CN105328100A - 薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构和旋锻加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，包括滚柱保持架、主轴和主轴动力装置，主轴内设置芯轴，滚柱保持架上安装多个滚柱，滚柱保持架的内部设置多个相互配合的模具单元，滚柱保持架内位于模具单元的外侧设置多个锤头，楔形板穿过盖板和定位盘并伸入到与其相对应的锤头和模具单元之间，模具单元的外侧面为与楔形板呈楔面配合的锥面，机架上设置有用于带动芯轴沿主轴轴向滑动从而调整模具单元变径的模具调整驱动机构。该旋锻机构的结构简单，变径操作简便，能够有效的实现变径金属棒材及管材的旋锻加工。本发明还公开了能够有效旋锻加工薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置和能够有效旋锻加工薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置。

Description

薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构和旋锻加工装置

技术领域

本发明属于薄壁超长变径金属棒材及管材加工技术领域，具体涉及一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构和旋锻加工装置。

背景技术

目前金属变径管材的传统加工方法:有滚轧法、旋压法、冲压法及膨胀法等，通常此类产品工件长径比L/Φ≤20,对于中高强度(抗拉强度≥800MPa)、弹性大(杨氏模量≤110GPa)的金属超长薄壁管材的变径加工,模具成本高,设备吨位大,且工作过程复杂,产品质量一致性差,加工效率低等不足。

旋锻工艺是一种应用广泛的经济加工工艺，旋锻作为金属塑性加工的一个重要分支，具有表面精度高、节省材料、成本低廉等优点，是一种经济、快速成型棒材类、管材类方法。旋锻工艺的核心机构为旋锻机构，目前，旋锻机构采用的变径机构结构复杂，且在旋锻过程中容易出现问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构。该旋锻机构的结构简单，变径操作简便，能够有效的实现变径金属棒材及管材的旋锻加工,通过镟锻可显著提高材料的机械性能。

为实现上述目的，本发明薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构采用的技术方案是：一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：包括机架、安装在所述机架内的滚柱保持架、安装在所述机架上的主轴和用于带动所述主轴转动的主轴动力装置，所述主轴内设置有能够随其转动且能沿主轴轴向滑动的芯轴，所述主轴伸入机架的一端面上开设有空腔，所述芯轴上位于所述空腔内的一端设置有连接盘，所述连接盘上安装有多个沿其圆周方向布设的楔形板，所述主轴伸入机架的一端安装有盖板，所述滚柱保持架与盖板之间设置有定位盘，所述滚柱保持架上安装有多个沿其圆周方向均匀布设的滚柱，所述滚柱保持架的内部设置有多个相互配合以组成模具的模具单元，所述滚柱保持架内位于所述模具单元的外侧设置有多个与所述滚柱相配合以敲打模具单元的锤头，所述定位盘上设置有多个用于定位锤头的镶块，多个所述锤头一一对应位于相邻两个镶块之间，多个所述锤头、多个所述模具单元和多个所述楔形板一一对应，所述楔形板穿过所述盖板和定位盘并伸入到与其相对应的锤头和模具单元之间，所述模具单元的外侧面为与所述楔形板呈楔面配合的锥面，所述机架上设置有用于带动芯轴沿主轴轴向滑动从而调整模具单元变径的模具调整驱动机构。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述模具调整驱动机构包括固定杆、摇臂和摇臂驱动电机，所述固定杆水平安装在所述机架的上部，所述摇臂的上端与所述固定杆相铰接，所述摇臂驱动电机设置在机架的下部，所述摇臂驱动电机的输出轴上安装有摇臂驱动丝杆，所述摇臂的下端铰接有两个连接板，两个所述连接板之间铰接有连接柱，所述连接柱上设置有与摇臂驱动丝杆相配合的螺纹孔，所述摇臂的中部设置有用于带动芯轴沿所述主轴轴向滑动的联动装置，所述联动装置套在芯轴上且与芯轴转动配合。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述联动装置包括固定在所述摇臂上的箱体和位于所述箱体内的轴承支座板，所述轴承支座板上设置有套在所述芯轴上的轴承，所述轴承支座板在芯轴的径向与箱体的内壁呈滑动配合。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头和与其相对应的模具单元通过C形弹簧相连接。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头包括呈方形的锤头本体和用于与滚柱相配合的圆弧部，所述圆弧部连接在所述锤头本体上，所述圆弧部的两侧边均伸出所述锤头本体，所述锤头本体与圆弧部一侧边的结合部位以及所述锤头本体与圆弧部另一侧边的结合部位均形成用于安装镶块的缺口，相邻两个所述镶块相互配合以引导锤头沿芯轴的径向移动，所述镶块与定位盘通过键连接。

