CN104561884B - 压力机球碗自动复合铜层装置及采用该装置复合铜层方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械锻造技术领域，尤其是涉及一种压力机球碗自动复合铜层装置及采用该装置复合铜层方法。本压力机球碗自动复合铜层装置包括工作台，在工作台上滑动连接有X轴移动座且X轴移动座与X轴驱动机构相连，X轴移动座上滑动连接有Y轴移动座且Y轴移动座与Y轴驱动机构相连,Y轴移动座上转动连接有卡盘，卡盘与设置在Y轴移动座上的旋转驱动机构相连，工作台外侧设有立柱，立柱上设有升降架，升降架与立柱之间设有升降驱动机构，升降架上设有铜丝熔融机构，铜丝熔融机构上连接有能够调节铜丝输送速度的送丝机构，X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构、旋转驱动机构、铜丝熔融机构和送丝机构均与控制电路相连。
Description
技术领域
本发明属于机械锻造技术领域，尤其是涉及一种压力机球碗自动复合铜层装置及采用该装置复合铜层方法。
背景技术
压力机的连杆结构主要有球头式连杆和柱销式连杆两种。球头式连杆由于结构较紧凑，应用非常广泛。但由于球头及球碗的选材及结构原因，经常造成球碗烧伤，进而对整机的可靠性带来很大影响。尤其近年来，机械压力机高速、重载的发展趋势愈发明显，对球头球碗式连杆提出了更高的要求。在实际冲压过程中，球头球碗承受了模具的实际负载，为了保证球碗在长期冲压工作中不变形，机床的下死点精度长期稳定，对材料的硬度要求较高。现有技术中采用单一材质制造的球碗，很难在高速的前提下同时满足高承载能力及高耐磨性两项要求，容易造成球碗烧伤。因为当采用硬度较高的材料时、其热膨胀系数较小，承载能力较高，有利于削弱热变形对下死点精度的影响，但与球头间的摩擦系数较高，滑动摩擦性能较差，容易烧伤。当采用硬度较低的材料、其热膨胀系数较大，与球头间的摩擦系数较低，与铸铁球碗相比滑动摩擦性能较好，不易烧伤，但承载能力较低，不利于削弱热变形对下死点精度的影响。鉴于两种不同材料的特性，有专家将球碗结构改为内外双层结构，即复合球碗结构，与球头接触部分为热膨胀系数较大的滑动轴承，外层材料为热膨胀系数较小的钢材或铸铁基体，但是内层的滑动轴承一般采用人工冷装的方式镶嵌进去，耗费人力，效率低，生产成本高。
为了对现有技术进行改进，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种压力机的球碗座[申请号：CN200810236007.8]，是将一部分青铜材料以适当的方式与铸铁毛坯镶合一起,再加工出青铜球碗与铸铁球座。
上述方案虽然在一定程度上解决了现有技术的不足，克服球头丝杆与球碗易于拉伤的缺陷，但现有技术中一般是采用人工冷装的方式镶嵌进去，耗费人力，效率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理、结构简单、能够降低生产成本且生产效率高的压力机球碗自动复合铜层装置。
本发明的目的是针对上述问题，提供一种操作简单的压力机球碗自动复合铜层方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，本装置包括工作台，在工作台上滑动连接有X轴移动座且X轴移动座与能够驱动X轴移动座沿着X轴往复移动的X轴驱动机构相连，所述的X轴移动座上滑动连接有Y轴移动座且Y轴移动座与能够驱动Y轴移动座沿着Y轴往复移动的Y轴驱动机构相连,所述的Y轴移动座上转动连接有能够夹紧球碗的卡盘，所述的卡盘与设置在Y轴移动座上且能够驱动卡盘旋转的旋转驱动机构相连，所述的工作台外侧设有立柱，所述的立柱上设有升降架，所述的升降架与立柱之间设有能驱动升降架在竖直方向升降的升降驱动机构，所述的升降架上设有铜丝熔融机构，所述的铜丝熔融机构上连接有能够调节铜丝输送速度的送丝机构，所述的X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构、旋转驱动机构、铜丝熔融机构和送丝机构均与控制电路相连。通过调节X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构和微调机构使得电热熔丝管的熔融铜水出口对准球碗内壁底部，熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层，实现了复合球碗生产的机械化，减小了人力成本，生产效率高，降低了生产成本。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的升降驱动机构包括升降座和竖直设置的丝杆，所述的升降座与立柱周向定位且轴向活动连接，所述的丝杆一端与固定在立柱上的升降驱动电机相连，所述的升降座与丝杆螺纹连接且当丝杆转动时能带动升降座升降，所述的升降架设置在所述的升降座上。升降驱动电机驱动丝杆，丝杆带动升降座升降，从而实现升降架的升降。