CN102284611A - 实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置 - Google Patents

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冯文成
姚万贵
李文正
邵长斌
袁红霞
邢来福
石一磬
李思奇
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Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology
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Zhangjiakou Xuanhua Taida Machinery Manufacturing Co Ltd
Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology
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Abstract

一种实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，属于摆辗机设备技术领域，包括摆头轴、传动装置及转向相同转速不同的内、外偏心套，摆头轴的轴安装于内偏心套的内腔，内偏心套安装于外偏心套的内腔，传动装置分别与所述内、外偏心套连接，外偏心套的偏心距小于或大于内偏心套的偏心距。本发明传动装置分别带动内、外偏心套转动，使内偏心套与外偏心套的转向相同转速不同，这样在内偏心套与外偏心套的偏心距不相等的情况下，摆头轴端的中心点运动轨迹为不过中心点的螺旋线，用此螺旋线轨迹的该装置可加工心部成形要求高的法兰状零件的成形，且由于摆头轴运动不过机器主轴中心，因此摆头轴不容易断裂。

Description

实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置
技术领域
本发明涉及摆辗机设备技术领域，具体说涉及一种实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置。
背景技术
摆动辗压是以连续的局部变形代替普通锻造工艺的整体变形的特种锻造成形工艺，其辗压力仅是普通锻压工艺的1/10-1/20，因此，摆动辗压可以用小设备辗压大锻件。
结合图1所示，摆辗机的摆头工作状态结构示意图，该结构包括摆头1’、滑块2’和进给油缸3’，摆头1’上部为柱形，摆头1’的下部为圆锥形，滑块2’设置于摆头1’的下方，进给油缸3’位于滑块2’的下方并与滑块2’连接，毛坯4’放置于滑块2’与摆头1’之间，摆头1’为上模，滑块2’为下模，摆头1’的上端设有轴，轴与传动装置连接，摆头1’的中心线与机器主轴中心线相交成一夹角，该夹角为摆头的摆角，当机器主轴旋转时，摆头中心线绕机器主轴中心线旋转，摆头1’产生摆动，与此同时，滑块2’在进给油缸3’作用下上升，并对毛坯4’施压，摆头1’的母线就在毛坯4’上连续不断地滚动，最后达到整体成形的目的。
目前，国内、外摆辗机的摆头可以实现螺旋线运动轨迹，如图2所示为过中心点的螺旋线运动轨迹示意图，利用摆头的螺旋线轨迹可以加工心部成形要求高的法兰状零件的成形。但是用该螺旋线运动轨迹的摆头不能加工心部成形要求高的法兰状零件的成形，因为该运动轨迹的摆头过机器主轴中心，即摆头的中心线与机器主轴的中心线重合，摆角为0度，摆辗机相当于压机，设备失去了摆头因有摆角实现局部成形的优势，摆头摆角为0度时摆头受力很大，容易造成摆头轴断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其可以加工心部成形要求高的法兰状零件的成形且摆头轴不易断裂。
为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其中包括摆头轴、传动装置及转向相同转速不同的内、外偏心套，所述摆头轴的轴安装于所述内偏心套的内腔，所述内偏心套安装于外偏心套的内腔，所述传动装置分别与所述内、外偏心套连接，所述外偏心套的偏心距小于或大于内偏心套的偏心距。
