端挤出另一端，完成加工；

S4、再次使用时，启动电动推杆11，利用电动推杆11向上顶出钢球6即可。

需要进一步说明的是，本申请文件中使用到的电性控制方式是通过控制器来自动控制，并利用外部电源供电，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。