CN102601197A - 数控液压强力旋压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控液压强力旋压机，包括机床主体，所述机床主体前部为主轴箱，机床主体后部为尾顶部件，机床主体中部为拖板部件，所述拖板部件包括X/Z轴滑台及旋轮架，旋轮架设于Z轴滑台上，所述旋轮架由数字油缸控制在X/Z轴滑台上做X/Z方向的联动。本发明核心技术X、Z轴进给部分，由伺服电机控制滑阀开合使油缸工作，油缸内部有反馈丝杠，从而实现油缸的精密控制。

Description

数控液压强力旋压机

技术领域

本发明涉及旋压机。

背景技术

现在国内大负荷进给都是使用伺服阀控制或大型滚珠丝杠控制，伺服阀控制：最大的缺点是对液压站的维护要求很高，在恶劣环境下适应能力很低，不能实现自身反馈，液压部分控制复杂。大型滚珠丝杠控制：大负荷的丝杠寿命低，需要大功率伺服电机驱动，费用很高。如中国发明专利申请(申请号201010248687.2，公开日2010年12月29日)公开了一种数控无模风机专用旋压机，具有四个支架连接的旋压轮和支轮，并采用液压伺服技术及数控技术通过对旋压轮和支轮移动的精确控制。但是液压伺服控制，对液压油的要求比较高，而且不能适应恶劣环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种数控液压强力旋压机，对液压油的要求较低，而且对恶劣环境的适应性好，同时成本低廉，维护方便。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：数控液压强力旋压机，包括机床主体，所述机床主体前部为主轴箱，机床主体后部为尾顶部件，机床主体中部为拖板部件，其特征在于：所述拖板部件包括X/Z轴滑台及旋轮架，旋轮架设于Z轴滑台上，所述旋轮架由数字油缸控制在X/Z轴滑台上做X/Z方向的联动。

作为优选，所述数字油缸包括伺服电机、液压滑阀、液压缸、传动丝杠及反馈丝杠，所述伺服电机的输出轴连接传动丝杠，所述液压缸的活塞连接反馈丝杠，传动丝杠和反馈丝杠位于同一直线上并连接，所述传动丝杠支撑于连接板上，所述液压滑阀的阀芯固定于连接板上，液压缸的内腔与液压滑阀的内腔连通，液压滑阀内腔与油箱连通。

作为优选，所述传动丝杠和反馈丝杠间由拨叉连接，所述连接板上及活塞上设有丝杠导向座，丝杠导向座与丝杠可做相对运动。

作为优选，所述X/Z轴滑台的导轨采用镶钢导轨结构，包括导轨本体，所述导轨本体上部固定有镶钢导轨，所述镶钢导轨为L型结构，所述镶钢导轨L型的一侧边固定于导轨本体上导轨面上，所述镶钢导轨L型的另一侧边固定于导轨本体侧边上，且所述导轨本体上导轨面及导轨本体侧边与镶钢导轨间紧密接触。

作为优选，所述镶钢导轨L型的一侧边上设有至少两个T型的上固定孔，所述镶钢导轨L型的另一侧边上设有至少两个T型的侧固定孔，上固定螺钉穿过上固定孔旋入导轨本体上螺纹孔内，侧固定螺钉穿过侧固定孔旋入导轨本体侧螺纹孔内。

作为优选，所述旋压机导轨包括上导轨和下导轨，所述下导轨设于底座上，所述底座为U形结构，下导轨的导轨本体设于底座U形两侧边顶端且与底座为一体结构，所述上导轨的导轨本体下端设有导轨槽，导轨槽设于下导轨的镶钢导轨上，旋轮架在上导轨的镶钢导轨上横向滑移。

作为优选，所述下导轨的导轨本体及镶钢导轨外侧设有压条，所述压条固定于上导轨下端，压条包覆住镶钢导轨露出上导轨导轨槽外部分。

本发明核心技术X、Z轴进给部分，由伺服电机控制滑阀(恒定液压为动力源)开合使油缸工作，油缸内部有反馈丝杠，从而实现油缸的精密控制。它与液压伺服控制技术最大的区别是：

1.对液压油清洁度大大的降低，减少对设备维护；

2.对液压油温不敏感；

3.对恶劣环境的适应能力更强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明侧视图

图4为数字油缸结构原理图；

图5为液压滑阀初始状态示意图；

图6为液压滑阀最终状态示意图；

图7为X\Z轴滑台导轨结构与旋轮架配合应用示意图；

图8为导轨结构示意图；

图9为镶钢导轨主视图；

图10为镶钢导轨侧视图。

具体实施方式

下面结合图1至图6说明本发明数控液压强力旋压机，包括机床主体1，所述机床主体前部为主轴箱2，机床主体后部为尾顶部件3，机床主体中部为拖板部件4，所述拖板部件包括X/Z轴滑台41及旋轮架42，旋轮架设于Z轴滑台上，所述旋轮架由数字油缸5控制在X/Z轴滑台上做X/Z方向的联动。所述数字油缸包括伺服电机51、液压滑阀53、液压缸52、传动丝杠510及反馈丝杠512，所述伺服电机的输出轴连接传动丝杠510，所述液压缸的活塞520连接反馈丝杠512，传动丝杠和反馈丝杠位于同一直线上并连接，所述传动丝杠支撑于连接板54上，所述液压滑阀的阀芯530固定于连接板上，液压缸的内腔与液压滑阀的内腔连通，液压滑阀内腔与油箱55连通。所述传动丝杠和反馈丝杠间由拨叉511连接，所述连接板上及活塞上设有丝杠导向座513，丝杠导向座与丝杠可做相对运动。

