CN103920837A - 一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机 - Google Patents

Abstract

一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，包括主机身机构、外置变径机构和电动进料机构，主机身机构的主电机和调速伺服电机分别带动外转筒和内转筒转动，在滚柱的作用下使得模具做高频径向运动达到旋锻的目的；外置变径机构通过行星滚柱丝杠副将变径电机的旋转运动转化成转筒的直线运动，带动楔形块左右运动从而达到动态变径的目的；电动进料机构采用三爪夹持方式，夹料电机的动力通过蜗轮蜗杆以及丝杠副的作用转化为三爪的夹紧力用以夹持棒料，进料电机为整个进料箱提供动力，本发明具有可动态调节模具高度，能锻造出变截面的棒料，变径机构简单且可靠性高，采用全电驱动，整机结构简单的优点。

Description

一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机

技术领域

本发明属于旋锻机技术领域，具体涉及一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机。

背景技术

旋锻工艺是一种应用广泛的经济加工工艺，旋锻作为金属塑性加工的一个重要分支，具有表面精度高、节省材料、成本低廉等优点，适合加工多种材料，是一种经济、快速成形轴类、管类零件的方法。

旋锻工艺所使用的主要设备即为旋锻机，当前生产使用的旋锻机种类有很多，但现有的旋锻机大都存在以下几个问题：一、部分旋锻机只能锻造出等直径的棒料，亦或有的可以进行变径锻造的旋锻机其变径机构置于机身转筒内，由于机身转筒的尺寸约束，使得其变径机构结构复杂且锻造过程中容易出现问题；二、现有旋锻机的进料系统大多采用液压或气压驱动方式，这种方式需要额外的液压或气压泵站，增加了系统的成本和占地面积。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，并且简化了系统结构，增加了变径系统的稳定性和刚度。

为了实现上述目的，本发明以下列技术方案来实现：

一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，包括主机身机构、外置变径机构和电动进料机构，电动进料机构连接在主机身机构上，棒料9的一端通过电动进料机构到达主机身机构的锤头31及模具30处；

主机身机构包括调速伺服电机1，调速伺服电机1安装于机身2上，调速伺服电机1的输出轴通过大齿形带44与大蜗杆37相连，大蜗杆37和大蜗轮34配合连接，大蜗轮34安装于内转筒36上，内转筒36左端通过轴承安装于左端盖35上，右端通过轴承安装于外转筒32内，外转筒32通过轴承安装在机身2上，同时外转筒32通过三角带与安装于机身2上的主电机3输出轴连接，外转筒32右端装有套圈4，套圈4的内壁均布安装着十二个滚子5，内转筒36的右端安装着模具保持架43，模具保持架43中均布安转着四个锤头31和四个模具30；

外置变径机构采用两边对称方式安装，两个变径电机38安装在机身2两侧，行星滚柱丝杠39的一端通过减速器与变径电机38输出轴相连，另一端通过轴承安装于支座27上，行星滚柱丝杠39上套有的螺母40安装于小套筒41中，小套筒41通过第一连接板28和第二连接板29与大套筒8相连，大套筒8通过轴承内接转筒7，转筒7左端均布安装四个楔形块6；

电动进料机构包括进料电机20，进料电机20通过联轴器与进料丝杠21相连，进料丝杠21上套有的进料螺母22安装于螺母套19中，螺母套19安装于进料台18上，进料台18通过滑块45安装在线性导轨42之上，进料台18上装有进料箱13，进料箱13上方装有夹料电机11，夹料电机11输出轴通过小齿形带54与小蜗杆12相连接，小蜗杆12与蜗轮螺母14相连，蜗轮螺母14与筒形丝杠16相连接，筒形丝杠16与夹头调节块24相连接，夹头调节块24内均布着三个夹头15，夹头15通过燕尾条17与夹头调节块24进行径向限位，夹头15端部连接有滑块26和垫块25，并以此来与盖板10相连接，盖板10安装在进料箱13上，三个夹头15之间夹持着旋锻所用的棒料9的一端，棒料9的另一端穿过转筒7内的楔形块6到达锤头31、模具30的待加工位置上；

