技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种圆锥滚子四工位精密成型系统，具体说是一种能够提高产品生产效率的圆锥滚子四工位精密成型系统。
背景技术
[0002]
轴承滚子是轴承的重要组成部分，有圆锥滚子、球面滚子、圆柱滚子等，其普遍应用于各类机械，特别在
汽车车桥、
轮毂中有较广泛的应用。
[0003] 如图1所示，圆锥滚子呈圆锥形，其圆锥的上下两端分别为大端1和小端2，其大端1的端面及小端2的端面分别设置有大端
倒角A4、小端倒角A5，且在大端1的端面上还设置有凹坑3。
[0004]
专利号为CN 103710509 A的实用新型专利，一种高速动车组专用精密圆锥滚子的制造方法，包括多工位高速冷镦成型、热
酸洗、去应
力退火、前清洗、淬火处理、低温冷处理、第一次回火、
研磨、磁粉探伤、超精、清洗、外观、成品检验、尺寸分选、抽检表面
质量、涂油和计数
包装工序；所述多工位高速冷墩成型采用四工位高速
镦锻机。
[0005] 目前没有满足上述专利方法中的多工位高速冷镦成型的设备。实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够提高产品合格率及增强墩压模具使用寿命的圆锥滚子四工位精密成型系统。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种圆锥滚子四工位精密成型系统，包括冷镦机本体，采用轴承
钢圆盘线材，经过校直后通过送料机构传送到冷镦机本体内进行镦压，其创新点在于：所述冷镦机本体上设置有一个剪切下料工位和四个
挤压工位，该四个挤压工位依次为第一挤压工位、第二挤压工位、第三挤压工位和第四挤压工位，所述轴承滚子为将线材分别通过剪切下料工位、第一、二、三、四挤压工位后镦压成型，其中线材经剪切下料工位得到胚料，胚料经过第一、二、三、四挤压工后依次被镦压成镦件A、镦件B、镦件C及镦件D。
[0008] 进一步地，所述剪切下料工位包括固定刀刀体、移动刀刀体及挡
铁，线材通过送料机构传送到固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁之间，由移动刀刀体剪切；
[0009] 所述固定刀刀体、移动刀刀体、及挡铁沿线材的推进方向依次设置，所述移动刀刀体由
外壳A及模芯A组成，所述固定刀刀体由外壳B及模芯B组成，该固定刀刀体的模芯B与所述移动刀刀体的模芯A与所述线材相适配，所述移动刀刀体同轴设置在所述固定刀刀体上方；在移动刀刀体的下表面与固定刀刀体的上表面在线材的移动方向上留有间隙，且移动刀刀体与固定刀刀体配合剪切的工作面为两个相互对称的外弧形面；
[0010] 所述线材由固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁配合剪切成胚料。
[0011] 进一步地，移动刀刀体的下表面与固定刀刀体的上表面在线材的移动方向上，该间隙为0.15mm-0.25mm。
[0012] 进一步地，所述外弧形面与
水平面的夹角为1.5°-2.5°。
[0013] 进一步地，所述第一挤压工位为整形工位，其墩压模具A包括主缸A、顶缸A、上模套A及下模套A，
[0014] 所述上模套A内安装有上冲A，所述上冲A由安装在上滑套A上部的主缸A驱动其上下移动；所述上冲A由上至下依次为受力段A、导向段A及
冲压段A，所述导向段A的上下两端与上模套A之间均设置有密封环A，所述冲压段A与导向段A之间设置有具有圆锥台形的过渡段A，且过渡段A的外侧呈内弧形；
