CN104999004B - 一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，特点是包括用于安装加热后的棒料的置料平台和棒料夹紧装置，置料平台的两侧分别设置有热成形装置，热成形装置包括支撑平台、电机、主轴、行星架体和太阳轮，电机固定在支撑平台上，主轴与电机的驱动轴同轴固定连接，行星架体与主轴同轴固定连接，太阳轮位于行星架体中且与支撑平台固定连接，行星架体内轴接有两个沿太阳轮对称设置的行星轮，行星轮与太阳轮相啮合，每个行星轮与行星架体之间均设置有等径凸轮机构，每个等径凸轮机构上都设置有成形刀具；优点是使加热后的棒料的端部产生挤压变形后形成特定的形状，为楔横轧无料头轧制提供高质量的原始棒料，且材料利用率高、生产效率高，整个机构的结构也较简单。

Description

一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构

技术领域

本发明涉及塑性成形及机械加工领域中棒料的端部热成形机构，尤其涉及一种将加热后的棒料的端部加工成特定形状的行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构。

背景技术

在楔横轧轧制成形时，金属的不规则流动造成轧件最终成形时两端会出现凹心现象，而凹心部分作为废料头必须切除，这就导致了楔横轧工艺的成材率通常在85%以下。而轧件的原始坯料通常为圆柱形的棒状，改变棒料的端部形状，如将棒料端部加工成圆锥形、圆台形、弧形等形状，能大大提高轧制材料的利用率，是当前最有效、通用性最强的实现无料头楔横轧的工艺方法。但在实际生产中，目前一般采用切削或锻造的方式来加工棒料的端部形状，而切削时废料依然存在，锻造的生产效率比较低，因此目前的方法都无法很好地满足生产要求，且材料浪费较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种材料利用率高、生产效率高且结构较简单的行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，包括用于安装加热后的棒料的置料平台和棒料夹紧装置，所述的置料平台的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，所述的热成形装置包括支撑平台、电机、主轴、行星架体和太阳轮，所述的电机固定在所述的支撑平台上，所述的主轴与所述的电机的驱动轴同轴固定连接，所述的行星架体与所述的主轴同轴固定连接，所述的太阳轮位于所述的行星架体中且与所述的支撑平台固定连接，所述的行星架体内轴接有两个沿所述的太阳轮对称设置的行星轮，所述的行星轮与所述的太阳轮相啮合，每个所述的行星轮与所述的行星架体之间均设置有等径凸轮机构，两个所述的等径凸轮机构沿所述的主轴对称设置，每个所述的等径凸轮机构上都设置有成形刀具。

所述的等径凸轮机构包括连接架和等径凸轮，所述的行星轮上同轴固定设置有行星轴，所述的行星轴轴接在所述的行星架体中且端部伸出所述的行星架体，所述的等径凸轮位于所述的行星架体的外侧且与所述的行星轴固定连接，所述的行星架体朝向所述的等径凸轮的端面上固定设置有两条径向延伸的滑道，所述的连接架的两端分别固定设置有滑块，所述的滑块与其对应端的滑道径向滑动配合，所述的连接架的两端分别轴接有滚轮，所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面滚动配合，两个所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面的接触点分别位于所述的行星轴与所述的等径凸轮的固定点的两侧，两个所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面的接触点以及所述的行星轴与所述的等径凸轮的固定点三点位于同一径向直线上，所述的成形刀具与所述的连接架固定连接。

所述的成形刀具为圆盘形，所述的成形刀具的圆周面的形状与棒料端部需加工的形状相同。

所述的置料平台的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料的下V型槽，所述的棒料夹紧装置包括压板和液压缸，所述的压板位于所述的置料平台的上方，所述的压板的下端面上设置有内凹的且位置与所述的下V型槽相对应的上V型槽，所述的液压缸固定在所述的置料平台上，所述的液压缸的驱动轴与所述的压板固定连接，用于驱动所述的压板上下移动。

所述的置料平台与地面之间固定设置有送料导轨副，所述的送料导轨副与棒料的轴向相垂直，所述的送料导轨副包括送料导轨和送料滑块，所述的送料导轨固定在地面上，所述的送料滑块固定连接在所述的置料平台的底面上，所述的送料滑块与所述的送料导轨水平滑动配合；通过送料导轨副可调整置料平台在送料导轨上的位置，实现棒料的进料和退料，当棒料轴线与主轴的轴线重合时，压板在液压缸的驱动下，向下运动压紧棒料，加工完成后，压板上移松开棒料。