夹头调节块24与夹头15的连接面为斜面连接，通过此斜面将夹头调节块24的轴向运动转化为夹头15的径向运动。

所述的主机身机构、外置变径机构和电动进料机构安装于底座33上。

本发明具有以下优点：

一、采用外置变径机构，相比于采用内部转筒式的变径方式增加了变径系统的稳定性和刚度。

二、进料机构采用电驱动方式，提高了系统的实时控制性能和随动性能，并且简化了系统结构。

附图说明

图1是本发明的正面剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C-C剖视图。

图5是图1的D-D剖视图。

图6是图1的E-E剖视图。

图7是图1的F-F剖视图。

图8为图1的G处局部放大图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1、图3和图4所示，一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，包括主机身机构、外置变径机构和电动进料机构，电动进料机构连接在主机身机构上，棒料9的一端通过电动进料机构到达主机身机构的锤头31及模具30处；

主机身机构包括调速伺服电机1，调速伺服电机1安装于机身2上，调速伺服电机1的输出轴通过大齿形带44与大蜗杆37连接，大蜗杆37与大蜗轮34配合连接，大蜗轮34安装于内转筒36上，内转筒36左端通过轴承安装于左端盖35上，右端通过轴承安装于外转筒32内，外转筒32通过轴承安装在机身2上，同时外转筒32通过三角带与安装于机身2上的主电机3输出轴连接，外转筒32右端装有套圈4，套圈4的内壁均布安装着十二个滚子5，内转筒36的右端通过螺栓安装着模具保持架43，模具保持架43中均布安装着四个锤头31和四个模具30；

如图2和图5所示，外置变径机构采用两边对称方式安装，两个变径电机38安装在机身2两侧，行星滚柱丝杠39的一端通过减速器与变径电机38输出轴相连，另一端通过轴承安装于支座27上，行星滚柱丝杠39上套有的螺母40安装于小套筒41中，小套筒41通过第一连接板28和第二连接板29与大套筒8相连，大套筒8通过轴承内接转筒7，转筒7左端均布安装四个楔形块6；

如图1、图2、图6、图7和图8所示，电动进料机构包括进料电机20，进料电机20安装在底座上并通过联轴器与进料丝杠21相连，进料丝杠21上套有的进料螺母22安装于螺母套19中，螺母套19安装于进料台18上，进料台18通过滑块45安装于线性导轨42之上，进料台18上安装有进料箱13，进料箱13上方装有夹料电机11，夹料电机11输出轴通过小齿形带54与小蜗杆12相连接，小蜗杆12与蜗轮螺母14相连，蜗轮螺母14与筒形丝杠16相连接，筒形丝杠16与夹头调节块24通过螺栓相连接，夹头调节块24内均布着三个夹头15，夹头15通过燕尾条17与夹头调节块24进行径向限位，夹头15端部通过螺栓连接有滑块26和垫块25，并以此来与盖板10相连接，盖板10通过螺栓安装在进料箱13上，三个夹头15之间夹持着旋锻所用的棒料9的一端，棒料9的另一端穿过转筒7内的楔形块6到达锤头31、模具30的待加工位置上；

夹头调节块24与夹头15的连接面为斜面连接，通过此斜面将夹头调节块24的轴向运动转化为夹头15的径向运动。

所述的主机身结构、外置变径机构和电动进料机构安装于底座33上。

本发明的工作原理为：

外置变径机构通过机身2两边对称布置的两根行星滚柱丝杠39带动整个变径机构的左右运动，采用行星滚柱丝杠可以有效承载动态变径过程中的巨大冲击载荷，行星滚柱丝杠39的转动最终转化为楔块6的左右平动，以达到调节模具30的径向位置，进行变径锻造的目的。具体为：

安装在机身2上的主电机3带动外转筒32转动为整个旋锻过程提供主动力，外转筒32带动其内安装的滚子5旋转，滚子5的旋转推动锤头31、楔形块6和模具30做径向的往复运动从而达到对棒料9进行锻造的目的，同时调速伺服电机1通过大齿形带44带动大蜗杆37转动，从而通过大蜗轮34驱动内转筒36转动，内转筒36上固连有模具保持架43，因此模具保持架43可以带动锤头31、楔形块6和模具30作旋转转动，从而达到旋锻目的。

