CN104174797A - 一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统 - Google Patents

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Abstract

一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，包括主机身、内模及传动部分、外模部分、加热机构、进给机构，进给机构通过滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动转换为直线运动，经夹具夹持管件坯料进行直线进给，内模具通过传动部分以另一速度做直线运动，两者的速度保持合适的比值，管件坯料通过加热机构加热到一定温度，经轴向的进给运动逐渐填充型腔可以完成聚料过程，之后更换内外模具，内模具再以反向运动完成镦粗过程，从而达到管件端头法兰成型的目的，本发明取消了原来管件上焊接的接头体结构，从而大大提高了管件质量，且绿色环保；成型过程可以由伺服电机控制，能够连续实现聚料与镦粗过程，管件装夹后一次成型，效率很高。

Description

一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统
技术领域
本发明属于金属塑性成形技术领域，具体涉及一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统。
背景技术
铁路货车的空气制动系统对于货车的行车安全至关重要，其制动管系的连接方式很大程度决定了制动系统的质量。在管系连接方式中，法兰连接为应用最广泛和最成熟的方案。传统的法兰连接方式是将接头体焊接在不锈钢管系两端，把法兰套在接头体上，再用螺栓紧固法兰。然而这种方式存在着很多不足之处，例如接头体和管件间的焊接会造成环境污染。另外焊接的质量不良容易造成裂纹和泄漏，甚至发生断裂，严重影响着行车安全。
发明内容
为了克服上述连接方式的缺点，本发明的目的在于提出一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，取消了接头体的焊接结构，从而能够保证连接质量，并且生产效率高，绿色环保。
为了实现上述目的，本发明以下列技术方案来实现：
一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，包括主机身、内模及传动部分、外模部分、加热机构、进给机构，进给机构通过滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动转换为直线运动，经夹具夹持管件坯料进行直线进给，内模具通过传动部分以另一速度做直线运动，两者的速度不同，管件坯料通过加热机构加热后，经轴向的进给运动逐渐填充型腔完成聚料过程，之后更换内外模具，内模具再以反向运动完成镦粗过程，从而达到管件端头法兰成型。
所述的主机身包括左支架4、大螺杆9、右支架21、直线导轨31、底座33，左支架4、右支架21和直线导轨31与底座33连接固定，四个大螺杆9穿过左支架4和右支架21，通过两端的螺母固定。
所述的内模及传动部分包括第一伺服电机1、第一行星减速器2、电机固定板3、大套筒5、主轴挡圈6、主轴7、主轴螺母8、压块10、内模固定板11、内模具30、小滑块32，第一伺服电机1的输出轴连接第一行星减速器2，第一行星减速器2通过电机固定板3、大套筒5、主轴挡圈6及螺钉与左支架4相连接固定，主轴7的左端连接第一行星减速器2的输出轴，右端套入主轴螺母8内，形成螺旋传动，内模具30通过左端的圆台面固定在内模固定板11上，内模固定板11和压块10分别固定于主轴螺母8的右端面，小滑块32与主轴螺母8的底板通过螺钉连接，并在直线导轨31上进行滑动。
所述的加热机构20即感应加热设备，其空心铜管套在需要成型的管件坯料12的一端。
所述的进给机构包括上固定块13、夹具14、下固定块15、丝杠螺母16、小套筒17、第二行星减速器18、第二伺服电机19、联轴器22、螺母固定块23、大滑块24、滚珠丝杠25，上固定块13和下固定块15用于固定夹具14，夹具14分为上下对称的两部分，用于夹持住管件坯料12向左端进给，下固定块15和两侧的大滑块24相连接，大滑块24在直线导轨31上进行滑动，第二伺服电机18输出轴连接第二行星减速器19，第二行星减速器19的输出轴再通过联轴器22带动滚珠丝杠25，滚珠丝杠25的左端由丝杠支架26支撑，右端由右支架21支撑，轴向的位置通过滚珠丝杠挡圈27及小套筒17进行固定，丝杠螺母16套于滚珠丝杠25上，形成滚珠丝杠副，丝杠螺母16右端的法兰连接在螺母固定块23的右端面上。
所述的外模部分包括外模具29和外模支撑块28，外模具29分为上下对称的两部分，并连接，外模支撑块28分别与底座33及外模具29通过螺钉连接固定。
