CN102717142B - 金属带宽钢环闭环精密剪切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车无级变速器领域，具体为一种汽车金属带无级变速器核心元件金属带宽钢环闭环精密剪切装置，解决现有技术中金属带钢环制作生产率较低，精度较难控制的问题。该装置具有一个中心刀盘组和一个或一个以上的周边刀盘组，每个刀盘组由两个或两个以上具有同样直径的圆盘形刀盘和相邻刀盘间外缘带有弹性材料环的隔盘同轴装配而成。同一刀盘组上的刀盘和弹性材料环外径相等，周边刀盘组的圆盘形刀盘和弹性材料环与中心刀盘组的弹性材料环和圆盘形刀盘相对组装；至少有一个刀盘组可以径向移动，每个刀盘均可在对面弹性材料环两边的刀盘间自由压入和退出，实现金属带宽钢环的精密剪切，金属带宽钢环的快速剪切和装配，提高生产效率。

Description

金属带宽钢环闭环精密剪切装置

技术领域：

本发明涉及汽车无级变速器领域，具体为一种汽车金属带无级变速器核心元件金属带宽钢环闭环精密剪切装置。

背景技术：

锥盘式无级变速器广泛应用于交通工具、工程机械、农机、发电设备及其他工业领域，在汽车领域应用最广泛的为金属带式无级变速器。其核心传动部件金属带，是一条柔性金属闭环元件，其中一个元件由钢环组成。

在金属带生产中，金属带钢环的制造是提高金属带生产效率的重要环节，但由于金属带钢环的生产效率低、精度较难控制，使得在通常的生产过程中金属带钢环制造非常繁琐和耗时，大大影响了金属带生产的速度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种金属带宽钢环闭环精密剪切装置，解决现有技术中金属带宽钢环闭环剪切生产效率低、精度较难控制的问题。

本发明的技术方案是：

一种金属带宽钢环闭环精密剪切装置，具有一个中心刀盘组和一个或一个以上的周边刀盘组，每个刀盘组由两个或两个以上具有同样直径的圆盘形刀盘和相邻刀盘间外缘带有弹性材料环的隔盘同轴装配而成。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，隔盘的公称轴向厚度与刀盘的公称轴向厚度相同。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，同一刀盘组上的刀盘和弹性材料环外径相等或大致相等，隔盘的轴向厚度与弹性材料环的轴向厚度相等或大致相等。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，周边刀盘组的刀盘与中心刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同，中心刀盘组的刀盘与周边刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，中心刀盘组的一端设有直径大于刀盘的定位盘，另一端设有可以经常拆装的弹性压盘。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，弹性压盘与金属带宽钢环接触的面上安装有弹性材料。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，中心刀盘组的轴上设有齿轮与周边刀盘组轴上的齿轮互相啮合。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，中心刀盘组和周边刀盘组中至少有一个刀盘组具有使其向另外的刀盘组移动的结构。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，刀盘组具有使其向相对的刀盘组移动的结构为直线轴承、螺母螺杆、偏心、斜面或液压机构。

所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，中心刀盘组周边布置有一个或一个以上的支撑辊或压紧辊。

本发明的有益效果是：

1、本发明中，每个刀盘组上由两个和两个以上的圆盘形刀盘和与对面刀盘对应的刀盘宽度相等的弹性材料环装配而成，可以同时剪切多个具有最终宽度的金属带钢环，成倍地提高了生产效率。

