一种弹性尾顶模具

技术领域

本发明涉及旋压设备技术领域，具体涉及一种弹性尾顶模具。

背景技术

旋压是对坯料进行加压使之发生塑性变形，从而获得所需形状的工件的加工工艺。通过旋压加工获得的工件，整体性能高，精密性好。其中，管桶状工件作为旋压加工的主产工件，在旋压加工的尾段，管桶状工件通常需要进行旋压收口。

根据目前的管桶状工件高精度收口旋压工艺的需求，为了满足成型需求，往往需要将这类高精度的收口旋压分成两道工序完成，第一步是工件通过主轴夹具夹紧工件，进行收口外观的成型粗旋加工工序；第二部是尾顶模伸至收口位，进行最后一道精旋收口加工工序，完成最后的收口位。该方法虽然也较为方便，但前提是机床为适用于管桶状旋压加工的中空主轴结构和带主轴夹具机构的机床设备，对于一般的旋压机床而言，该加工方案无法实现，或需要大量改造设备零部件。

发明内容

为解决现有技术中的旋压机床无法满足桶状工件高精度收口旋压的需求，本发明提供了一种弹性尾顶模具。该弹性尾顶模具使管桶状工件的高精度收口旋压加工可在一次尾顶作业工序中完成，且加工后一次性完成切边工作，无需分多道工序进行，方便快捷，效率更高，且稳定性好。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种弹性尾顶模具，包括主轴夹盘、尾顶轴以及活动尾顶；

所述主轴夹盘的一端为主轴法兰连接端，另一端为旋压夹持端；所述主轴夹盘的旋压夹持端上凹设有可容纳工件的夹持位；

所述活动尾顶设置在所述尾顶轴的靠近所述主轴夹盘的一端上；所述尾顶轴的另一端为传动连接端，可传动连接尾顶驱动件；

还设置有尾顶弹性移动块以及移动复位弹簧；所述尾顶弹性移动块设置在所述尾顶轴上，并位于所述活动尾顶的背离所述主轴夹盘的一侧；所述尾顶弹性移动块可在所述尾顶轴上沿轴向移动；

所述移动复位弹簧套设在所述尾顶轴上，且所述移动复位弹簧的一端与所述尾顶弹性移动块作用连接，另一端与所述尾顶轴作用连接。

在优选的实施例中，所述尾顶弹性移动块包括收口部与干涉部；所述收口部具有与所述尾顶轴的轴向平行的等径柱面，具体为等径圆柱面；所述干涉部具有直径沿背离所述活动尾顶的方向逐渐增大的锥面。

在优选的实施例中，所述尾顶轴上、位于所述尾顶弹性移动块与所述活动尾顶之间，设置有移动块定位环；所述移动块定位环可对所述尾顶弹性移动块向所述活动尾顶靠近的移动行程进行限位。

在优选的实施例中，所述移动复位弹簧通过弹簧定位环与所述尾顶轴作用连接；其中，所述弹簧定位环固定套设在所述尾顶轴上，所述移动复位弹簧的一端与所述弹簧定位环抵接，另一端与所述尾顶弹性移动块抵接。

在优选的实施例中，所述尾顶轴的传动连接端上通过尾顶轴承套连接有尾顶连接法兰；所述尾顶连接法兰可与所述尾顶驱动件直接传动连接。

在更优选的实施例中，所述尾顶轴承套通过轴承及轴承隔套可转动的套设在所述尾顶轴上，并采用牙腹锁紧螺母进行锁紧；所述尾顶轴承套在轴向上与所述尾顶轴固定，在圆周方向上可发生相对转动。

在更进一步优选的实施例中，所述尾顶轴承套与所述尾顶轴之间还设置有防尘圈。

在优选的实施例中，所述夹持位上设置有缓冲尼龙板。

在更优选的实施例中，所述夹持位上凹设有缓冲板安装槽；所述缓冲尼龙板设置在缓冲板安装槽内。

在优选的实施例中，上述任一项所述的一种弹性尾顶模具中，所述活动尾顶通过尾顶弹簧连接设置在所述尾顶轴的靠近所述主轴夹盘的一端上，且所述活动尾顶可相对于所述尾顶轴发生沿轴向的移动。