所述旋轮架为四工位；旋轮架的分度转位由伺服电机带动；旋轮架的定位采用直径400mm的双齿盘定位。所述主轴箱的主轴21由变频电机驱动，变频电机经主轴箱内的齿轮变速传至主轴；所述主轴前端配有旋压模具连接组件，旋压模具连接组件内部采用强冷却以隔离热传导；所述主轴后端配有退料部件，退料部件的传动由退料液压油缸32控制，退料部件与主轴后端间配有旋转隔离装置。所述尾顶部件包括尾顶套筒，尾顶套筒的轴向移动由尾顶套筒液压油缸22驱动；尾顶套筒前端配有旋转支承装置31，旋转支承装置内部采用强冷却以隔离热传导；旋转支承装置内配置独立稀油循环润滑系统对尾顶轴承进行润滑；尾顶套筒采用含油轴瓦支承。

如图7至图10所示，所述X\Z轴滑台的导轨采用镶钢导轨结构，包括导轨本体411，所述导轨本体上部固定有镶钢导轨412，所述镶钢导轨为L型结构，所述镶钢导轨L型的一侧边固定于导轨本体上导轨面上，所述镶钢导轨L型的另一侧边固定于导轨本体侧边上，且所述导轨本体上导轨面及导轨本体侧边与镶钢导轨间紧密接触。所述镶钢导轨L型的一侧边上设有至少两个T型的上固定孔4121，所述镶钢导轨L型的另一侧边上设有至少两个T型的侧固定孔4122，上固定螺钉4111穿过上固定孔旋入导轨本体上螺纹孔内，侧固定螺钉4112穿过侧固定孔旋入导轨本体侧螺纹孔内。所述旋压机导轨包括上导轨417和下导轨416，所述下导轨设于底座413上，所述底座为U形结构，下导轨的导轨本体设于底座U形两侧边顶端且与底座为一体结构，所述上导轨的导轨本体下端设有导轨槽4171，导轨槽设于下导轨的镶钢导轨上，旋轮架42在上导轨的镶钢导轨上横向滑移。所述下导轨的导轨本体及镶钢导轨外侧设有压条414，所述压条固定于上导轨下端，压条包覆住镶钢导轨露出上导轨导轨槽4171外部分。

机床总体方案：

1、机床包括：主轴箱、拖板部件、尾顶部件等组成。

3、拖板的纵横向运动由数字油缸驱动；主轴旋转运动由变频电机驱动；尾顶套筒由液压缸驱动，其顶力无级调整。

二、拖板部件

1、拖板部件由X\Z轴滑台、油缸、四工位旋轮架、旋轮组件组成；

2、滑台的导轨均采用镶钢导轨；

3、滑板由数字油缸带动拖板实现直线运动；

4、旋轮架为4工位；其分度转位由电机带动；定位采用直径400双齿盘定位，定位动作均由液压缸实现，选择工位由数控系统控制，具有高精度、大锁紧力等特点。

5、旋轮轴用高强度钢制成，支承轴具有足够的强度受旋压力。

三、主轴箱

1、主轴箱采用铸造结构，具有良好的吸振性和刚度；

2、主轴采用高强度钢锻造而成

3、主传动由变频电机驱动，经主轴箱内设齿轮变速传至主轴，以提高传动扭矩；

4、主轴前端配有与旋压模具连接组件，其内部采用强冷却以隔离热传导；

5、主轴后端配有退料部件，其传动采用液压油缸，并配有旋转隔离装置。

四、尾顶部件

1、尾顶套筒轴向移动液压缸驱动，轴向力可以根据零件的情况无级调整；

2、尾顶套筒前端配有旋转支承装置，该装置内的轴承采用NSK高精度轴承，内部采用强冷却以隔离热传导；

3、配置独立稀油循环润滑系统对尾顶轴承进行

该结构是指将伺服电机、液压滑阀、闭环位置反馈设计组合在液压缸内部，接通液压油源，所有的功能直接通过专用数字控制器、计算机或PLC可编程控制器发出的数字脉冲信号来完成长度矢量可控的高新技术产品。