[0015] 所述下模套A内安装有阴模A和下冲A，所述阴模A的上端口A及下端口A分别正对所述上冲A与下冲A，该阴模A具有一容纳胚料的阴模腔A，所述下冲A抵入所述阴模腔A的下部，在阴模A的上端口A处的内壁上还设置有扩口的倒角A，所述下冲A由安装在下模套A底部的顶缸A驱动其在阴模腔A内上下移动；
[0016] 所述上冲A的冲压段A呈圆柱形，所述下冲A在阴模腔A内的部分均呈圆柱形，所述阴模腔A呈圆柱形，通过上冲A、下冲A及阴模A配合，使阴模腔A内的胚料镦压成镦件A。
[0017] 进一步地，所述第二挤压工位为成形大端凹坑及小端倒角工位，其墩压模具B包括主缸B、顶缸B、上模套B及下模套B，
[0018] 所述上模套B内安装有上冲B，所述上冲B由安装在上模套B上部的主缸B驱动其上下移动；所述上冲B由上至下依次为受力段B、导向段B及冲压段B，所述导向段B的上下两端与上模套B之间均设置有密封环B；在冲压段B与导向段B之间还设置有具有圆锥台形的过渡段B，且过渡段B的外侧呈内弧形；
[0019] 所述下模套B内安装有阴模B和下冲B；所述阴模B的上端口B及下端口B分别正对上冲B与下冲B，该阴模B具有一容纳镦件A的阴模腔B，所述下冲B抵入所述阴模腔B的下部；在阴模B的上端口B处的内壁上还设置有扩口的倒角B，所述下冲B由安装在下模套B底部的顶缸B驱动其在阴模腔B内上下移动；
[0020] 所述冲压段B的底端具有使镦件A成形大端凹坑的凸体B；所述阴模腔B的下部具有使镦件A成形小端倒角的阶梯面A,所述下冲B抵在阶梯面A的下端的阴模腔B内，通过上冲B、下冲B及阴模B配合，使阴模腔B内的镦件A镦压成镦件B。
[0021] 进一步地，所述第三挤压工位为成形大端倒角工位，其墩压模具C包括主缸C、顶缸C、上模套C及下模套C，
[0022] 所述上模套C内安装有上冲C及上外冲C，所述上外冲C及上冲C在上模套C内由外到内依次设置在所述上模套C内，所述上冲C及上外冲C由安装在上模套C上部的主缸C驱动其上下移动；所述上冲C的顶端与所述主缸C的
活塞杆C相连，且在
活塞杆C的上方还设置一弹性缓冲
块A，使得上冲C能够与上外冲C的内壁浮动配合；
[0023] 所述下模套C内安装有阴模C和下冲C；所述阴模C的上端口C及下端口C分别正对上冲C与下冲C，该阴模C具有一容纳镦件B的阴模腔C，所述下冲C抵入所述阴模腔C的下部；所述下冲C由安装在下模套C底部的顶缸C驱动其在阴模腔C内上下移动；在阴模C的下部还设置一弹性缓冲块B，使得阴模C与上模套C内臂浮动配合；
[0024] 所述上外冲C的下部具有使镦件B成形大端倒角的阶梯面B,所述上冲C抵在阶梯面B的上端的上外冲C内，所述阴模C的下部具有与镦件B的小端倒角相适配的阶梯面C，所述阴模腔C的下端具有通过上冲C、上外冲C、下冲C及阴模C配合，使阴模腔C内的镦件B镦压成镦件C。
[0025] 进一步地，所述第四挤压工位为成形工位，其墩压模具D包括主缸D、顶缸D、上模套D及下模套D，
[0026] 所述上模套D内安装有上冲D及上外冲D，所述上外冲D及上冲D在上模套D内由外到内依次设置在所述上模套D内，所述上冲D及上外冲D由安装在上滑套D上部的主缸D驱动其上下移动；所述上冲D的顶端与所述主缸D的活塞杆D相连，且在活塞杆D的上方设置一弹性缓冲块C，使得上冲D能够与上外冲D的内壁浮动配合；
[0027] 所述下模套D内安装有阴模D和下冲D；所述阴模D的上端口D及下端口D分别正对上冲D与下冲D，该阴模D具有一容纳镦件C的阴模腔D，所述下冲D抵入所述阴模腔D的下部；所述下冲D由安装在下模套D底部的顶缸D驱动其在阴模腔D内上下移动；