在更优选的实施例中，所述活动尾顶的靠近所述尾顶轴的一端上开设有尾顶轴装配孔；所述尾顶轴的靠近所述活动尾顶的一端间隙配合的装配在所述尾顶轴装配孔内。

在更进一步优选的实施例中，所述尾顶轴的靠近所述活动尾顶的一端上开设有内槽；所述尾顶弹簧设置在所述内槽内，且一端与所述尾顶轴连接，另一端与所述活动尾顶连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明的弹性尾顶模具中，在尾顶轴上设置尾顶弹性移动块，尾顶弹性移动块上具有带收口等径圆柱面的收口部与带锥面的干涉部，在进行收口旋压加工过程中，坯料或旋轮会对尾顶弹性移动块的干涉部的锥面进行挤压干涉，尾顶弹性移动块会朝背离活动尾顶的方向移动，使坯料工件能够顺利完成旋压收口；而当旋轮或坯料不再对尾顶弹性移动块产生干涉时，尾顶弹性移动块即可在移动复位弹簧的作用下自动进行复位。从而，有效避免尾顶弹性移动块对加工位的干涉，保障旋压收口加工的顺利进行。

而且，在加工至最后的收口位置时，由于旋压加工的力方向基本沿尾顶轴的径向，收口旋压加工的力作用在尾顶弹性移动块的收口部的等径圆柱面上，尾顶弹性移动块不再发生移动，并可按需求加工完成坯料工件的收口。如此，收口旋压加工即可在一次尾顶作业工序中完成，无需分多道工序进行，方便快捷，收口旋压加工效率高，且稳定性好。

另外，活动尾顶与尾顶轴之间通过内置的尾顶弹簧进行连接，而活动尾顶与尾顶轴之间采用间隙配合的插接装配，活动尾顶可相对于尾顶轴发生沿轴向的弹性移动。从而，在收口旋压加工完成后，尾顶轴可适当回缩并带动尾顶弹性移动块脱离工件，而活动尾顶仍在尾顶弹簧作用下顶压工件，使工件仍稳定的位于主轴夹盘的夹持位上而不会掉落，进而可有切边刀进行稳定的切边工作，完成收口去毛边，如此在收口旋压加工后一次性完成切边工作，进一步提高加工效率。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的弹性尾顶模具的整体剖视结构示意图；

图2为弹性尾顶模具进行加工前的松开状态结构示意图；

图3为弹性尾顶模具进行加工前的顶紧状态结构示意图；

图4为弹性尾顶模具进行加工时的初始准备状态结构示意图；

图5为弹性尾顶模具进行加工时初步旋压而尾顶弹性移动块后移的工作状态结构示意图；

图6为弹性尾顶模具进行加工时旋压收口而尾顶弹性移动块后移的工作状态结构示意图；

图7为弹性尾顶模具进行加工时旋压收口而尾顶弹性移动块复位的工作状态结构示意图；

图8为弹性尾顶模具进行加工后切边前的工作状态结构示意图；

图9为弹性尾顶模具进行加工完成后退出的工作状态结构示意图；

附图标注：1-主轴夹盘，101-夹持位，102-缓冲板安装槽，2-尾顶轴，201-内槽，3-活动尾顶，301-尾顶轴装配孔，4-尾顶弹性移动块，401-收口部，402-干涉部，5-移动复位弹簧，6-移动块定位环，7-弹簧定位环，8-锁紧螺钉，9-尾顶弹簧，10-尾顶轴承套，11-尾顶连接法兰，12-轴承，13-轴承隔套，14-牙腹锁紧螺母，15-防尘圈，16-缓冲尼龙板，17-尾顶驱动件，18-旋轮，19-切边刀，20-坯料工件。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“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，仅用于区分描述，仅是为了便于和简化描述本发明，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，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的弹性尾顶模具，参见图1所示，包括主轴夹盘1、尾顶轴2以及活动尾顶3。

其中，所述主轴夹盘1的一端为主轴法兰连接端，主轴夹盘1的另一端为旋压夹持端。旋压作业装配时，主轴夹盘1的主轴法兰连接端与主轴法兰连接，且主轴法兰与旋压主轴传动连接，而旋压夹持端夹持待旋压加工的坯料工件。具体的，在所述主轴夹盘1的旋压夹持端上凹设有可容纳坯料工件的夹持位101，待旋压加工的坯料工件被夹持设置在夹持位101上。如此，在旋压加工作业时，在旋压主轴的带动下可驱使主轴夹盘1旋转，从而带动主轴夹盘1上的坯料工件旋转，以进行旋压加工。

在优选的实施例中，所述夹持位101上设置有缓冲尼龙板16，可对坯料工件进行夹持缓冲，防止坯料工件在尾顶顶压过程中或者在加工过程中产生磨损等损伤。具体的，夹持位101为主轴夹盘1的旋压夹持端表面上内凹设置的内槽位，而在所述夹持位101的槽底部向内凹设有缓冲板安装槽102，而所述缓冲尼龙板16限位设置在缓冲板安装槽102内，且缓冲尼龙板16的表面与缓冲板安装槽102的槽面平齐，从而确保缓冲尼龙板16的缓冲作用同时，保证缓冲尼龙板16的稳定安装。