2、本发明中，弹性材料环在剪切中可以压紧正在剪切的金属带环，保证了剪切精度，减少毛刺，提高了产品质量。

3、本发明在固定刀盘和移动刀盘的同一端安装有同步齿轮组，实现了金属带宽钢环的纯滚动精密剪切，保证了剪切精度，提高了产品质量。

4、本发明中，刀盘移动功能需要的驱动可以以电机加螺旋驱动，或液压驱动，实现了金属带宽钢环的快速剪切，提高了生产效率。

5、本发明中，中心刀盘组的一端设有直径大于刀盘的定位盘，另一端设有可以经常拆装的弹性压盘，可以实现快速上下料，提高生产效率。

6、本发明中，金属带钢环沿圆周全部切开后，弹性材料环将钢环从刀盘间弹出，可以实现快速上下料，提高生产效率。

附图说明：

图1：本发明中，带有螺母螺杆机构的金属带宽钢环闭环精密剪切装置的结构示意图。其中，图1(a)为主视图；图1(b)为中心刀盘组和周边移动刀盘组运动关系及结构图。

图2：本发明中，带有液压机构的金属带宽钢环闭环精密剪切装置的结构示意图。其中，图2(a)为主视图；图2(b)为中心刀盘组和周边移动刀盘组运动关系及结构图。

图3：本发明金属带剪切前和剪切过程中示意图。其中，图3(a)为剪切前；图3(b)为剪切过程中。

图4：本发明金属带宽钢环闭环精密剪切装置的刀盘分离示意图。

图5：本发明中，一种金属带宽钢环闭环精密剪切装置的结构示意图。其中，图5(a)为主视图；图5(b)为中心刀盘组和周边移动刀盘组运动关系及结构图。

图6：本发明中，一种金属带宽钢环闭环精密剪切装置的结构示意图。其中，图6(a)为主视图；图6(b)为中心刀盘组和周边移动刀盘组运动关系及结构图。

图7：本发明金属带宽钢环闭环精密剪切装置的刀盘组分离示意图。

图8：弹性压盘放大示意图。

图中，1-滑轨；2-一轴；3-固定刀盘组；4-圆螺母；5-定位盘；6-刀盘组移动螺旋；7-弹性压盘；8-移动刀盘组中刀盘；9-弹性材料环；10-花键；11-刀盘组移动电机；12-金属带宽钢环；13-移动刀盘组二；14-三轴；15-同步齿轮三；16-同步齿轮二；17-二轴；18-刀盘组转动电机；19-固定刀盘组中刀盘；20-同步齿轮一；21-移动刀盘一；22-金属隔盘；23-刀盘组移动液压缸；24-中心刀盘组；25-周边移动刀盘组；26-周边固定刀盘组；27-机架；28-剪切后钢环。

具体实施方式：

本发明金属带宽钢环闭环精密剪切装置，是一种用于金属带钢环制造过程中将宽钢环切开成最终宽度的钢环剪切装置。该装置由中心刀盘组和一个或一个以上的周边刀盘组组成，每个刀盘组上由两个或两个以上的圆盘形刀盘和相邻刀盘间外缘带有弹性材料环的隔盘同轴装配而成，隔盘的公称轴向厚度与刀盘的公称轴向厚度相同，同一刀盘组上的刀盘和弹性材料环外径相等或大致相等，隔盘的轴向厚度与弹性材料环的轴向厚度相等或大致相等。周边刀盘组的圆盘形刀盘和弹性材料环与中心刀盘组的弹性材料环和圆盘形刀盘相对组装而成，即：周边刀盘组的刀盘与中心刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同，中心刀盘组的刀盘与周边刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同；至少有一个刀盘组可以向相对的刀盘组移动；每个刀盘均可在对面弹性材料环两边的刀盘间自由压入和退出；待切的金属带闭环宽钢环套在中心刀盘组上，轴向以弹性压盘和定位盘固定，刀盘组互相移近，使圆盘形刀盘将钢环在接触点附近压入相对的两个刀盘间的弹性材料环中。安装钢环的刀盘组的一端设有直径大于刀盘的定位盘，另一端设有可以经常拆装的弹性压盘。

