CN1021767C - 立式强力热旋压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式强力热旋压机，其特点在于径向进给机构以三个安装在承压环内的三等分配置的阿基米德内蜗线凸轮为主和采用异形感应加热器及其磁偏移装置；还设有径向差距旋压的微调装置以及无间隙传动减速机。从而具有无间隙传动、连续无级高精度进给、管坯加热迅速均匀、操作简便等优点，适合于进行难熔金属、合金钢、铜合金或铝合金等管材的冷、热旋压加工和普旋杯型件。

Description

本发明涉及一种立式强力热旋压机，特别是一种包括径向进给机构和中频感应加热器的、旋压加工高精度薄壁金属管材的立式强力热旋压机。

在《发明与专利》1981年第3期上公开了一种“新型立式强力旋压机”，其目的是解决立式旋压机中用机械方法实现自动对中的问题，构成主要采用芯模自动对中机构及固转旋轮盘机械调整机构，即呈120°均布在旋轮盘上的三旋轮作回转运动时用机械调整机构实现径向进给，它可保证三旋轮快速同步粗调，又可实现单旋轮径向微调，但是这种旋压机旋轮径向进给靠燕尾斜块-丝杠传动。因齿轮付、燕尾斜块与燕尾槽间有间隙，故正反转后的进给误差较大。由于燕尾斜块的进给量有限，在旋压管材直径变化范围大时，只能加减垫块进行调整，故不能实现连续无级进给，且操作麻烦。一般旋压机床上还有加热设备，如《苏联喀山航空学院学报》1972年140期《采用感应加热滚压时的温度条件》一文中介绍的热旋压机，其加热器的感应线圈为平面环形，且放置在离三个旋压轮的上平面较远的上方，因此管坯的高温区离旋压变形区过远，对产品的加工变形不利，热利用率也低。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能适应管材直径大范围变化的、三旋轮无间隙连续无级同步进给的，并能在最靠近旋压变形区进行感应加热的旋压高精度薄壁管材的立式强力热旋压机。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

1.在旋压机头中，同步径向进给机构以互成120°配置的三个旋轮三块阿基米德内蜗线凸轮为主体，以步进电机-无间隙传动减速机驱动大斜齿轮带动阿基米德内蜗线凸轮转动;三旋轮架与三块阿基米德内蜗线凸轮及机头座之间安装有消除间隙的弹簧组合件，从而实现无间隙、连续无级同步径向进给;

2.感应加热器为平面螺旋线圈弯成三处上凸三处下凹的形状，凹下方也即每二个旋压轮之间放置磁偏移装置，在其下凹二侧放置旋压轮，使加热区非常接近旋压变形区。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

1.驱动机头的蜗轮减速机采用消除间隙传动的斜块-滚珠-弹簧等组合件组成的大扭矩结构;

2.在顶推机构中还有可作顶夹坯料用的换芯棒机构，在该机构上安装有顶夹工具;

3.在芯棒与主轴间的无用空间设置有退料和排烟用的付活动横梁。

附图反映了本发明的一个实施例，其图面说明如下：

图1是本发明实施例总体装配示意图。其中Ⅰ为旋压机主体，Ⅱ为夹持芯棒的机械手，Ⅲ为芯棒顶推机构，Ⅳ是液压站，其中的各部件分别为：1、机座（下横梁）;2、旋压机头;3、感应同步器;4、饼状异形感应加热线圈（加热器）;5、芯棒;6、主轴;7、付横梁;8、感应同步器;9、付横梁油缸;10、油泵电机;11、主油缸;12、减速机;13、花键;14、转速测量件;15、直流电机;16、上横梁;17、调节螺母;18、主活动横梁（内装主轴）;19、无间隙传动减速机及步进电机;20、顶夹机构;21、立柱;22、机械手; 23、夹紧用油缸;24、水平推送油缸;25、顶推油缸;26、顶推机构活动横梁;27、磁偏移装置。

图2为旋压径向进给机头剖视图;

图3是无间隙传动减速机消除间隙机构剖视图;

图4是异形感应线圈使用状态示意图，图中双点划线表示为旋压轮和磁偏移装置的位置分布;

图5是磁偏移装置剖视图。

本发明下面将结合附图（实施例）作进一步详述：

结合图1：旋压机本体（I）以下横梁（机座）（1）为基础，其上有旋压机头（2）和步进电机及无间隙传动减速机（19），机座上有四条立柱（21），立柱上装着上横梁（16），由调节螺母（17）来调节其水平。上下横梁之间为主活动横梁（18），由纵向主油缸（11）驱动上下运动，实现活动横梁带动芯棒（5）轴向进给。主轴（6）由减速机（12）、直流电机（15）驱动旋转。其转速由测速电机控制，并用转速测量装置（14）测出转数通过数显表显示。芯棒轴向进给量通过节流阀控制，由感应同步器（8）测出，由数显表显示，以便控制每转进给量。芯棒可做成实心或空心，使用空心芯棒时可以从主轴中心的多孔插管将压缩空气送到芯棒内径向冷却芯棒，控制其温度不高于550℃（旋钨管）。