尾顶轴2为尾顶传动轴，尾顶轴2与主轴夹盘1同心并位于主轴夹盘1的旋压夹持端侧。其中，尾顶轴2的靠近主轴夹盘1的一端为顶压作用端；而所述尾顶轴2的另一端为传动连接端，可传动连接尾顶驱动件。且尾顶轴2可在尾顶驱动件的驱动下向主轴夹盘1靠近进行顶压动作，或远离松开。

在可选的的实施例中，所述尾顶轴2的传动连接端上通过尾顶轴承套10连接有尾顶连接法兰11，而所述尾顶连接法兰11可与所述尾顶驱动件直接传动连接。具体的，所述尾顶轴承套10通过轴承12及轴承隔套13可转动的套设在所述尾顶轴2上，并采用牙腹锁紧螺母14进行锁紧，防止尾顶轴承10沿轴向发生与尾顶轴2的相对移动。如此，所述尾顶轴承套10在轴向上与所述尾顶轴2固定，在圆周方向上可发生相对转动。进行顶压作业时，尾顶驱动件的输出端直接与尾顶连接法兰11传动连接，并可通过尾顶连接法兰11和尾顶轴承套10带动尾顶轴2沿轴向进行往返移动，从而实现靠近或远离主轴夹盘1的移动；并且，通过轴承12与轴承隔套13的设置作用，尾顶轴承套10可与尾顶轴2发生相对转动，即尾顶连接法兰11可与尾顶轴2发生相对转动，从而在尾顶轴2进行旋压旋转时，与尾顶连接法兰11传动连接的尾顶驱动件的输出端可保持相对静止。

在另一个可选的实施例中，所述尾顶轴承套10与所述尾顶轴2之间还设置有防尘圈15，有效防尘防污染，保障尾顶轴承套10与尾顶轴2之间的正常配合工作。

而所述活动尾顶3作为尾顶作业直接与工件顶压接触的构件，设置在尾顶轴2的顶压作用端。在进行尾顶作业前，尾顶轴2在尾顶驱动件的驱动下向主轴夹盘1靠近，并由位于尾顶轴2上的活动尾顶3直接顶压在被主轴夹盘1夹持的坯料工件上。旋压加工时，主轴夹盘1在旋压主轴驱动下进行转动并带动夹持的坯料工件转动，同时与主轴夹盘1顶紧的活动尾顶3以及尾顶轴2也同步转动。

在优选的实施例中，所述活动尾顶3通过尾顶弹簧9连接设置在所述尾顶轴2的靠近所述主轴夹盘1的一端上，即设置在尾顶轴2的顶压作用端。而且，所述活动尾顶3可相对于所述尾顶轴2发生沿轴向的移动。如此，尾顶轴2带动活动尾顶3进行尾顶时，尾顶弹簧9将被压缩；并在旋压加工完成后，尾顶轴2适当退出顶压时，活动尾顶3仍可在被压缩的尾顶弹簧9的弹性作用下对坯料工件进行顶紧。

在一个具体的实施例中，在所述活动尾顶3的靠近所述尾顶轴2的一端上开设有尾顶轴装配孔301，而所述尾顶轴2的靠近所述活动尾顶3的一端通过精密的间隙配合装配在所述尾顶轴装配孔301内，从而使活动尾顶3与尾顶轴2之间可发生沿轴向的相对移动。并且，基于活动尾顶3与尾顶轴2之间精密的间隙配合，尾顶轴2在继续退出顶压时可因配合产生的摩擦力带动活动尾顶3同步移动退出顶压。

而在另一个具体的实施例中，在所述尾顶轴2的靠近所述活动尾顶3的一端上开设有内槽201。其中，所述尾顶弹簧9内置设置在所述内槽201内，且一端与所述尾顶轴2连接，另一端与所述活动尾顶3的尾顶轴向装配孔301的底部连接。

另外，在尾顶轴2上还设置有尾顶弹性移动块4以及移动复位弹簧5。

其中，所述尾顶弹性移动块4设置在所述尾顶轴2上，并位于所述活动尾顶3的背离所述主轴夹盘1的一侧，且所述尾顶弹性移动块4可在所述尾顶轴2上沿轴向移动。

并且，所述尾顶弹性移动块4包括收口部401与干涉部402。具体的，收口部401位于尾顶弹性移动块4的靠近活动尾顶3的一侧，且收口部401为呈圆柱状的台部，收口部401的径向外表面为与所述尾顶轴2的轴向平行的收口等直径圆柱面；而干涉部402位于尾顶弹性移动块4的背离活动尾顶3的一侧，且干涉部402为呈顶面朝向活动尾顶3的梯台，干涉部402具有直径沿背离所述活动尾顶3的方向逐渐增大的锥面。

