CN101433916A - 冷辗机用芯轴动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷辗机用芯轴动力装置，具有辗轮，支撑轮，位于辗轮与支撑轮之间的芯辊及其控制系统，其特征在于芯辊安装有主动旋转动力装置，装置由连成一体的液压油缸，电机，位置检测装置和连接体组成，用以驱动芯辊与支撑轮。本发明既提高芯辊寿命，还解决了轴承套圈沟底剐伤问题，使冷辗件加工曲面的光洁度上升，减少磨加工生产时间，使冷辗机性价比大大提升。

Description

冷辗机用芯轴动力装置

技术领域

本发明涉及一种精密冷辗机床，尤其涉及冷辗机芯轴的动力结构。

背景技术

精密冷辗环成型技术是在金属塑性加工、金属挤压压延、金属高速轧制等技术上发展而来的，经历了热辗、温辗、粗冷辗、精密冷辗几个发展阶段。冷辗技术在国内应用集中在轴承行业，有色金属环件加工也有应用。

精密冷辗采用无切削加工技术，加工后的轴承套圈几何形状和工艺尺寸接近成品形状和尺寸，只需留少量的磨削加工余量。在实际生产过程中，轴承沟道表面精度要求高，为了提高芯辊寿命，降低辗扩成本；在现有冷辗设备上芯辊采用被动转动方式，动力装置由主电机通过减速机构带动主轴旋转，主轴上安装有辗轮，辗轮带动由上料机构送来的坯料旋转，芯辊穿入环形坯料，进给装置带动支撑轮接近芯辊，芯辊被动靠近旋转的环形坯料，当芯辊接触坯料的瞬间，由坯料带动芯辊并拖动支撑轮系转动，坯料壁厚逐渐减小，直径逐渐增大，最终完成辗扩成型。但是芯辊每次在接近旋转的环形坯料的瞬间，由于坯料与芯辊存在线速度差，接触面积又为线接触，芯辊接触表面工作环境恶劣，磨损严重，降低了芯辊使用寿命。又因为芯辊表面的磨损过程，又造成冷辗件成品沟道底部复现的芯辊磨损带来的尺寸公差漂移，并留下一道深约0.1毫米左右的剐伤，给后续工序增加了加工难度，也造成成品轴承寿命降低的隐患。

发明内容

本发明主要是提供一种冷辗机用芯轴动力装置，它能在辗压过程中降低芯辊的磨损，提高芯辊使用寿命；

本发明的另一个目的是提高加工曲面的光洁度，减少后续磨加工生产工时，提高经济效益。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种冷辗机用芯轴动力装置，具有由动力装置主轴带动的辗轮，与进给装置相连的支撑轮，位于辗轮与支撑轮之间的芯辊及其控制系统，其特征在于：所述的芯辊安装有主动旋转动力装置；所述的装置由连成一体的水平移动装置，转动装置，检测装置，连接体组成。

本发明的技术方案还可以进一步完善，

作为优选，所述的水平移动装置包括：液压油缸，连接在油缸缸体上的固定卡块和定位支架，与油缸缸筒相连的油缸出杆固定螺钉。

作为优选，所述的转动装置包括：电机及输出轴，与芯辊相连的芯辊固定端轴，置于芯辊固定端轴外面的芯辊轴套连接体，连接电机输出轴与芯辊固定端轴的连轴器及内置超越离合器。

作为优选，所述的位置检测装置包括：与控制系统相连的后位移开关、前位移开关，所述前、后位移开关安装在支架板上，所述支架板固定在油缸缸体上。

作为优选，所述的连接体包括：芯辊座和连接在芯辊座上的支座。

作为优选，所述的前、后位移开关是接近开关或触点开关。

作为优选，所述的水平移动装置、转动装置、检测装置、连接体之间的安装关系是：电机输出轴通过连轴器与芯辊固定端轴、芯辊轴套连接在一起，芯辊连接在芯辊固定端轴上，液压油缸通过油缸固定卡块连接在支座上，连接在液压油缸缸筒上的油缸出杆固定螺钉与芯辊轴套相连，支座固定在芯辊座上，前、后极限接近开关通过支架板固定在固定卡块上。

据上所述，本发明的控制器按照机床节拍控制液压缸、拖动芯轴动力机械结构进行芯辊，由电机拖动主动旋转的芯轴靠近高速旋转的被加工工件，当接触工件时由检测装置检测，由控制器延时切断电机电源，芯辊被动转动，并由超越离合器被动脱开，转速由主轴通过辗轮带动工件决定；电机转速可无级调速并可预先设定。

因此，本发明的有益效果是它能在辗压过程中，使芯辊在靠近高速旋转的坯料时，具有与坯料较接近的旋转线速度，提前带动支撑轮系旋转，降低芯辊的磨损，提高芯辊使用寿命，解决了冷辗件成品沟道底部的剐伤问题，被加工工件的沟底表层金属内部质量进一步提高，金属流线完整致密，使冷辗件的精密加工曲面光洁度上升，减少后续磨加工沟道加工余量，减少轴承磨加工生产时间。

本发明采用上述技术方案，从而进一步提高了模具特别是芯辊的使用寿命，由每根芯辊3000件的寿命提高到18000件以上，使得设备的加工性价比成倍提高，能显著的降低更换芯辊的停机时间，并延缓芯辊磨损带来的尺寸公差漂移；被加工工件的沟道的表层的精密加工曲面光洁度上升，金属流线无断续，表层金属抗疲劳强度成倍提高，提高了加工件的品质，提升了冷辗加工的经济效益。