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的立柱上设有轴向延伸的侧槽，所述的升降座的内端位于侧槽内，外端位于侧槽外且所述的升降架设置在升降座外端，所述的升降座的上部与侧槽槽口之间设有上风琴罩，所述的升降座的下部与侧槽槽口之间设有下风琴罩。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的升降座中部设有导杆，所述的立柱外侧固定有导套，所述的导杆插于所述的导套中且两者滑动连接。导杆利于升降座纵向滑动。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的铜丝熔融机构包括电热熔丝管，所述的电热熔丝管穿设在所述的升降架上，所述的电热熔丝管的一端为熔融铜水出口，另一端连接有送丝软管，所述的送丝软管与所述的送丝机构相连。送丝机构通过送丝软管将铜丝送到电热熔丝管，再通过熔融铜水出口流出。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的送丝机构包括送丝驱动器和连接在电热熔丝管上的温度传感器，所述的送丝驱动器和温度传感器分别与所述控制电路相连且送丝驱动器能根据温度传感器检测到的温度调节送丝速度。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的升降架上开有倾斜设置的斜孔且斜孔的侧部设有能使斜孔收紧的开口，所述的电热熔丝管呈V型且一端插于斜孔中。斜孔利于电热熔丝管的固定，也利于实现电热熔丝管一端垂直向下设置。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的升降架与升降座之间设有能带动升降架在竖直方向升降的微调机构。微调机构利于熔融铜水出口纵向位置的微调。
在上述的压力机球碗自动复合铜层装置中，所述的微调机构包括固定在升降座上的微调座，在微调座上穿设有轴向定位且周向转动连接的微调螺杆，所述的微调螺杆上螺纹连接有所述升降架。旋动微调螺杆，升降架相对于微调座纵向移动，利于熔融铜水出口纵向位置的微调。
一种采用上述的压力机球碗自动复合铜层装置的压力机球碗自动复合铜层方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：
A、上料：将球碗固定在卡盘上且球碗的碗口朝上，将铜丝卷安装在送丝机构上且铜丝卷的铜丝头穿过柔性软管进入电热熔丝管，通过调节X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构和微调机构使得电热熔丝管的熔融铜水出口对准球碗内壁底部；
B、复合铜层：控制电路控制X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构、旋转驱动机构、铜丝熔融机构和送丝机构工作，使得熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层；在复合过程中，若连接在电热熔丝管上的温度传感器检测到温度高于设定值则控制电路控制送丝机构降低送丝速度；若连接在电热熔丝管上的温度传感器检测到温度低于设定值则控制电路控制送丝机构提高送丝速度；
C、后处理：将复合铜层的球碗取下，然后对铜层表面进行处理从而在球碗内壁形成表面光洁的等厚铜层。
与现有的技术相比，本压力机球碗自动复合铜层装置及采用该装置复合铜层方法的优点在于：第一，通过调节X轴驱动机构、Y轴驱动机构、升降驱动机构和微调机构使得电热熔丝管的熔融铜水出口对准球碗内壁底部，熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层，实现了复合球碗生产的机械化，减小了人力成本，生产效率高，降低了生产成本。第二，升降驱动电机驱动丝杆，丝杆带动升降座升降，从而实现升降架的升降，导杆利于升降座纵向滑动。第三，斜孔利于电热熔丝管的固定，也利于实现电热熔丝管一端垂直向下设置。第四，微调机构利于熔融铜水出口纵向位置的微调。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图。
图2是本发明提供的结构框图。
图中，工作台1、X轴移动座2、X轴驱动机构3、Y轴移动座4、Y轴驱动机构5、卡盘6、旋转驱动机构7、立柱8、升降架9、升降驱动机构10、铜丝熔融机构11、送丝机构12、控制电路13、升降座14、丝杆15、侧槽16、上风琴罩17、下风琴罩18、导杆19、导套20、电热熔丝管21、送丝软管22、送丝驱动器23、温度传感器24、斜孔25、微调机构26、微调座27、微调螺杆28、升降驱动电机29。