本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其中所述传动装置包括电机、皮带轮、皮带轮轴和变速箱，所述电机与皮带轮连接，所述皮带轮轴与所述变速箱的输入轴同轴，所述皮带轮轴上安装有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮上安装有第二齿轮轴，所述第二齿轮轴与所述内偏心套连接，所述变速箱的输出轴上安装有第三齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮上安装有第四齿轮轴，所述第四齿轮轴与所述外偏心套连接，所述第二齿轮轴与第四齿轮轴同轴，所述第二齿轮轴穿过第四齿轮轴。
本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其中当外偏心套的偏心距小于内偏心套的偏心距时，随着所述外偏心套的偏心距逐渐增大，所述摆头轴端中心点的运动轨迹为内部曲线逐渐向中心靠近、外圈半径逐渐增大的螺旋线，所述摆头轴在一个运动周期内，所述摆头轴每转过一圈，所述螺旋线就转过一圈。
本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其中当外偏心套的偏心距大于内偏心套的偏心距时，随着所述外偏心套的偏心距逐渐增大，所述摆头轴端中心点的运动轨迹为内部曲线逐渐向外圈靠近、外圈半径逐渐增大的螺旋线，所述摆头轴在一个运动周期内，所述摆头轴每转过一圈，所述螺旋线就转过一圈。
采用上述方案后，本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置的传动装置分别带动内偏心套和外偏心套转动，使内偏心套与外偏心套的转向相同转速不同，这样在内偏心套与外偏心套的偏心距不相等的情况下，摆头轴端的中心点运动轨迹为不过中心点的螺旋线，用此螺旋线运动轨迹的该装置可以加工心部成形要求高的法兰状零件的成形，且由于摆头轴运动不过机器主轴中心，因此摆头轴不容易断裂。
附图说明
图1是现有摆辗机的摆头工作状态结构示意图；
图2现有摆辗机的摆头生成的螺旋线运动轨迹示意图；
图3是本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置结构示意图；
图4是本发明摆头装置的外偏心套偏心距小于内偏心套偏心距生成的螺旋线运动轨迹示意图；
图5是本发明摆头装置的外偏心套偏心距大于内偏心套偏心距生成的螺旋线运动轨迹示意图。
具体实施方式
如图3所示，本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置包括摆头轴1、转动方向相同转速不同的内偏心套2和外偏心套3及传动装置4。摆头轴1由摆头11和轴12构成，轴12位于摆头的上部，摆头11的下部为圆锥形，轴12上部安装在内偏心套2的内腔，内偏心套2安装于外偏心套3的内腔。外偏心套3的偏心距小于或大于内偏心套2的偏心距。传动装置4包括电机41、皮带轮42、皮带轮轴43和变速箱44，电机41通过三角皮带与皮带轮42连接，皮带轮轴43与变速箱44的输入轴同轴，皮带轮轴43上(即变速箱44的输入轴上)安装有第一齿轮45，第一齿轮45与第二齿轮46啮合，第二齿轮46上安装有第二齿轮轴47，第二齿轮轴47与内偏心套2的上端连接在一起，变速箱44的输出轴441上安装有第三齿轮48，第三齿轮48与第四齿轮49啮合，第四齿轮49上安装有第四齿轮轴491，第四齿轮轴491与外偏心套3连接，第二齿轮轴47与第四齿轮轴491同轴，第二齿轮轴47穿过第四齿轮轴491。
启动电机41，带动皮带轮42转动，皮带轮42带动皮带轮轴43转动，皮带轮轴43带动第一齿轮45转动，第一齿轮45带动第二齿轮46转动，第二齿轮46带动第二齿轮轴47转动，第二齿轮轴47带动内偏心套2转动；由于变速箱44的输入轴与皮带轮轴43同轴，因此皮带轮轴43带动变速箱44内的齿轮组啮合转动，使变速箱44的输出轴转动，带动第三齿轮48转动，第三齿轮48带动第四齿轮49转动，第四齿轮49带动第四齿轮轴491转动，第四齿轮轴491带动外偏心套3转动，该装置外偏心套3的转动方向与内偏心套2的转动方向相同，外偏心套3的转速不等于内偏心套2的转速，摆头轴1端的中心点运动轨迹为不过中心点的螺旋线。