附图说明

附图1是本发明的一种冷辗机工作及芯辊主动装置示意图；

附图2是图1的A—A剖面示意图；

附图3是本发明的一种冷辗机芯辊主动装置示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图中：1-加工工件，2-辗轮，3-芯辊，4-支撑轮，5-圆度辊，6-液压油缸，7-后极限开关，8-前极限开关，9-油缸固定卡块，10-油缸定位支架，12-油缸出杆固定螺钉，14-油缸出杆关节头，15-固定支架板，16-直流无刷电机，17-连轴器内置超越离合器，18-支座，19-芯辊固定端轴，20-芯辊轴套连接体，21-芯辊套及轴承，22-芯辊座。

如图1、图3所示，冷辗机芯辊主动装置包括有水平移动装置，转动装置，检测装置，连接体。芯辊3的外面有芯辊套及轴承21，芯辊通过芯辊座22端面定位连接在芯辊固定端轴19上，固定端轴外面有芯辊轴套连接体20，电机16通过连轴器及内置超越离合器17与芯辊固定端轴19连接。液压油缸6通过油缸固定卡块9、油缸定位支架10固定在支座18上，支座18连接在芯辊座22上，在液压油缸6的活塞杆前端，连接有油缸出杆关节头14，油缸出杆固定螺钉12连接油缸出杆关节头14和芯辊轴套连接体20，当油缸的活塞运动时，可带动芯辊3的转动装置作前后运动。在油缸6缸体上装有固定支架板15，在固定支架板上装有前极限开关8和后极限开关7，用作位置检测，本实施例的极限开关采用接近开关。

如图2所示，在碾压过程中辗轮2带动加工工件1旋转，芯辊3由液压油缸6驱动穿入加工工件1，由主进给机构带动支撑轮4进给，接近并接触芯辊3，芯辊3由电机16驱动旋转，并带动支撑轮4旋转快速主动旋转，初始转速可无级调速，支撑轮4继续进给，使芯辊3靠近高速旋转的加工工件1进入辗压过程。

液压油缸6拖动芯轴3的旋转装置前后运动，从后限位7到达前限位8，由控制器延时并停止电机6旋转。当主轴带动辗轮2以200rpm转动时，芯辊转速在6000～500rpm之间变化，电机16回馈电压有时远大于电机控制器工作电压，所以当被动转动时超越离合，并通过限位8检测使电机16通过控制器延时停转，转矩由辗轮2带动工件1提供，有效的解决了能量回馈、机械差速。

在辗压过程中，工件直径逐渐增大，壁厚逐渐减小，芯辊转速为变量，在辗扩前要选定芯轴初始转速可从下列演算式求得：

V₃＝V₂×D₂×(D₁—2×h)/(D₁×D₃)

式中：V₃芯辊每分转速，V₂主轴每分转速，D₂辗轮直径，D₁工件外径，h工件壁厚，D₃芯辊外径。

综上所述流程，本发明的动力装置在进入辗压过程前后，减小了工件与芯辊的摩擦，以及克服了从动支撑轮的启动转动惯量，改善了芯轴沟道处的磨损，解决了冷辗件成品沟道底部的剐伤问题，提高了模具的使用寿命。

Claims (7)

1、一种冷辗机用芯轴动力装置，具有由动力装置主轴带动的辗轮(2)，与进给装置相连的支撑轮(4)，位于辗轮与支撑轮之间的芯辊(3)及其控制系统，其特征在于：所述的芯辊(3)安装有主动旋转动力装置；所述的装置由连成一体的水平移动装置，转动装置，检测装置，连接体组成。

2、根据权利要求1所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的水平移动装置包括：液压油缸(6)，连接在油缸缸体上的固定卡块(10)和定位支架(9)，与油缸(6)缸筒相连的油缸出杆固定螺钉(12)。

3、根据权利要求1所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的转动装置包括：电机及输出轴(16)，与芯辊(3)相连的芯辊固定端轴(19)，置于芯辊固定端轴外面的芯辊轴套连接体(20)，连接电机输出轴(16)与芯辊固定端轴(19)的连轴器及内置超越离合器(17)。

4、根据权利要求1所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的位置检测装置包括：与控制系统相连的后位移开关(8)、前位移开关(7)；所述前、后位移开关安装在支架板(15)上，所述支架板固定在油缸(6)缸体上。

5、根据权利要求4所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的前、后位移开关(7、8)是接近开关或触点开关。

6、根据权利要求1所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的连接体包括：芯辊座(22)和连接在芯辊座上的支座(18)。

7、根据权利要求1或2或3或4或6所述的冷辗机用芯轴动力装置，其特征在于：所述的水平移动装置、转动装置、检测装置、连接体之间的安装关系是：电机输出轴(16)通过连轴器(17)与芯辊固定端轴(19)、芯辊轴套(20)连接在一起，芯辊(3)连接在芯辊固定端轴(19)上，液压油缸(6)通过油缸固定卡块(10)连接在支座(18)上，连接在液压油缸(6)缸筒上的油缸出杆固定螺钉(12)与芯辊轴套(20)相连，支座(18)固定在芯辊座(22)上，前、后极限接近开关(7、8)通过支架板(15)固定在固定卡块(10)上。

Images