其中一个所述的支撑平台与地面之间固定设置有调距导轨副，所述的调距导轨副沿棒料的轴向设置，所述的调距导轨副包括调距导轨和调距滑块，所述的调距导轨固定在地面上，所述的调距滑块固定连接在所述的支撑平台的底面上，所述的调距滑块与所述的调距导轨水平滑动配合，所述的调距滑块沿棒料的轴向滑动；通过调距导轨副可调整其中一个支撑平台在调距导轨上的位置，实现对不同长度棒料的加工。

所述的太阳轮与所述的行星轮的齿数比为1：7或1：8。

与现有技术相比，本发明的优点是本机构中的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置采用行星轮系和等径凸轮机构的组合传动，等径凸轮相对行星架体转动时带动成形刀具径向移动，从而将行星架体的匀速转动转变为成形刀具绕加热后的棒料旋转转动的同时径向逐步进给，使加热后的棒料的端部产生挤压变形后形成特定的形状，如圆锥形、圆台形、弧形等，为楔横轧无料头轧制提供高质量的原始棒料，且材料利用率高、生产效率高，整个机构的结构也较简单。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一中的热成形装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一中的等径凸轮机构的正面示意图；

图4为本发明实施例一中的置料平台、压板与棒料的配合示意图；

图5为本发明实施例二的结构示意图；

图6为本发明实施例三的结构示意图；

图7为本发明实施例三的调距导轨副的结构示意图；

图8为本发明实施例四的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，包括用于安装加热后的棒料100的置料平台1和棒料夹紧装置，置料平台1固定在地面上，置料平台1的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料100的下V型槽11，棒料夹紧装置包括压板2和液压缸3，压板2位于置料平台1的上方，压板2的下端面上设置有内凹的且位置与下V型槽11相对应的上V型槽21，液压缸3固定在置料平台1上，液压缸3的驱动轴与压板2固定连接，用于驱动压板2上下移动，置料平台1的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，热成形装置包括支撑平台4、电机5、主轴6、行星架体7和太阳轮71，支撑平台4固定不动，电机5固定在支撑平台4上，主轴6通过联轴器与电机5的驱动轴同轴固定连接，行星架体7与主轴6同轴固定连接，太阳轮71位于行星架体7中，太阳轮71与支撑平台4固定连接，行星架体7内设置有两个沿太阳轮71对称设置的行星轮72，行星轮72上同轴固定设置有行星轴73，行星轴73轴接在行星架体7中且端部伸出行星架体7，行星轮72与太阳轮71相啮合，太阳轮71与行星轮72的齿数比为1：7或1：8，每个行星轴73与行星架体7之间均设置有等径凸轮机构，两个等径凸轮机构沿主轴6对称设置，每个等径凸轮机构上都设置有成形刀具8；

等径凸轮机构包括连接架9和等径凸轮91，等径凸轮91位于行星架体7的外侧且与行星轴73固定连接，行星架体7朝向等径凸轮91的端面上固定设置有两条径向延伸的滑道92，连接架9的两端分别固定设置有滑块93，滑块93与其对应端的滑道92径向滑动配合，连接架9的两端分别轴接有滚轮94，滚轮94与等径凸轮91的轮廓面滚动配合，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B分别位于行星轴73与等径凸轮91的固定点O的两侧，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B以及行星轴73与等径凸轮91的固定点O三点位于同一径向直线上，成形刀具8与连接架9固定连接，成形刀具8为圆盘形，成形刀具8的圆周面的形状与棒料100的端部需加工的形状相同。

实施例二：如图所示，一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，包括用于安装加热后的棒料100的置料平台1和棒料夹紧装置，置料平台1与地面之间固定设置有送料导轨副，送料导轨副与棒料100的轴向相垂直，送料导轨副包括送料导轨12和送料滑块13，送料导轨12固定在地面上，送料滑块13固定连接在置料平台1的底面上，送料滑块13与送料导轨12水平滑动配合，置料平台1的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料100的下V型槽11，棒料夹紧装置包括压板2和液压缸3，压板2位于置料平台1的上方，压板2的下端面上设置有内凹的且位置与下V型槽11相对应的上V型槽21，液压缸3固定在置料平台1上，液压缸3的驱动轴与压板2固定连接，用于驱动压板2上下移动，置料平台1的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，热成形装置包括支撑平台4、电机5、主轴6、行星架体7和太阳轮71，支撑平台4固定不动，电机5固定在支撑平台4上，主轴6通过联轴器与电机5的驱动轴同轴固定连接，行星架体7与主轴6同轴固定连接，太阳轮71位于行星架体7中，太阳轮71与支撑平台4固定连接，行星架体7内设置有两个沿太阳轮71对称设置的行星轮72，行星轮72上同轴固定设置有行星轴73，行星轴73轴接在行星架体7中且端部伸出行星架体7，行星轮72与太阳轮71相啮合，太阳轮71与行星轮72的齿数比为1：7或1：8，每个行星轴73与行星架体7之间均设置有等径凸轮机构，两个等径凸轮机构沿主轴6对称设置，等径凸轮机构包括连接架9和等径凸轮91，等径凸轮91位于行星架体7的外侧且与行星轴73固定连接，行星架体7朝向等径凸轮91的端面上固定设置有两条径向延伸的滑道92，连接架9的两端分别固定设置有滑块93，滑块93与其对应端的滑道92径向滑动配合，连接架9的两端分别轴接有滚轮94，滚轮94与等径凸轮91的轮廓面滚动配合，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B分别位于行星轴73与等径凸轮91的固定点O的两侧，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B以及行星轴73与等径凸轮91的固定点O三点位于同一径向直线上，成形刀具8与连接架9固定连接，成形刀具8为圆盘形，成形刀具8的圆周面的形状与棒料100的端部需加工的形状相同。