[0028] 所述上外冲D的下部具有与镦件C的大端倒角相适配的阶梯面D,所述上冲D抵在阶梯面C的上端；所述阴模D的下部具有与镦件B的小端倒角相适配的阶梯面E，所述下冲D抵在阶梯面E的下端；所述阴模腔D呈圆锥台形；通过上冲D、上外冲D、下冲D及阴模D配合，使阴模腔C内的镦件B镦压成镦件D。
[0029] 进一步地，所述弹性缓冲块A、弹性缓冲块B及弹性缓冲块C均为
弹簧。
[0030] 本实用新型的优点在于：1.所述冷镦机本体上设置有一个剪切下料工位和四个挤压工位，所述轴承滚子为将线材分别通过剪切下料工位、第一、二、三、四挤压工位后镦压成型，其镦压后镦件的外观上很接近最终的产品，而且其尺寸
精度可以保证在0.02mm以内，滚子单重可以精确到0.1g以内，可以完全实现对锻件直接
热处理，取消淬火前去环、串光、软磨等所有工序，如果材料自身及热处理过程中可能引起的脱
碳、碰伤等情况均能保证的话，其磨削余量可以压缩到极限，淬火后磨加工各相关工序均可一次完工，生产效率提高了50-100%以上，且产品的精度高；2.剪切下料工位中的移动刀刀体的下表面与固定刀刀体的上表面在线材的移动方向上留有间隙，使得剪切下来的毛坯端面上有一小块多余的材料，用此材料来弥补外圆材料的不足，同时可以防止移动刀在传送过程中与线材摩擦而产生材料端面烧伤；3.所述移动刀刀体的下表面与固定刀刀体的上表面在线材的移动方向上，该间隙为0.15mm-0.25mm，此范围内使得锻压得到的产品合格率达到99%；4.所述上移动刀刀体与下固定刀刀体配合剪切的工作面为两个对称的外弧形面，使得剪切后的胚料平整度高，且不会对刀具有损伤，增强了刀具的使用寿命；5.所述外弧形面与水平面的夹角为1.5°-2.5°，使得剪切的胚料品质更好，提高了镦压后产品的合格率；6.第一挤压工位中的墩压模具A，通过上冲A与下冲A同时对阴模腔A中的胚料进行镦压，实现对胚料的整形；所述上冲A的导向段A的上下两端与上模套A之间均设置有密封环A，且阴模腔A的开口处的内壁上设置有扩口的圆形倒角A，使得上冲A下行时能够正对在阴模腔A内，所述上冲A的冲压段A与导向段A之间设置有具有圆锥台形的过渡段A，且过渡段A的外侧呈内弧形，该过渡段A使得冲压时，受力端A受力均匀，提高了镦压后产品的合格率；7. 第二挤压工位中的墩压模具B，通过上冲B与下冲B同时对阴模腔B中的镦件A进行镦压，使镦件A成形大端凹坑及小端倒角；所述上冲B的导向段B的上下两端与上模套B之间均设置有密封环B，且阴模腔B的开口处的内壁上设置有扩口的圆形倒角B，使得上冲B下行时能够正对在阴模腔B内，所述上冲B的冲压段B与导向段B之间设置有具有圆锥台形的过渡段B，且过渡段B的外侧呈内弧形，该过渡段B使得冲压时，受力端B受力均匀，提高了镦压后产品的合格率；8.第三挤压工位的墩压模具C，通过上冲C、上外冲C及下冲C对阴模腔C中的镦件B进行镦压，使镦件B成形大端倒角；所述上冲C的顶端与所述主缸C的活塞杆C相连，且在活塞杆C的上方还设置一弹性缓冲块A，使得上冲C能够与上外冲C的内壁浮动配合，防止上冲C上行时，镦件C沾在上冲C上，且上模套C与下模套C分离时，该弹性缓冲块A有回弹作用；在阴模C的下部还设置一弹性缓冲块B，使得阴模C与上模套C内臂浮动配合，使上冲C与下冲C形成一个封闭空间，镦件B在成型时无溢料且倒角均匀饱满；9.第四挤压工位的墩压模具D，通过上冲D、上外冲D及下冲D对阴模腔D中的镦件C进行镦压，使镦件C成形大端倒角；所述上冲D的顶端与所述主缸D的活塞杆D相连，且在活塞杆D的上方还设置一弹性缓冲块D，使得上冲D能够与上外冲D的内壁浮动配合，防止上冲D上行时，镦件D沾在上冲D上，且上模套D与下模套D分离时，该弹性缓冲块A有回弹作用；10. 所述弹性缓冲块A、弹性缓冲块B及弹性缓冲块C均为弹簧,其结构简单。