所述的第一伺服电机1通过第一减速器2、主轴7和主轴螺母8的螺旋传动副带动内模具30以速度V1运动，管件坯料通过第二伺服电机19和第二减速器18、丝杠螺母16和滚珠丝杠25的螺旋丝杠副以速度V2运动，通过调整速度V1和V2的比值，能够满足不同材料的聚料工艺要求。
本发明具有以下优点：
一、用于成型一种超长管头部法兰，取消了原来管件上焊接的接头体结构，从而大大提高了管件质量，并且绿色环保。
二、成型过程可以由伺服电机控制。能够连续实现聚料与镦粗过程，管件装夹后一次成型，效率很高。
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处局部放大视图。
具体实施方案
下面结合附图对本发明做详细描述。
一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，包括主机身、内模及传动部分、外模部分、加热机构、进给机构，进给机构通过滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动转换为直线运动，经夹具夹持管件坯料进行直线进给，内模具通过传动部分以另一速度做直线运动，两者的速度不同，管件坯料通过加热机构加热后，经轴向的进给运动逐渐填充型腔完成聚料过程，之后更换内外模具，内模具再以反向运动完成镦粗过程，从而达到管件端头法兰成型。
如图1和图2所示，所述的主机身包括左支架4、大螺杆9、右支架21、直线导轨31、底座33，右支架21和直线导轨31均通过内六角圆柱头螺钉与底座33连接固定，四个大螺杆9穿过左支架4和右支架21，通过两端的螺母固定；
所述的内模及传动部分包括第一伺服电机1、第一行星减速器2、电机固定板3、大套筒5、主轴挡圈6、主轴7、主轴螺母8、压块10、内模固定板11、内模具30、小滑块32，第一伺服电机1的输出轴连接第一行星减速器2，第一行星减速器2通过电机固定板3、大套筒5、主轴挡圈6及螺钉与左支架4相连接固定，主轴7的左端连接第一行星减速器2的输出轴，右端套入主轴螺母8内，形成螺旋传动，内模具30通过左端的圆台面固定在内模固定板11上，内模固定板11和压块10再分别通过螺钉固定于主轴螺母8的右端面，小滑块32与主轴螺母8的底板通过螺钉连接，并在直线导轨31上进行滑动；
所述的加热机构20即感应加热设备，其空心铜管套在需要成型的管件坯料12的一端；
如图3所示，所述的进给机构包括上固定块13、夹具14、下固定块15、丝杠螺母16、小套筒17、第二行星减速器18、第二伺服电机19、联轴器22、螺母固定块23、大滑块24、滚珠丝杠25，上固定块13和下固定块15用于固定夹具14，夹具14分为上下对称的两部分，用于夹持住管件坯料12向左端进给，下固定块15和两侧的大滑块24相连接，大滑块24在直线导轨31上进行滑动，第二伺服电机18输出轴连接第二行星减速器19，第二行星减速器19的输出轴再通过联轴器22带动滚珠丝杠25，滚珠丝杠25的左端由丝杠支架26支撑，右端由右支架21支撑，轴向的位置通过滚珠丝杠挡圈27及小套筒17进行固定，丝杠螺母16套于滚珠丝杠25上，形成滚珠丝杠副，丝杠螺母16右端的法兰经螺钉连接在螺母固定块23的右端面上；
如图4所示，所述的外模部分包括外模具29和外模支撑块28，外模具29分为上下对称的两部分，并连接，外模支撑块28分别与底座33及外模具29通过螺钉连接固定。
所述的第一伺服电机1通过第一减速器2、主轴7和主轴螺母8的螺旋传动副带动内模具30以速度V1运动，管件坯料通过第二伺服电机19和第二减速器18、丝杠螺母16和滚珠丝杠25的螺旋丝杠副以速度V2运动，通过调整速度V1和V2的比值，能够满足不同材料的聚料工艺要求。
本发明的工作原理为：
进给机构通过滚珠丝杠副将第二伺服电机19的旋转运动转换为直线运动，经夹具14夹持管件坯料12以速度V1进行直线进给，内模及传动部分以速度V2做直线运动，V1和V2保持一定的速度比，而管件坯料通过加热机构20加热到一定温度，经轴向进给运动逐渐填充型腔完成聚料过程，之后通过更换模具及内模具的反向运动，完成镦粗的过程，从而达到管件头部法兰成型的目的。具体为：
管件坯料12被夹具14夹持住，而夹具14通过螺钉连接于上固定块13和下固定块15，丝杠螺母16套在螺母固定块23内，又与滚珠丝杠25形成滚珠丝杠副，在伺服电机19的带动下，经过第二行星减速器18及联轴器22，将旋转运动传递给滚珠丝杠25，由于滚珠丝杠副，其旋转运动转化为直线运动，从而使得夹具14夹持着管件坯料12，沿着直线导轨向左运动，达到坯料进给的目的。
加热机构20的作用为在短时间内加热管件坯料12到再结晶温度以上，便于在模具型腔内的成型。
第一伺服电机1用于提供内模部分直线运动的动力，其旋转运动在主轴7和主轴螺母8之间的螺旋运动副作用下，转化直线运动，从而带动内模具30，配合着管件坯料12的进给，可以满足不同材料的聚料和镦粗工艺要求。