上述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述主轴动力装置包括设置在机架上的主轴驱动电机和设置在所述主轴上的从动轮，所述主轴驱动电机的输出轴上安装有主动轮，所述主动轮和从动轮通过传动带相连接。

为了有效的旋锻加工薄壁超长变径金属棒材，本发明还提供一种薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置。本发明薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置采用的技术方案是：一种薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置，其特征在于：包括上述的旋锻机构、用于将棒材工件输送至所述旋锻机构的棒材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述棒材工件送料机构的基座，所述棒材工件送料机构包括支撑座、设置在所述支撑座上的支撑导轨、设置在所述支撑导轨上的滑座体和设置在所述滑座体上的支座架，所述支座架上安装有用于夹持棒材工件的棒材工件机械手，所述支撑座上设置有用于带动滑座体沿所述支撑导轨滑动的滑座体驱动机构。

上述的薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置，其特征在于：所述滑座体驱动机构包括滑座体驱动电机和滑座体驱动丝杆，所述滑座体驱动丝杆与所述滑座体驱动电机的输出轴相连接，所述滑座体底部设置有连接体，所述连接体上设置有与所述滑座体驱动丝杆螺纹配合的螺纹孔。

为了有效的旋锻加工薄壁超长变径金属管材，本发明还提供一种薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置。本发明薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置采用的技术方案是：一种薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，其特征在于：包括上述的旋锻机构、用于将管材工件输送至所述旋锻机构的管材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述管材工件送料机构的底座，所述管材工件送料机构包括支撑基体、设置在所述支撑基体上的条形导轨、设置在所述条形导轨上的滑块和设置在所述滑块上的架体，所述架体上安装有用于夹持管材工件的管材工件机械手，所述支撑基体上设置有用于带动滑块沿所述条形导轨滑动的滑块驱动机构，所述架体内设置有直线导轨和用于与所述直线导轨相配合的滑车，所述架体远离管材工件机械手的一端设置有用于带动滑车沿所述直线导轨移动的滑车驱动机构，所述滑车与管材工件机械手之间设置有用于连接模型芯杆的芯杆连接杆，所述芯杆连接杆的一端与滑车相连接，所述芯杆连接杆的另一端伸出所述架体，所述模型芯杆的一端与所述芯杆连接杆相连接，所述管材工件机械手上设置有供所述模型芯杆另一端穿出的顶料套。

上述的薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，其特征在于：所述滑块驱动机构包括滑块驱动电机和滑块驱动丝杆，所述滑块驱动丝杆与所述滑块驱动电机的输出轴相连接，所述滑块底部设置有连接块，所述连接块上设置有与所述滑块驱动丝杆螺纹配合的螺纹孔；所述滑车驱动机构包括滑车驱动电机和滑车驱动丝杆，所述滑车驱动丝杆的一端与所述滑车驱动电机的输出轴相连接，所述滑车驱动丝杆的另一端伸入所述架体(28)并与固定在滑车上的传动螺母螺纹配合。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明旋锻机构的结构简单，设计新颖合理。

2、本发明旋锻机构利用锤头与滚柱的配合以敲打模具单元，进而利用模具单元对棒材工件或管材工件进行旋锻，并且在对棒材工件或管材工件进行旋锻的同时，利用模具调整驱动机构带动芯轴沿主轴轴向滑动，从而带动楔形板沿模具单元的锥面滑动，利用楔形板与所述模具单元的锥面的楔面配合，从而调整多个模具单元形成的工件通道的尺寸，从而实现变径功能。

3、本发明旋锻机构通过设置在所述机架外侧的模具调整驱动机构，能够有效的实现对芯轴沿主轴轴向的驱动，其通过采用摇臂驱动电机做为动力源，进而能够在控制摇臂驱动电机转速的情况下，并通过摇臂驱动丝杆与连接柱上的螺纹孔传动配合方式，能够确保旋锻加工成的变径金属管或变径金属棒是连续变径，确保了加工成的产品质量。

4、本发明旋锻机构的联动装置在使用时，其轴承的内圈与芯轴固定连接，轴承的外圈与轴承支座板连接，当摇臂带动箱体移动时，此时轴承支座板可以沿箱体的内壁的滑动，从而使该联动装置能够有效的带动芯轴移动而不至于卡死。