为了进一步保证传动精度，中心刀盘组的轴上端部可以设有与周边刀盘组互相啮合的齿轮。弹性压盘与金属带宽钢环接触的面上安装有弹性材料，避免损伤金属带宽钢环。金属带宽钢环的材料为高镍马氏体时效钢，宽度大于50mm，厚度小于0.4mm。中心刀盘组和周边刀盘组中至少有一个刀盘组可以通过直线轴承、螺母螺杆、偏心、斜面或液压机构向相对的刀盘组移动。为了提高定位精度，中心刀盘组周边可以布置有一个或一个以上的支撑辊或压紧辊。

实施例1

如图1所示，本发明金属带宽钢环闭环精密剪切装置，主要包括机架27、滑轨1、一轴2、固定刀盘组3、圆螺母4、定位盘5、刀盘组移动螺旋6、弹性压盘7、移动刀盘组中刀盘8、弹性材料环9、花键10、刀盘组移动电机11、金属带宽钢环12、移动刀盘组二13、三轴14、同步齿轮三15、同步齿轮二16、二轴17、刀盘组转动电机18、固定刀盘组中刀盘19、同步齿轮一20、移动刀盘组一21、金属隔盘22等，具体结构如下：

机架27上安装有三根轴：一轴2、二轴17和三轴14，三根轴平行布置，两个电机：刀盘组移动电机11和刀盘组转动电机18固定在机架27上。一轴2和三轴14上分别安装移动刀盘组一21和移动刀盘组二13，二轴17上安装有固定刀盘组3，二轴17末端与刀盘组转动电机18相连接；三根轴的同一端安装有一个同步齿轮组，同步齿轮一20安装在一轴2上，同步齿轮二16安装在二轴17上，同步齿轮三15安装在三轴14上；随着刀盘组转动电机18的旋转，通过同步齿轮组，一轴2上的移动刀盘组一21、二轴17上的固定刀盘组3和三轴14上的移动刀盘组二13达到同步旋转。

本发明中，移动刀盘组一21固定于一轴2上，移动刀盘组一21两端各设有滚动轴承套在一轴2上，轴承的外圈固定于轴承座内；二轴17上设有圆螺母4，圆螺母4使固定刀盘组3固定于二轴17上，金属带宽钢环12套在固定刀盘组3上，固定刀盘组3的一端设有定位盘5，固定刀盘组3的另一端设有弹性压盘7使金属带宽钢环12固定于刀盘组3上。每个刀盘组上都设有多个移动刀盘组中刀盘8、金属隔盘22和弹性材料环9。

本发明中，一轴2和三轴14两端的轴承座与滑轨1相连接，刀盘组移动螺旋6与一轴2和三轴14两端的轴承座相连接。刀盘组移动螺旋6设有两个旋向相反的螺旋通过法兰连接，刀盘组移动螺旋6平行于滑轨1，刀盘组移动螺旋6的一端固定在机架27上，刀盘组移动螺旋6的另一端通过花键10与刀盘组移动电机11相连接。随着刀盘组移动电机11的转动，使两个移动刀盘组(移动刀盘组一21和移动刀盘组二13)可以沿滑轨1向固定刀盘组3移动，使移动刀盘组中刀盘8将金属带宽钢环12在刀盘组接触点附近压入相对的两个移动刀盘组中刀盘8间的弹性材料环9中。

如图1所示，本发明的工作过程如下：

先将金属带宽钢环12套在固定刀盘组3上，用圆螺母4和弹性压盘7(图8)将金属带宽钢环12固定在固定刀盘组3上。刀盘组转动电机18将转动直接传到二轴17上的固定刀盘组3，二轴17上的同步齿轮二16分别与一轴2上的同步齿轮一20和三轴14上的同步齿轮三15互相连接，从而带动一轴2上的移动刀盘组一21和三轴14上的移动刀盘组二13同步转动；同时，刀盘组移动螺旋6的一端通过花键10与刀盘组移动电机11相连接，刀盘组移动螺旋6还与一轴2和三轴14两端的轴承座连接，一轴2和三轴14两端的轴承座还与滑轨1连接。随着刀盘组移动电机11的转动，使两个移动刀盘组可以沿滑轨1向固定刀盘组3移动，使移动刀盘组中刀盘8将金属带宽钢环12在刀盘组接触点附近压入相对的两个移动刀盘组中刀盘8间的弹性材料环9中，金属带宽钢环12被切成具有最终宽度的钢环。之后，移动刀盘向两边分开(图4)，取下固定刀盘组，将刀盘上已经切好的钢环取出；换上未切的钢环后，再将固定刀盘组装回，或换下一个已经装好待切钢环的固定刀盘组，进行下一次的钢环剪切。如图3所示，金属带经过剪切后，剪切后钢环28达到最终宽度。