Claims (3)

1.一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，包括主机身、内模及传动部分、外模部分、加热机构、进给机构，其特征在于：进给机构通过滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动转换为直线运动，经夹具夹持管件坯料进行直线进给，内模具通过传动部分以另一速度做直线运动，两者的速度不同，管件坯料通过加热机构加热后，经轴向的进给运动逐渐填充型腔完成聚料过程，之后更换内外模具，内模具再以反向运动完成镦粗过程，从而达到管件端头法兰成型。
2.根据权利要求1所述的一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，其特征在于：所述的主机身包括左支架(4)、大螺杆(9)、右支架(21)、直线导轨(31)、底座(33)，左支架(4)、右支架(21)和直线导轨(31)与底座(33)连接固定，四个大螺杆(9)穿过左支架(4)和右支架(21)，通过两端的螺母固定；
所述的内模及传动部分包括第一伺服电机(1)、第一行星减速器(2)、电机固定板(3)、大套筒(5)、主轴挡圈(6)、主轴(7)、主轴螺母(8)、压块(10)、内模固定板(11)、内模具(30)、小滑块(32)，第一伺服电机(1)的输出轴连接第一行星减速器(2)，第一行星减速器(2)通过电机固定板(3)、大套筒(5)、主轴挡圈(6)与左支架(4)相连接固定，主轴(7)的左端连接第一行星减速器(2)的输出轴，右端套入主轴螺母(8)内，形成螺旋传动，内模具(30)通过左端的圆台面固定在内模固定板(11)上，内模固定板(11)和压块(10)分别固定于主轴螺母(8)的右端面，小滑块(32)与主轴螺母(8)的底板连接，并在直线导轨(31)上进行滑动；
所述的加热机构(20)即感应加热设备，其空心铜管套在需要成型的管件坯料(12)的一端；
所述的进给机构包括上固定块(13)、夹具(14)、下固定块(15)、丝杠螺母(16)、小套筒(17)、第二行星减速器(18)、第二伺服电机(19)、联轴器(22)、螺母固定块(23)、大滑块(24)、滚珠丝杠(25)，上固定块(13)和下固定块(15)用于固定夹具(14)，夹具(14)分为上下对称的两部分，用于夹持住管件坯料(12)向左端进给，下固定块(15)和两侧的大滑块(24)相连接，大滑块(24)在直线导轨(31)上进行滑动，第二伺服电机(18)输出轴连接第二行星减速器(19)，第二行星减速器(19)的输出轴再通过联轴器(22)带动滚珠丝杠(25)，滚珠丝杠(25)的左端由丝杠支架(26)支撑，右端由右支架(21)支撑，轴向的位置通过滚珠丝杠挡圈(27)及小套筒(17)进行固定，丝杠螺母(16)套于滚珠丝杠(25)上，形成滚珠丝杠副，丝杠螺母(16)右端的法兰连接在螺母固定块(23)的右端面上；
所述的外模部分包括外模具(29)和外模支撑块(28)，外模具(29)分为上下对称的两部分，并连接，外模支撑块(28)分别与底座(33)及外模具(29)通过螺钉连接固定。
3.根据权利要求2所述的一种超长管头部法兰的伺服式复合模锻系统，其特征在于：所述的第一伺服电机(1)通过第一减速器(2)、主轴(7)和主轴螺母(8)的螺旋传动副带动内模具(30)以速度V1运动，管件坯料通过第二伺服电机(19)和第二减速器(18)、丝杠螺母(16)和滚珠丝杠(25)的螺旋丝杠副以速度V2运动，通过调整速度V1和V2的比值，能够满足不同材料的聚料工艺要求。
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