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，本压力机球碗自动复合铜层装置包括工作台1，在工作台1上滑动连接有X轴移动座2且X轴移动座2与能够驱动X轴移动座2沿着X轴往复移动的X轴驱动机构3相连，X轴移动座2上滑动连接有Y轴移动座4且Y轴移动座4与能够驱动Y轴移动座4沿着Y轴往复移动的Y轴驱动机构5相连,Y轴移动座4上转动连接有能够夹紧球碗的卡盘6，卡盘6与设置在Y轴移动座4上且能够驱动卡盘6旋转的旋转驱动机构7相连，工作台1外侧设有立柱8，立柱8上设有升降架9，升降架9与立柱8之间设有能驱动升降架9在竖直方向升降的升降驱动机构10，升降架9上设有铜丝熔融机构11，铜丝熔融机构11上连接有能够调节铜丝输送速度的送丝机构12，X轴驱动机构3、Y轴驱动机构5、升降驱动机构10、旋转驱动机构7、铜丝熔融机构11和送丝机构12均与控制电路13相连。通过调节X轴驱动机构3、Y轴驱动机构5、升降驱动机构10和微调机构26使得电热熔丝管21的熔融铜水出口对准球碗内壁底部，熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层，实现了复合球碗生产的机械化，减小了人力成本，生产效率高，降低了生产成本。
其中，升降驱动机构10包括升降座14和竖直设置的丝杆15，升降座14与立柱8周向定位且轴向活动连接，丝杆15一端与固定在立柱8上的升降驱动电机29相连，升降座14与丝杆15螺纹连接且当丝杆15转动时能带动升降座14升降，升降架9设置在升降座14上，升降驱动电机29驱动丝杆15，丝杆15带动升降座14升降，从而实现升降架9的升降。作为一种改进，立柱8上设有轴向延伸的侧槽16，升降座14的内端位于侧槽16内，外端位于侧槽16外且升降架9设置在升降座14外端，升降座14的上部与侧槽16槽口之间设有上风琴罩17，升降座14的下部与侧槽16槽口之间设有下风琴罩18。作为一种改进，升降座14中部设有导杆19，立柱8外侧固定有导套20，导杆19插于导套20中且两者滑动连接，导杆19利于升降座14纵向滑动。
铜丝熔融机构11包括电热熔丝管21，电热熔丝管21穿设在升降架9上，电热熔丝管21的一端为熔融铜水出口，另一端连接有送丝软管22，送丝软管22与送丝机构12相连。送丝机构12通过送丝软管22将铜丝送到电热熔丝管21，再通过熔融铜水出口流出。送丝机构12包括送丝驱动器23和连接在电热熔丝管21上的温度传感器24，送丝驱动器23和温度传感器24分别与所述控制电路13相连且送丝驱动器23能根据温度传感器24检测到的温度调节送丝速度。
升降架9上开有倾斜设置的斜孔25且斜孔25的侧部设有能使斜孔25收紧的开口，电热熔丝管21呈V型且一端插于斜孔25中，斜孔25利于电热熔丝管21的固定，也利于实现电热熔丝管21一端垂直向下设置。作为一种改进，升降架9与升降座14之间设有能带动升降架9在竖直方向升降的微调机构26，微调机构26利于熔融铜水出口纵向位置的微调。更具体地说，微调机构26包括固定在升降座14上的微调座27，在微调座27上穿设有轴向定位且周向转动连接的微调螺杆28，微调螺杆28上螺纹连接有所述升降架9。旋动微调螺杆28，升降架9相对于微调座27纵向移动，利于熔融铜水出口纵向位置的微调。
实施例2
采用实施例1中的压力机球碗自动复合铜层装置进行压力机球碗自动复合铜层的方法，包括下述步骤：
A、上料：将球碗固定在卡盘6上且球碗的碗口朝上，将铜丝卷安装在送丝机构12上且铜丝卷的铜丝头穿过柔性软管进入电热熔丝管21，通过调节X轴驱动机构3、Y轴驱动机构5、升降驱动机构10和微调机构26使得电热熔丝管21的熔融铜水出口对准球碗内壁底部；
B、复合铜层：控制电路13控制X轴驱动机构3、Y轴驱动机构5、升降驱动机构10、旋转驱动机构7、铜丝熔融机构11和送丝机构12工作，使得熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层；在复合过程中，若连接在电热熔丝管21上的温度传感器24检测到温度高于设定值则控制电路13控制送丝机构12降低送丝速度；若连接在电热熔丝管21上的温度传感器24检测到温度低于设定值则控制电路13控制送丝机构12提高送丝速度；
C、后处理：将复合铜层的球碗取下，然后对铜层表面进行处理从而在球碗内壁形成表面光洁的等厚铜层。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了工作台1、X轴移动座2、X轴驱动机构3、Y轴移动座4、Y轴驱动机构5、卡盘6、旋转驱动机构7、立柱8、升降架9、升降驱动机构10、铜丝熔融机构11、送丝机构12、控制电路13、升降座14、丝杆15、侧槽16、上风琴罩17、下风琴罩18、导杆19、导套20、电热熔丝管21、送丝软管22、送丝驱动器23、温度传感器24、斜孔25、微调机构26、微调座27、微调螺杆28、升降驱动电机29等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，本装置包括工作台(1)，在工作台(1)上滑动连接有X轴移动座(2)且X轴移动座(2)与能够驱动X轴移动座(2)沿着X轴往复移动的X轴驱动机构(3)相连，所述的X轴移动座(2)上滑动连接有Y