实施例2

与实施例1不同之处在于，如图2所示，本发明金属带宽钢环闭环精密剪切装置，主要包括液压站、机架27、滑轨1、一轴2、固定刀盘组3、圆螺母4、钢环定位盘5、弹性压盘7、移动刀盘组中刀盘8、弹性材料环9、金属带宽钢环12、移动刀盘组二13、三轴14、同步齿轮三15、同步齿轮二16、二轴17、刀盘组转动电机18、固定刀盘组中刀盘19、同步齿轮一20、移动刀盘组一21、金属隔盘22、刀盘组移动液压缸23等，具体结构如下：

机架27上安装有三根轴：一轴2、二轴17和三轴14，三根轴平行布置，一个刀盘组转动电机18固定在机架27上。一轴2和三轴14上分别安装移动刀盘组一21和移动刀盘组二13，二轴17上安装有固定刀盘组3，二轴17末端与刀盘组转动电机18相连接；三根轴的同一端安装有一个同步齿轮组，设有同步齿轮一20安装在一轴2上，同步齿轮二16安装在二轴17上，同步齿轮三15安装在三轴14上；随着刀盘组转动电机18的旋转，通过同步齿轮组，一轴2上的移动刀盘组21、二轴17上的固定刀盘组3和三轴14上的移动刀盘组二13达到同步旋转。

本发明中，移动刀盘组一21固定于一轴2上，移动刀盘组一21两端各设有滚动轴承套在一轴2上，轴承的外圈固定于轴承座内；二轴17上设有圆螺母4，圆螺母4使固定刀盘组3固定于二轴17上，金属带宽钢环12套在固定刀盘组3上，固定刀盘组3的一端设有钢环定位盘5，固定刀盘组3的另一端设有弹性压盘7使金属带宽钢环12固定于刀盘组3上。每个刀盘上都设有移动刀盘组中刀盘8、金属隔盘22和弹性材料环9。

本发明中，一轴2和三轴14两端的轴承座与滑轨1相连接，刀盘组移动液压缸23与一轴2和三轴14两端的轴承座相连接。刀盘组移动液压缸23平行于滑轨1，刀盘组移动液压缸23的两端固定在机架27上。随着刀盘组移动液压缸23轴向移动，使两个移动刀盘组可以沿滑轨1向固定刀盘组3(移动刀盘组一21和移动刀盘组二13)移动，使移动刀盘组中刀盘8将金属带宽钢环12在刀盘组接触点附近压入相对的两个移动刀盘组中刀盘8间的弹性材料环9中。

如图2所示，本发明的工作过程如下：

先将金属带宽钢环12套在固定刀盘组3上，用圆螺母4和弹性压盘7将金属带宽钢环12固定在固定刀盘组3上。刀盘组转动电机18将转动直接传到二轴17上的固定刀盘组3，二轴17上的同步齿轮二16、一轴2上同步齿轮一20和三轴14上同步齿轮三15互相连接，从而带动一轴2上的移动刀盘组一21和三轴14上的移动刀盘组二13同步转动；同时，刀盘组移动液压缸23还与一轴2和三轴14两端的轴承座连接，一轴2和三轴14两端的轴承座还与滑轨1连接。随着刀盘组移动液压缸23轴向移动，使两个移动刀盘组可以沿滑轨1向固定刀盘组3移动，使移动刀盘组中刀盘8将金属带宽钢环12在刀盘组接触点附近压入相对的两个移动刀盘组中刀盘8间的弹性材料环9中，金属带宽钢环12被切成具有最终宽度的钢环。待钢环切割完，移动刀盘组向两边分开后，取下固定刀盘组3，将刀盘上已经切好的钢环取出，换上未切的钢环后再将固定刀盘组3装回，或换下一个已经装好待切钢环的固定刀盘组3，进行再次的钢环切制。如图3所示，金属带经过剪切后，剪切后钢环28达到最终宽度。