为便于退料、拆卸芯棒和旋压时排烟，在主活动横梁下端的主轴与芯棒连接端之间，设置一付活动横梁（7），它是由固定在主活动横梁上的油缸（9）驱动，付横梁上设有通风管用皱纹伸缩管与外界管道相连，将烟气排出室外，卸料时在料与付横梁之间放一法兰盘工具，在油缸（9）推动下将料（管材）退出芯棒。

本发明还设有换芯棒机构（Ⅱ），芯棒由机械手（22）垂直夹住，由油缸（24）水平送入顶推机构（Ⅲ）的中心，用换芯棒专用工具（20）夹住，再由油缸（25）垂直输送到主活动横梁下面主轴的锥孔内，然后降下付横梁，用螺栓及法兰将芯棒与主轴连接起来，最后将付横梁升回原位。顶推机构的另一作用是在换芯棒机构上安装有顶夹工具，将原板坯料顶在芯棒的下端，进行杯形件的普通旋压。

结合图2，旋压机头的旋压轮（28）及旋轮架（29）内通过水管（38）冷却。旋轮架二个侧面下部使用滚柱导轨（30），它放在机头座（33）的三个导槽二侧下部经过淬火的承压滚道上（图中末画出）。三个旋轮架在机头座的互成120°的三个导向槽中沿直径方向往复运动。另外，旋轮架的尾端设有微调机构（31），是由螺杆以及带螺母的斜燕尾滑块组成。三个旋轮架与三块阿基米德内蜗线凸轮（35）及机头座之间安装消除间隙弹簧组合件（37）。当蜗线凸轮顺时针转动时，互成120°均布的三个旋压轮以相等的升程同步压向管坯;逆时针旋转时，旋压轮靠弹簧组合件复位。内蜗线凸轮的外圆与承压环（32）成高精度动配合，该凸轮与大斜齿轮（34）固定，大斜齿轮下端设有滚珠（36）及环形滚道，当步进电机驱动无间隙传动蜗轮减速机时，蜗轮减速机上的二个小斜齿轮与大斜齿轮将运动无间隙地传给大斜齿轮。感应同步器（3）的滑尺安装在旋轮架上，它与装在机头盖板上的感应同步器定尺组成进给量测量系统，旋轮径向进给值由数显表显示，精度可达0.01。

结合图3，作为消除正反向旋转传动间隙的主要部件-无间隙传动减速机，其结构是将蜗轮横截成上下二部分（39和40）。在蜗轮辐板左右对称位置，铣成同心圆弧状导槽，内置同心圆弧状斜块（41和43），二斜块之间放入滚珠（42），通过弹簧（45）及压板（44）将弹簧压力传给斜块，使蜗轮扭转错开一微小角度，二个横向部分的上下二片蜗轮相对应的齿就各自靠紧螺杆（46）的螺牙沟槽的前后二边，因此正反转时无间隙，由于斜块斜面的放大作用，蜗轮能承受很大的扭矩。与蜗轮同一轴上还装有二个能轴向调节距离的同轴小斜齿轮，它与大斜齿轮形成无间隙传动。

结合图4和图5，异形水冷螺旋线圈接通中频电源后，管坯的被加热区的形状与异形线圈形状相同，但加热区高度稍低于线圈的高度，为使热区更加靠近旋轮变形区，在下凹的线圈下部即二个旋压轮之间放入水冷磁偏移装置，将磁力线稍稍拉下，这样可使红热区下移。加热温度的高低由功率的大小调节来控制。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.由于旋压机头以三块阿基米德内蜗线凸轮为主体的进给机构与无间隙传动减速机相结合，因而 能实现无间隙和连续无级同步径向进给，且精度高，这对产品直径变换频繁或进行产品试制最为适用，操作也十分简单方便，只要将减壁的给定值通过数码拨盘输入步进电机控制系统即可获得准确的径向进给，其精度可达0.01。

2.对难熔金属如钨或钼、合金钢、铜合金等管材均可利用异形感应加热和磁偏移装置快速地加热到所需温度，如将钨管坯加热到900～1100℃，且高温区可下移至旋压变形区附近，有利于产品的加工变形，热利用率高，而旋压轮发热极少。

3.设置的微调机构使安装调整方便，容易操作。在调节三旋轮平面高度差后可进行经向差距旋压。

Claims (4)

1、一种立式强力热旋压机，由机座、旋压机头及其进给机构和螺旋感应加热器等构成，旋压机头中三旋轮互成120°配置，其特征是：

a、旋压机头中的同步径向进给机构以互成120°配置的三个旋轮三块阿基米千内蜗线凸轮为主体，以步进电机-无间隙传动减速机驱动大斜齿轮带动阿基米德内蜗线凸轮转动；三旋轮架与三块阿基米德内蜗线凸轮及机头座之间安装有消除间隙的弹簧组合件；

b、感应加热器为平面螺旋线圈弯成三处上凸三处下凹的形状，凹处下方和每二个旋压轮之间放置磁偏移装置，在其下凹的二侧放置旋压轮。

2、如权利要求1所述的旋压机，其特征是驱动机头的蜗轮减速机采用消除间隙传递的斜块-滚珠-弹簧等组合件组成的大扭矩结构。

3、如权利要求1所述的旋压机，其特征是在顶推机构中还设有可作夹坯料用的换芯棒机构，在该机构上安装有顶夹工具。

4、如权利要求1所述的旋压机，其特征是在芯棒与主轴间的无用空间设置有退料和排烟用的付活动横梁。

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