附图说明
[0031] 图1是圆锥辊子的结构示意图。
[0032] 图2是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的各个工位
工件图。
[0033] 图3是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的剪切下料工位的模具结构示意图。
[0034] 图4是图3的A部的放大图。
[0035] 图5是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的第一挤压工位的镦压模具结构示意图。
[0036] 图6是图5的B部的放大图。
[0037] 图7是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的第二挤压工位的镦压模具结构示意图。
[0038] 图8是图7的C部的放大图。
[0039] 图9是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的第三挤压工位的镦压模具结构示意图。
[0040] 图10是图9的D部的放大图。
[0041] 图11是本实用新型的一种轴承滚子精密成型冷镦设备的第四挤压工位的镦压模具结构示意图。
[0042] 图12是图11的E部的放大图。
具体实施方式
[0044] 如图2所示，本实用新型一种圆锥滚子四工位精密成型系统，包括冷镦机本体，采用轴承钢圆盘线材6，经过校直后通过送料机构传送到冷镦机本体内进行镦压，冷镦机本体上设置有一个剪切下料工位和四个挤压工位，该四个挤压工位依次为第一挤压工位、第二挤压工位、第三挤压工位和第四挤压工位，所述轴承滚子为将线材分别通过剪切下料工位、第一、二、三、四挤压工位后镦压成型，其中线材经剪切下料工位得到胚料7，胚料经过第一、二、三、四挤压工后依次被镦压成镦件A8、镦件B9、镦件C10及镦件D11。
[0045] 如图3和图4所示，上述剪切下料工位包括固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁12，线材6通过送料机构传送到固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁12之间，由移动刀刀体剪切；
[0046] 上述固定刀刀体、移动刀刀体、及挡铁12沿线材6的推进方向依次设置，移动刀刀体由外壳A13及模芯A14组成，固定刀刀体由外壳B15及模芯B16组成，该固定刀刀体的模芯B与移动刀刀体的模芯A14与线材6相适配，移动刀刀体同轴设置在固定刀刀体上方；在移动刀刀体的下表面与固定刀刀体的上表面在线材6的移动方向上留有间隙H，且移动刀刀体与固定刀刀体配合剪切的工作面为两个相互对称的外弧形面b；
[0047] 线材6由固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁12配合剪切成胚料7。
[0048] 本实施例中，间隙H为0.15mm-0.25mm，外弧形面b与水平面的夹角为1.5°-2.5°；