实施例三：如图所示，一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，包括用于安装加热后的棒料100的置料平台1和棒料夹紧装置，置料平台1固定在地面上，置料平台1的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料100的下V型槽11，棒料夹紧装置包括压板2和液压缸3，压板2位于置料平台1的上方，压板2的下端面上设置有内凹的且位置与下V型槽11相对应的上V型槽21，液压缸3固定在置料平台1上，液压缸3的驱动轴与压板2固定连接，用于驱动压板2上下移动，置料平台1的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，热成形装置包括支撑平台4、电机5、主轴6、行星架体7和太阳轮71，电机5固定在支撑平台4上，主轴6通过联轴器与电机5的驱动轴同轴固定连接，行星架体7与主轴6同轴固定连接，太阳轮71位于行星架体7中，太阳轮71与支撑平台4固定连接，行星架体7内设置有两个沿太阳轮71对称设置的行星轮72，行星轮72上同轴固定设置有行星轴73，行星轴73轴接在行星架体7中且端部伸出行星架体7，行星轮72与太阳轮71相啮合，太阳轮71与行星轮72的齿数比为1：7或1：8，每个行星轴73与行星架体7之间均设置有等径凸轮机构，两个等径凸轮机构沿主轴6对称设置，等径凸轮机构包括连接架9和等径凸轮91，等径凸轮91位于行星架体7的外侧且与行星轴73固定连接，行星架体7朝向等径凸轮91的端面上固定设置有两条径向延伸的滑道92，连接架9的两端分别固定设置有滑块93，滑块93与其对应端的滑道92径向滑动配合，连接架9的两端分别轴接有滚轮94，滚轮94与等径凸轮91的轮廓面滚动配合，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B分别位于行星轴73与等径凸轮91的固定点O的两侧，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B以及行星轴73与等径凸轮91的固定点O三点位于同一径向直线上，成形刀具8与连接架9固定连接，成形刀具8为圆盘形，成形刀具8的圆周面的形状与棒料100的端部需加工的形状相同；设置在置料平台1两侧的两个热成形装置中，其中一个支撑平台4固定不动，另一个支撑平台4与地面之间固定设置有调距导轨副，调距导轨副沿棒料100的轴向设置，调距导轨副包括调距导轨41和调距滑块42，调距导轨41固定在地面上，调距滑块42固定连接在支撑平台4的底面上，调距滑块42与调距导轨41水平滑动配合，调距滑块42沿棒料100的轴向滑动。

实施例四：如图所示，一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，包括用于安装加热后的棒料100的置料平台1和棒料夹紧装置，置料平台1与地面之间固定设置有送料导轨副，送料导轨副与棒料100的轴向相垂直，送料导轨副包括送料导轨12和送料滑块13，送料导轨12固定在地面上，送料滑块13固定连接在置料平台1的底面上，送料滑块13与送料导轨12水平滑动配合，置料平台1的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料100的下V型槽11，棒料夹紧装置包括压板2和液压缸3，压板2位于置料平台1的上方，压板2的下端面上设置有内凹的且位置与下V型槽11相对应的上V型槽21，液压缸3固定在置料平台1上，液压缸3的驱动轴与压板2固定连接，用于驱动压板2上下移动，置料平台1的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，热成形装置包括支撑平台4、电机5、主轴6、行星架体7和太阳轮71，电机5固定在支撑平台4上，主轴6通过联轴器与电机5的驱动轴同轴固定连接，行星架体7与主轴6同轴固定连接，太阳轮71位于行星架体7中，太阳轮71与支撑平台4固定连接，行星架体7内设置有两个沿太阳轮71对称设置的行星轮72，行星轮72上同轴固定设置有行星轴73，行星轴73轴接在行星架体7中且端部伸出行星架体7，行星轮72与太阳轮71相啮合，太阳轮71与行星轮72的齿数比为1：7或1：8，每个行星轴73与行星架体7之间均设置有等径凸轮机构，两个等径凸轮机构沿主轴6对称设置，等径凸轮机构包括连接架9和等径凸轮91，等径凸轮91位于行星架体7的外侧且与行星轴73固定连接，行星架体7朝向等径凸轮91的端面上固定设置有两条径向延伸的滑道92，连接架9的两端分别固定设置有滑块93，滑块93与其对应端的滑道92径向滑动配合，连接架9的两端分别轴接有滚轮94，滚轮94与等径凸轮91的轮廓面滚动配合，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B分别位于行星轴73与等径凸轮91的固定点O的两侧，两个滚轮94与等径凸轮91的轮廓面的接触点A、B以及行星轴73与等径凸轮91的固定点O三点位于同一径向直线上，成形刀具8与连接架9固定连接，成形刀具8为圆盘形，成形刀具8的圆周面的形状与棒料100的端部需加工的形状相同；设置在置料平台1两侧的两个热成形装置中，其中一个支撑平台4固定不动，另一个支撑平台4与地面之间固定设置有调距导轨副，调距导轨副沿棒料的轴向设置，调距导轨副包括调距导轨41和调距滑块42，调距导轨41固定在地面上，调距滑块42固定连接在支撑平台4的底面上，调距滑块42与调距导轨41水平滑动配合，调距滑块42沿棒料100的轴向滑动。