轴移动座(4)且Y轴移动座(4)与能够驱动Y轴移动座(4)沿着Y轴往复移动的Y轴驱动机构(5)相连,所述的Y轴移动座(4)上转动连接有能够夹紧球碗的卡盘(6)，所述的卡盘(6)与设置在Y轴移动座(4)上且能够驱动卡盘(6)旋转的旋转驱动机构(7)相连，所述的工作台(1)外侧设有立柱(8)，所述的立柱(8)上设有升降架(9)，所述的升降架(9)与立柱(8)之间设有能驱动升降架(9)在竖直方向升降的升降驱动机构(10)，所述的升降架(9)上设有铜丝熔融机构(11)，所述的铜丝熔融机构(11)上连接有能够调节铜丝输送速度的送丝机构(12)，所述的X轴驱动机构(3)、Y轴驱动机构(5)、升降驱动机构(10)、旋转驱动机构(7)、铜丝熔融机构(11)和送丝机构(12)均与控制电路(13)相连,所述的铜丝熔融机构(11)包括电热熔丝管(21)，所述的电热熔丝管(21)穿设在所述的升降架(9)上，所述的电热熔丝管(21)的一端为熔融铜水出口，另一端连接有送丝软管(22)，所述的送丝软管(22)与所述的送丝机构(12)相连。
2.根据权利要求1所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的升降驱动机构(10)包括升降座(14)和竖直设置的丝杆(15)，所述的升降座(14)与立柱(8)周向定位且轴向活动连接，所述的丝杆(15)一端与固定在立柱(8)上的升降驱动电机(29)相连，所述的升降座(14)与丝杆(15)螺纹连接且当丝杆(15)转动时能带动升降座(14)升降，所述的升降架(9)设置在所述的升降座(14)上。
3.根据权利要求2所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的立柱(8)上设有轴向延伸的侧槽(16)，所述的升降座(14)的内端位于侧槽(16)内，外端位于侧槽(16)外且所述的升降架(9)设置在升降座(14)外端，所述的升降座(14)的上部与侧槽(16)槽口之间设有上风琴罩(17)，所述的升降座(14)的下部与侧槽(16)槽口之间设有下风琴罩(18)。
4.根据权利要求2所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的升降座(14)中部设有导杆(19)，所述的立柱(8)外侧固定有导套(20)，所述的导杆(19)插于所述的导套(20)中且两者滑动连接。
5.根据权利要求2所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的送丝机构(12)包括送丝驱动器(23)和连接在电热熔丝管(21)上的温度传感器(24)，所述的送丝驱动器(23)和温度传感器(24)分别与所述控制电路(13)相连且送丝驱动器(23)能根据温度传感器(24)检测到的温度调节送丝速度。
6.根据权利要求2所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的升降架(9)上开有倾斜设置的斜孔(25)且斜孔(25)的侧部设有能使斜孔(25)收紧的开口，所述的电热熔丝管(21)呈V型且一端插于斜孔(25)中。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的升降架(9)与升降座(14)之间设有能带动升降架(9)在竖直方向升降的微调机构(26)。
8.根据权利要求7所述的压力机球碗自动复合铜层装置，其特征在于，所述的微调机构(26)包括固定在升降座(14)上的微调座(27)，在微调座(27)上穿设有轴向定位且周向转动连接的微调螺杆(28)，所述的微调螺杆(28)上螺纹连接有所述升降架(9)。
9.一种采用权利要求1-8中任意一项所述的压力机球碗自动复合铜层装置的压力机球碗自动复合铜层方法，其特征在于，本方法包括下述步骤：
A、上料：将球碗固定在卡盘(6)上且球碗的碗口朝上，将铜丝卷安装在送丝机构(12)上且铜丝卷的铜丝头穿过柔性软管进入电热熔丝管(21)，通过调节X轴驱动机构(3)、Y轴驱动机构(5)、升降驱动机构(10)和微调机构(26)使得电热熔丝管(21)的熔融铜水出口对准球碗内壁底部；
B、复合铜层：控制电路(13)控制X轴驱动机构(3)、Y轴驱动机构(5)、升降驱动机构(10)、旋转驱动机构(7)、铜丝熔融机构(11)和送丝机构(12)工作，使得熔融铜水出口与球碗内壁形成相对的自下而上螺旋运动，从而在球碗内壁复合一层铜层；在复合过程中，若连接在电热熔丝管(21)上的温度传感器(24)检测到温度高于设定值则控制电路(13)控制送丝机构(12)降低送丝速度；若连接在电热熔丝管(21)上的温度传感器(24)检测到温度低于设定值则控制电路(13)控制送丝机构(12)提高送丝速度；
C、后处理：将复合铜层的球碗取下，然后对铜层表面进行处理从而在球碗内壁形成表面光洁的等厚铜层。
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