[0049] 如图5和图6所示，上述第一挤压工位为整形工位，其墩压模具A包括主缸A、顶缸A、上模套A17及下模套A18，
[0050] 上模套A17内安装有上冲A19，上冲A19由安装在上滑套17上部的主缸A驱动其上下移动；上冲A19由上至下依次为受力段A20、导向段A21及冲压段A22，导向段A21的上下两端与上模套A之间均设置有密封环A23，冲压段A22与导向段A21之间设置有具有圆锥台形的过渡段A24，且过渡段A24的外侧呈内弧形；
[0051] 下模套A18内安装有阴模A25和下冲A26，阴模A25的上端口A及下端口A分别正对上冲A19与下冲A26，该阴模A25具有一容纳胚料的阴模腔A，下冲A26抵入阴模腔A的下部，在阴模A25的上端口A处的内壁上还设置有扩口的倒角A27，下冲A26由安装在下模套A18底部的顶缸A驱动其在阴模腔A内上下移动；
[0052] 上冲A19的冲压段A22呈圆柱形，下冲A26在阴模腔A内的部分均呈圆柱形，阴模腔A呈圆柱形，通过上冲A19、下冲A26及阴模A25配合，使阴模腔A内的胚料7镦压成镦件A8；
[0053] 如图7和图8所示，上述第二挤压工位为成形大端凹坑及小端倒角工位，其墩压模具B包括主缸B、顶缸B、上模套B28及下模套B29，
[0054] 上模套B28内安装有上冲B30，上冲B30由安装在上模套B28上部的主缸B驱动其上下移动；上冲B30由上至下依次为受力段B31、导向段B32及冲压段B33，导向段B32的上下两端与上模套B29之间均设置有密封环B39；在冲压段B33与导向段B32之间还设置有具有圆锥台形的过渡段B34，且过渡段B34的外侧呈内弧形；
[0055] 下模套B35内安装有阴模B36和下冲B37；阴模B36的上端口B及下端口B分别正对上冲B30与下冲B37，该阴模B36具有一容纳镦件A8的阴模腔B，下冲B37抵入阴模腔B的下部；在阴模B36的上端口B处的内壁上还设置有扩口的倒角B38，下冲B37由安装在下模套B35底部的顶缸B驱动其在阴模腔B内上下移动；
[0056] 冲压段B33的底端具有使镦件A8成形大端凹坑的凸体B61；阴模腔B的下部具有使镦件A8成形小端倒角的阶梯面A34,下冲B37抵在阶梯面A34的下端的阴模腔B内，通过上冲B30、下冲B37及阴模B36配合，使阴模腔B内的镦件A8镦压成镦件B9；
[0057] 如图9和图10所示，上述第三挤压工位为成形大端倒角工位，其墩压模具C包括主缸C、顶缸C、上模套C40及上模套C41，
[0058] 上模套C40内安装有上冲C42及上外冲C43，上外冲C43及上冲C42在上模套内由外到内依次设置在上模套C40内，上冲C42及上外冲C43由安装在上模套C40上部的主缸C驱动其上下移动；上冲C42的顶端与主缸C的活塞杆C相连，且在活塞杆C的上方还设置一弹性缓冲块A44，使得上冲C42能够与上外冲C43的内壁浮动配合；
[0059] 上模套C41内安装有阴模C45和下冲C46；阴模C45的上端口C及下端口C分别正对上冲C42与下冲C46，该阴模C45具有一容纳镦件B9的阴模腔C，下冲C46抵入阴模腔C的下部；下冲C46由安装在上模套C41底部的顶缸C驱动其在阴模腔C内上下移动；在阴模C45的下部还设置一弹性缓冲块B47，使得阴模C45与上模套C40内臂浮动配合；
[0060] 上外冲C43的下部具有使镦件B9成形大端倒角的阶梯面B49,上冲C42抵在阶梯面B49的上端的上外冲C43内，阴模C的下部具有与镦件B的小端倒角相适配的阶梯面C48，阴模腔C的下端具有通过上冲C42、上外冲C43、下冲C46及阴模C45配合，使阴模腔C内的镦件B9镦压成镦件C10；