Claims (7)

1.一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于包括用于安装加热后的棒料的置料平台和棒料夹紧装置，所述的置料平台的两侧分别设置有结构相同的用于加工加热后的棒料端部形状的热成形装置，所述的热成形装置包括支撑平台、电机、主轴、行星架体和太阳轮，所述的电机固定在所述的支撑平台上，所述的主轴与所述的电机的驱动轴同轴固定连接，所述的行星架体与所述的主轴同轴固定连接，所述的太阳轮位于所述的行星架体中且与所述的支撑平台固定连接，所述的行星架体内轴接有两个沿所述的太阳轮对称设置的行星轮，所述的行星轮与所述的太阳轮相啮合，每个所述的行星轮与所述的行星架体之间均设置有等径凸轮机构，两个所述的等径凸轮机构沿所述的主轴对称设置，每个所述的等径凸轮机构上都设置有成形刀具。

2.如权利要求1所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于所述的等径凸轮机构包括连接架和等径凸轮，所述的行星轮上同轴固定设置有行星轴，所述的行星轴轴接在所述的行星架体中且端部伸出所述的行星架体，所述的等径凸轮位于所述的行星架体的外侧且与所述的行星轴固定连接，所述的行星架体朝向每个所述的等径凸轮的端面上均固定设置有两条径向延伸的滑道，所述的连接架的两端分别固定设置有滑块，所述的滑块与其对应端的滑道径向滑动配合，所述的连接架的两端分别轴接有滚轮，所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面滚动配合，两个所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面的接触点分别位于所述的行星轴与所述的等径凸轮的固定点的两侧，两个所述的滚轮与所述的等径凸轮的轮廓面的接触点以及所述的行星轴与所述的等径凸轮的固定点三点位于同一径向直线上，所述的成形刀具与所述的连接架固定连接。

3.如权利要求1所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于所述的成形刀具为圆盘形，所述的成形刀具的圆周面的形状与棒料端部需加工的形状相同。

4.如权利要求1所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于所述的置料平台的上端设置有内凹的用于水平放置加热后的棒料的下V型槽，所述的棒料夹紧装置包括压板和液压缸，所述的压板位于所述的置料平台的上方，所述的压板的下端面上设置有内凹的且位置与所述的下V型槽相对应的上V型槽，所述的液压缸固定在所述的置料平台上，所述的液压缸的驱动轴与所述的压板固定连接，用于驱动所述的压板上下移动。

5.如权利要求1所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于所述的置料平台与地面之间固定设置有送料导轨副，所述的送料导轨副与棒料的轴向相垂直，所述的送料导轨副包括送料导轨和送料滑块，所述的送料导轨固定在地面上，所述的送料滑块固定连接在所述的置料平台的底面上，所述的送料滑块与所述的送料导轨水平滑动配合。

6.如权利要求1或5所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于其中一个所述的支撑平台与地面之间固定设置有调距导轨副，所述的调距导轨副沿棒料的轴向设置，所述的调距导轨副包括调距导轨和调距滑块，所述的调距导轨固定在地面上，所述的调距滑块固定连接在所述的支撑平台的底面上，所述的调距滑块与所述的调距导轨水平滑动配合，所述的调距滑块沿棒料的轴向滑动。

7.如权利要求1所述的一种行星轮系—等径凸轮式棒料端部热成形机构，其特征在于所述的太阳轮与所述的行星轮的齿数比为1：7或1：8。