外置变径机构采用两边对称方式安装，悬挂安装于机身2两侧的变径电机38带动行星滚柱丝杠39转动，由此带动行星滚柱丝杠39上的螺母40左右运动，螺母40通过第一连接板28和第二连接板29带动转筒7左右运动，从而带动四个楔形块6左右运动，以此实现变径的目的。

进料机构的主进料动力由进料电机20提供，进料电机20驱动进料丝杠21转动，从而带动进料台18以及整个进料箱13左右移动。安装于进料箱13上的夹料电机通过小齿形带54带动小蜗杆12转动为三个夹头15提供夹持力以便夹紧棒料，其中小蜗杆12驱动涡轮螺母14转动，从而带动筒形丝杠16做左右运动，筒形丝杠16带动夹头调节块24沿轴向做左右运动，由于夹头调节块24与夹头15的连接面为斜面连接，通过此斜面将夹头调节块24的轴向运动转化为夹头15的径向运动，从而达到夹紧棒料的目的。

Claims (2)

1.一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，包括主机身机构、外置变径机构和电动进料机构，其特征在于：电动进料机构连接在主机身机构上，棒料（9）的一端通过电动进料机构到达主机身机构的锤头（31）及模具（30）处；

主机身机构包括调速伺服电机（1），调速伺服电机（1）安装于机身（2）上，调速伺服电机（1）的输出轴通过大齿形带（44）与大蜗杆（37）相连，大蜗杆（37）和大蜗轮（34）配合连接，大蜗轮（34）安装于内转筒（36）上，内转筒（36）左端通过轴承安装于左端盖（35）上，右端通过轴承安装于外转筒（32）内，外转筒（32）通过轴承安装在机身（2）上，同时外转筒（32）通过三角带与安装于机身（2）上的主电机（3）输出轴连接，外转筒（32）右端装有套圈（4），套圈（4）的内壁均布安装着十二个滚子（5），内转筒（36）的右端安装着模具保持架（43），模具保持架（43）中均布安转着四个锤头（31）和四个模具（30）；

外置变径机构采用两边对称方式安装，两个变径电机（38）安装在机身（2）两侧，行星滚柱丝杠（39）的一端通过减速器与变径电机（38）输出轴相连，另一端通过轴承安装于支座（27）上，行星滚柱丝杠（39）上套有的螺母（40）安装于小套筒（41）中，小套筒（41）通过第一连接板（28）和第二连接板（29）与大套筒（8）相连，大套筒（8）通过轴承内接转筒（7），转筒（7）左端均布安装四个楔形块（6）；

电动进料机构包括进料电机（20），进料电机（20）通过联轴器与进料丝杠（21）相连，进料丝杠（21）上套有的进料螺母（22）安装于螺母套（19）中，螺母套（19）安装于进料台（18）上，进料台（18）通过滑块（45）安装在线性导轨（42）之上，进料台（18）上装有进料箱（13），进料箱（13）上方装有夹料电机（11），夹料电机（11）输出轴通过小齿形带（54）与小蜗杆（12）相连接，小蜗杆（12）与蜗轮螺母（14）相连，蜗轮螺母（14）与筒形丝杠（16）相连接，筒形丝杠（16）与夹头调节块（24）相连接，夹头调节块（24）内均布着三个夹头（15），夹头（15）通过燕尾条（17）与夹头调节块（24）进行径向限位，夹头（15）端部连接有滑块（26）和垫块（25），并以此来与盖板（10）相连接，盖板（10）安装在进料箱（13）上，三个夹头（15）之间夹持着旋锻所用的棒料（9）的一端，棒料（9）的另一端穿过转筒（7）内的楔形块（6）到达锤头（31）、模具（30）的待加工位置上；

夹头调节块（24）与夹头（15）的连接面为斜面连接，通过此斜面将夹头调节块（24）的轴向运动转化为夹头（15）的径向运动。

2.根据权利要求1所述的一种带有外置变径机构的交流伺服式旋锻机，其特征在于：所述的主机身机构、外置变径机构和电动进料机构安装于底座（33）上。