如图4所示，当外偏心套3的偏心距R1小于内偏心套2的偏心距R2时，在R1＝R2/7、R1＝2R2/7、R1＝3R2/7、R1＝4R2/7、R1＝5R2/7、R1＝6R2/7时，摆头轴1所生成的各对应螺旋线运动轨迹示意图，随着外偏心套3的偏心距逐渐增大时，螺旋线运动轨迹的内部曲线逐渐向中心靠近、外圈半径逐渐增大，摆头轴1端中心点运动生成的螺旋线运动轨迹具有周期性，外偏心套3与内偏心套2的转速比为不同值时，螺旋线的圈数不同，螺旋线的圈数是摆头轴1在一个运动周期内，摆头轴1每转过一圈，螺旋线就转过一圈。
如图5所示，当外偏心套3的偏心距R1大于内偏心套2的偏心距R2时，在R1＝8R2/7、R1＝9R2/7、R1＝10R2/7、R1＝11R2/7、R1＝12R2/7、R1＝13R2/7时，摆头轴1所生成的各对应螺旋线运动轨迹示意图，随着外偏心套3的偏心距逐渐增大，摆头轴1端中心点的运动轨迹为内部曲线逐渐向外圈靠近、外圈半径逐渐增大的螺旋线，摆头轴1端中心点运动生成的螺旋线运动轨迹具有周期性，外偏心套3与内偏心套2的转速比为不同值时，螺旋线的圈数不同，摆头轴1在一个运动周期内，摆头轴1每转过一圈，螺旋线就转过一圈。
用上述螺旋线运动轨迹可以加工心部成形要求高的法兰状零件的成形。由于摆头轴1端运动不过辗压机的主轴中心，因此摆头轴1不容易断裂。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其特征在于：包括摆头轴(1)、传动装置(4)及转向相同转速不同的内、外偏心套(2，3)，所述摆头轴(1)的轴(12)安装于所述内偏心套(2)的内腔，所述内偏心套(2)安装于外偏心套(3)的内腔，所述传动装置(4)分别与所述内、外偏心套(2，3)连接，所述外偏心套(3)的偏心距小于或大于内偏心套(2)的偏心距。
2.如权利要求1所述的实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其特征在于：所述传动装置(4)包括电机(41)、皮带轮(42)、皮带轮轴(43)和变速箱(44)，所述电机(41)与皮带轮(42)连接，所述皮带轮轴(43)与所述变速箱(44)的输入轴同轴，所述皮带轮轴(43)上安装有第一齿轮(45)，所述第一齿轮(45)与第二齿轮(46)啮合，所述第二齿轮(46)上安装有第二齿轮轴(47)，所述第二齿轮轴(47)与所述内偏心套(2)连接，所述变速箱(44)的输出轴(441)上安装有第三齿轮(48)，所述第三齿轮(48)与第四齿轮(49)啮合，所述第四齿轮(49)上安装有第四齿轮轴(491)，所述第四齿轮轴(491)与所述外偏心套(3)连接，所述第二齿轮轴(47)与第四齿轮轴(491)同轴，所述第二齿轮轴(47)穿过第四齿轮轴(491)。
3.如权利要求1或2所述的实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其特征在于：当外偏心套(3)的偏心距小于内偏心套(2)的偏心距时，随着所述外偏心套(3)的偏心距逐渐增大，所述摆头轴(1)端中心点的运动轨迹为内部曲线逐渐向中心靠近、外圈半径逐渐增大的螺旋线，所述摆头轴(1)在一个运动周期内，所述摆头轴(1)每转过一圈，所述螺旋线就转过一圈。
4.如权利要求1或2所述的实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置，其特征在于：当外偏心套(3)的偏心距大于内偏心套(2)的偏心距时，随着所述外偏心套(3)的偏心距逐渐增大，所述摆头轴(1)端中心点的运动轨迹为内部曲线逐渐向外圈靠近、外圈半径逐渐增大的螺旋线，所述摆头轴(1)在一个运动周期内，所述摆头轴(1)每转过一圈，所述螺旋线就转过一圈。
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