1、可以实现单缸多段调速、多点定位、两缸或两缸以上进行差补运动，完成曲线轨迹运动。

2、动力大，用伺服电机作为信号输出，使液压缸活塞杆完全按照伺服电机的运动而运动，即不失步，又有几百、几千吨的推力。

3、液压系统高度简化，只需油泵、溢流阀(或数字压力阀)组成的液压源就可接管使用，无需任何方向阀、流量阀、调速阀、单向阀、同步阀等繁杂液压元件。也省略了这些阀件的安装集成块，也无需行程开关、继电器等电气元件。降低了使用成本和维修成本。

拖板结构：包括X\Z轴滑台、油缸、旋轮架、旋轮组件组成；滑台的导轨均采用镶钢导轨；并由油缸带动拖板实现直线运动；旋轮架为四工位，其分度转位由电机带动；定位动作均由液压缸实现，具有高精度、大锁紧力等特点；旋轮轴采用高强度钢制成，支承轴具有足够的强度受旋压力。

X\Z轴滑台X/Z向两个方向上设有镶钢导轨，由油缸控制X/Z方向的前进和后退，使设备精度更高，导轨摩擦系数小，更适合于旋压机上应用。

如图5和图6所示，P为进油口，T为出油口，A、B为工作油口，在初始状态，P进油通到B腔，A腔回油从T出油口回到油箱；在最终状态，P进油通到A腔，B腔回油从T出油口回到油箱。

具体工作原理为：所述伺服电机输出轴、传动丝杠同步旋转，伺服电机接受信号脉冲后，电机输出轴带动传动丝杠做正或反向转动，使固定有液压滑阀阀芯的连接板做左或右轴向位移，这时滑阀内腔的A或B开口，使液压油进入油缸中的A腔或B腔，同时B腔或A腔的液压油流回油箱，油压变化使油缸活塞运动，而此时活塞又带动丝杠导向座做左或右的轴向位移，丝杠导向座做左或右的轴向位移会使反馈丝杠做正或反向转动，反馈丝杠通过拨叉将油缸运动的方向、速度、停止点反馈给传动丝杠及液压滑阀阀芯，阀芯根据反馈的信息进行相应的动作。这就保证了液压油缸的运行精度、机构的可靠性，使液压油缸活塞杆完全按照伺服电机的运动而运动，即不失步，又达到小功率带动大功率的作用，真正做到精密运动控制。

Claims (7)

1.数控液压强力旋压机，包括机床主体(1)，所述机床主体前部为主轴箱(2)，机床主体后部为尾顶部件(3)，机床主体中部为拖板部件(4)，其特征在于：所述拖板部件包括X/Z轴滑台(41)及旋轮架(42)，旋轮架设于Z轴滑台上，所述旋轮架由数字油缸(5)控制在X/Z轴滑台上做X/Z方向的联动。

2.根据权利要求1所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述数字油缸包括伺服电机(51)、液压滑阀(53)、液压缸(52)、传动丝杠(510)及反馈丝杠(512)，所述伺服电机的输出轴连接传动丝杠(510)，所述液压缸的活塞(520)连接反馈丝杠(512)，传动丝杠和反馈丝杠位于同一直线上并连接，所述传动丝杠支撑于连接板(54)上，所述液压滑阀的阀芯(530)固定于连接板上，液压缸的内腔与液压滑阀的内腔连通，液压滑阀内腔与油箱(55)连通。

3.根据权利要求2所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述传动丝杠和反馈丝杠间由拨叉(511)连接，所述连接板上及活塞上设有丝杠导向座(513)，丝杠导向座与丝杠可做相对运动。

4.根据权利要求1所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述X/Z轴滑台(41)的导轨采用镶钢导轨结构，包括导轨本体(411)，所述导轨本体上部固定有镶钢导轨(412)，所述镶钢导轨为L型结构，所述镶钢导轨L型的一侧边固定于导轨本体上导轨面上，所述镶钢导轨L型的另一侧边固定于导轨本体侧边上，且所述导轨本体上导轨面及导轨本体侧边与镶钢导轨间紧密接触。

5.根据权利要求4所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述镶钢导轨L型的一侧边上设有至少两个T型的上固定孔(4121)，所述镶钢导轨L型的另一侧边上设有至少两个T型的侧固定孔(4122)，上固定螺钉(4111)穿过上固定孔旋入导轨本体上螺纹孔内，侧固定螺钉(4112)穿过侧固定孔旋入导轨本体侧螺纹孔内。

6.根据权利要求5所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述旋压机导轨包括上导轨(417)和下导轨(416)，所述下导轨设于底座(413)上，所述底座为U形结构，下导轨的导轨本体设于底座U形两侧边顶端且与底座为一体结构，所述上导轨的导轨本体下端设有导轨槽(4171)，导轨槽设于下导轨的镶钢导轨上，旋轮架(42)在上导轨的镶钢导轨上横向滑移。

7.根据权利要求6所述的数控液压强力旋压机，其特征在于：所述下导轨的导轨本体及镶钢导轨外侧设有压条(414)，所述压条固定于上导轨下端，压条包覆住镶钢导轨露出上导轨导轨槽(4171)外部分。

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