[0061] 本实施例中弹性缓冲块B47及弹性缓冲块A44均为弹簧；
[0062] 如图11和图12所示，上述第四挤压工位为成形工位，其墩压模具D包括主缸D、顶缸D、上模套D50及下模套D51，
[0063] 上模套D50内安装有上冲D52及上外冲D53，上外冲D53及上冲D52在上模套D50内由外到内依次设置在上模套D50内，上冲D52及上外冲D53由安装在上滑套D上部的主缸D驱动其上下移动；上冲D52的顶端与主缸D的活塞杆D相连，且在活塞杆D的上方设置一弹性缓冲块C54，使得上冲D52能够与上外冲D53的内壁浮动配合；
[0064] 下模套D51内安装有阴模D55和下冲D56；所述阴模D55的上端口D及下端口D分别正对上冲D52与下冲D56，该阴模D55具有一容纳镦件C10的阴模腔D，所述下冲D56抵入所述阴模腔D的下部；下冲D56由安装在下模套D51底部的顶缸D驱动其在阴模腔D内上下移动；
[0065] 上外冲D53的下部具有与镦件C10的大端倒角相适配的阶梯面D58,上冲D52抵在阶梯面C59的上端；阴模D55的下部具有与镦件B的小端倒角相适配的阶梯面E60，下冲D56抵在阶梯面E的下端；阴模腔D呈圆锥台形；通过上冲D52、上外冲D53、下冲D56及阴模D55配合，使阴模腔C内的镦件B镦压成镦件D11；
[0066] 本实施例中弹性缓冲块C均为弹簧。
[0067] 使用时，将线材分别通过剪切下料工位、第一、二、三、四挤压工位后镦压成型，[0068] 剪切下料工位：线材6，通过送料机构传送到固定刀刀体、移动刀刀体及挡铁4之间，由移动刀刀体剪切，得到胚料7, 机械手将剪切的胚料7传送至第一挤压工位；
[0069] 第一挤压工位：胚料7在阴模腔A的上端口A处，上冲A19下行，将胚料7抵入阴模腔A内，上冲A19继续下行，与下冲A26配合互相挤压胚料7 ,对胚料7进行整形，镦压完成后，上冲A19上行，下冲A26上行，将镦压后的镦件A8顶出阴模腔A，最后通过机械手将镦件A8移到第二挤压工位；
[0070] 第二挤压工位：镦件A8在阴模腔B的上端口B处，上冲B30下行，将镦件A8抵入阴模腔B内，上冲B30继续下行，与下冲B37配合互相挤压镦件A8 ,使镦件A8形成大端凹坑及小端倒角，镦压完成后，上冲B30上行，下冲B37上行，将镦压后的镦件B9顶出阴模腔B，最后通过机械手将镦件B9移到第三挤压工位；
[0071] 第三挤压工位：镦件B9在阴模腔C的上端口C处，上冲C42和上外冲C43同时下行，上冲C42将镦件B9抵入阴模腔C内，当上冲C42与下冲C46分别抵压住镦件B9的上下两端时，在弹性缓冲块A与弹性缓冲块B的作用下，上冲C42停止下行，上外冲C43继续下行，且上冲C42与下冲C46形成一个封闭空间，从而使镦件B9成形大端倒角，且在成形时无溢料，大端倒角均匀饱满，镦压完成后，上冲C42与上外冲C43同时上行，下冲C46上行，将镦压后的镦件C10顶出阴模腔C，最后通过机械手将镦件C10移到第四挤压工位；
[0072] 第四挤压工位：镦件C10在阴模腔D的上端口D处，上冲D52和上外冲D53同时下行，上冲D52将镦件C10抵入阴模腔D内，当上冲D52与下冲D分别抵压住镦件C10的上下两端时，在弹性缓冲块C的作用下，上冲D52停止下行，上外冲D53继续下行，从而使镦件C10成形，镦压完成后，上冲D52与上外冲D53同时上行，下冲D52上行，将镦压后的镦件D11顶出阴模腔D,镦压结束，成为镦件D11。