实施例3

与实施例1不同之处在于，如图5所示，本发明主要包括刀盘组移动螺旋6、刀盘组移动电机11、花键10、刀盘组转动电机18、中心刀盘组24、周边移动刀盘组25、周边固定刀盘组26。

可以径向移动的移动刀盘组通过螺旋移动到上下料位置，取下中心刀盘组24，将待切钢环装到中心刀盘组24上固定好弹性压盘，再把中心刀盘组24放回到周边固定刀盘组26上，将移动刀盘组移动到工作位置压紧中心刀盘组24，刀盘组转动电机18带动固定刀盘组转动，由于刀盘组上有互相啮合的齿轮，所以所有刀盘组同时转动进行钢环切割，待钢环切割完，移动刀盘组再次移动到上下料位置(图7)，取下中心刀盘组24，将刀盘组上已经切好的钢环取出，换上未切的钢环后再将中心刀盘组24装回，或换下一个已经装好待切钢环的中心刀盘组24，进行再次的钢环切制。

实施例4

与实施例1不同之处在于，如图6所示，本发明主要包括中心刀盘组24、周边移动刀盘组25、周边固定刀盘组26、刀盘组移动液压缸23、刀盘组转动电机18。

可以径向移动的移动刀盘组通过液压系统移动到上下料位置，取下中心刀盘组24，将待切钢环装到中心刀盘组24上固定好弹性压盘，再把中心刀盘组24放回到固定刀盘组26上，将移动刀盘组降到指定高度压紧中心刀盘组24，转动电机带动固定刀盘组转动，由于刀盘上有互相啮合的齿轮，所以所有刀盘组同时转动进行钢环切割，待钢环切割完，移动刀盘组再次移动到上下料位置(图7)，取下中心刀盘组24，将刀盘组上已经切好的钢环取出，换上未切的钢环后再将中心刀盘组24装回，或换下一个已经装好待切钢环的中心刀盘组24，进行再次的钢环切制。

Claims (4)

1.一种金属带宽钢环闭环精密剪切装置，其特征在于，具有一个中心刀盘组和一个以上的周边刀盘组，每个刀盘组由两个以上具有同样直径的圆盘形刀盘和相邻刀盘间外缘带有弹性材料环的隔盘同轴装配而成；

中心刀盘组和周边刀盘组中至少有一个刀盘组具有使其向另外的刀盘组移动的结构，中心刀盘组的轴上设有齿轮与周边刀盘组轴上的齿轮互相啮合；

中心刀盘组的一端设有直径大于刀盘的定位盘，另一端设有可以经常拆装的弹性压盘；弹性压盘与金属带宽钢环接触的面上安装有弹性材料；

隔盘的公称轴向厚度与刀盘的公称轴向厚度相同；

周边刀盘组的刀盘与中心刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同，中心刀盘组的刀盘与周边刀盘组的弹性材料环的轴向位置相同。

2.根据权利要求1所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，其特征在于，同一刀盘组上的刀盘和弹性材料环外径相等，隔盘的轴向厚度与弹性材料环的轴向厚度相等。

3.根据权利要求1所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，其特征在于，刀盘组具有使其向相对的刀盘组移动的结构为直线轴承、螺母螺杆、偏心、斜面或液压机构。

4.根据权利要求1所述的金属带宽钢环闭环精密剪切装置，其特征在于，中心刀盘组周边布置有一个以上的支撑辊或压紧辊。