在一个优选的实施例中，所述尾顶轴2上、位于所述尾顶弹性移动块4与所述活动尾顶3之间，设置有移动块定位环6。其中，移动块定位环6套设在尾顶轴2上，并通过锁紧螺钉8锁紧固定，固定设置的所述移动块定位环6可对所述尾顶弹性移动块4向所述活动尾顶3靠近的移动行程进行限位。

而所述移动复位弹簧5套设在所述尾顶轴2上，且所述移动复位弹簧5的一端与所述尾顶弹性移动块4作用连接，另一端与所述尾顶轴2作用连接。在尾顶弹性移动块4沿背离活动尾顶3的方向移动时，将对移动复位弹簧5进行压缩，被压缩的移动复位弹簧5可弹性驱使尾顶弹性移动块4移动复位。

在一个具体的实施例中，所述移动复位弹簧5通过弹簧定位环7与所述尾顶轴2作用连接。其中，所述弹簧定位环7固定套设在所述尾顶轴2上，可选的，弹簧定位环7套设在尾顶轴2上并通过锁紧螺钉8锁紧固定，而移动复位弹簧5的一端与所述弹簧定位环7抵接，另一端与所述尾顶弹性移动块4抵接。

采用本发明的弹性尾顶模具对坯料工件20进行旋压加工，其具体加工过程如图2～图9所示。

首先，进行旋压作业装配，尾顶轴2的传动连接端上的尾顶连接法兰11与尾顶驱动件17的输出端连接，可选的，尾顶驱动件17为尾顶油缸；而主轴夹盘1的主轴法兰连接端通过主轴法兰与旋压主轴传动连接。参见图2所示，在进行旋压加工前，主轴夹盘1与活动尾顶3分离，坯料工件20的固定端被夹持放入至主轴夹盘1的夹持位101中。进一步参见图3所示，由尾顶驱动件17通过尾顶连接法兰11和尾顶轴承套10带动尾顶轴2以及活动尾顶3向左移动，直至活动尾顶3在顶压坯料工件20上，并使内槽201内的尾顶弹簧9压缩至工作为最小状态。此时，旋压主轴启动，参见图4所示，旋压主轴带动包括主轴夹盘1、活动尾顶3以及尾顶轴2同步转动，旋轮18设置在坯料工件20的外侧并开始安装设定程序进行旋压加工。在收口旋压过程中，参见图5和图6所示，当坯料工件20和旋轮18在工作过程中与尾顶弹性移动块4的干涉部产生干涉时，干涉产生的作用力中具有沿轴向的分力，且由于干涉的作用力较大，尾顶弹性移动块4将会向右移动；而同时，在被压缩的移动复位弹簧5的作用下，当坯料工件20和旋轮18不再对尾顶弹性移动块4产生干涉时，尾顶弹性移动块4将会在移动复位弹簧5的弹性作用下自动复位。

再参见图7所示，当坯料工件20加工至最后一个收口位置时，由于加工的作用力方向基本都在沿尾顶轴2的径向上，即与尾顶弹性移动块4的收口部401的收口平直侧面垂直，尾顶弹性移动块4将不再产生移动，在旋轮20与收口部401的收口等直径圆柱面的配合下即可按指定要求加工完成工件的收口部分。如此，收口旋压加工即可在一次尾顶作业工序中完成，无需分多道工序进行，方便快捷，收口旋压加工效率高，且稳定性好。

在旋压收口完成后，旋轮退出。参见图8所示，尾顶驱动件17带动尾顶轴2向右移动适当距离，使得尾顶弹性移动块4与坯料工件20脱离。此时，虽然尾顶轴2发生向右移动，但由于活动尾顶3与尾顶轴2之间连接的尾顶弹簧9仍处于压缩状态，活动尾顶3仍然在尾顶弹簧9的弹性作用下顶压在坯料工件20上，从而使坯料工件20仍稳定保持在主轴夹盘1上而不会掉落。而同时，切边刀19深入至工作位，将刚旋压完成的收口部位去毛边，从而在收口旋压加工后即可一次性完成切边工作，进一步提高加工效率。

完成切边后，切边刀19退出并远离工作位。最后，参见图9所示，尾顶驱动件17继续带动尾顶轴2向右移动，在尾顶轴2与活动尾顶3之间精密的间隙配合产生的摩擦力作用下，尾顶轴2带动活动尾顶3同步向右移动并与坯料工件20分离，直至方便将旋压完成的坯料工件20取出。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。