5、本发明薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置能够有效、快速的实现金属棒材加工时棒材工件的进给和旋锻，可快速实现棒材台阶轴、来复线等的快速精密加工。

6、本发明薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置能够有效、快速的将模型芯杆伸入管材工件、并能够将带有模型芯杆的管材工件送入旋锻机构以进行定径或内型孔旋锻加工，可快速实现管材台阶轴及管材内花键、来复线等的快速精密加工。

7、本发明薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置和薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，能实现全部功能动作的程序控制自动化运行。

8、本发明的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明旋锻机构的结构示意图。

图2为本发明旋锻机构的锤头与滚柱和模具单元的位置关系示意图。

图3为本发明旋锻机构的锤头的结构示意图。

图4为图3的左视图。

图5为本发明旋锻机构的镶块的结构示意图。

图6为图5的右视图。

图7为图5的左视图。

图8为本发明旋锻机构的定位盘的结构示意图。

图9为本发明旋锻机构的滚柱保持架的结构示意图。

图10为图9的A-A剖视图。

图11为本发明旋锻机构的模具单元的结构示意图。

图12为图11的左视图。

图13为本发明薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置的结构示意图。

图14为本发明薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置的结构示意图。

附图标记说明:

1—机架；2—模具调整驱动机构；

2-1—固定杆；2-2—摇臂；

2-3—联动装置；2-3-1—箱体；

2-3-2—轴承支座板；2-3-3—轴承；

2-4—连接柱；2-5—连接板；

2-6—摇臂驱动丝杆；2-7—摇臂驱动电机；

3—芯轴；4—主轴；

4-1—空腔；5—模具单元；

5-1—锥面；5-2—弹簧安装孔；

6—连接盘；7—楔形板；

8—锤头；8-1—锤头本体；

8-2—圆弧部；8-3—缺口；

8-4—弹簧连接孔；9—定位盘；

9-1—十字键；9-2—楔形板通道；

9-3—产品通道；10—盖板；

11—滚柱保持架；11-1—管状架体；

11-2—滚柱安装孔；12—滚柱；

13—主轴动力装置；13-1—主轴驱动电机；

13-2—主动轮；13-3—从动轮；

14—镶块；14-1—十字键槽；

15—C形弹簧；16—基座；

17—支撑座；18—支撑导轨；

19—滑座体；20—支座架；

21—棒材工件机械手；22—滑座体驱动机构；

22-1—滑座体驱动电机；22-2—滑座体驱动丝杆；

22-3—连接体；23—限位器；

24—底座；25—支撑基体；

26—条形导轨；27—滑块；

28—架体；29—管材工件机械手；

30—芯杆连接杆；31—顶料套；

32—直线导轨；33—滑车；

34—滑块驱动机构；34-1—滑块驱动电机；

34-2—滑块驱动丝杆；34-3—连接块；

35—滑车驱动机构；35-1—滑车驱动电机；

35-2—滑车驱动丝杆；35-3—传动螺母。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，包括机架1、安装在所述机架1内的滚柱保持架11、安装在所述机架1上的主轴4和用于带动所述主轴4转动的主轴动力装置13，所述主轴4内设置有能够随其转动且能沿主轴4轴向滑动的芯轴3，具体的，所述芯轴3和主轴4花键配合，所述主轴4伸入机架1的一端面上开设有空腔4-1，所述芯轴3上位于所述空腔4-1内的一端设置有连接盘6，所述连接盘6上安装有多个沿其圆周方向布设的楔形板7，所述主轴4伸入机架1的一端安装有盖板10，所述滚柱保持架11与盖板10之间设置有定位盘9，所述滚柱保持架11上安装有多个沿其圆周方向均匀布设的滚柱12，所述滚柱保持架11的内部设置有多个相互配合以组成模具的模具单元5，所述滚柱保持架11内位于所述模具单元5的外侧设置有多个与所述滚柱12相配合以敲打模具单元5的锤头8，所述定位盘9上设置有多个用于定位锤头8的镶块14，多个所述锤头8一一对应位于相邻两个镶块14之间，多个所述锤头8、多个所述模具单元5和多个所述楔形板7一一对应，所述楔形板7穿过所述盖板10和定位盘9并伸入到与其相对应的锤头8和模具单元5之间，所述模具单元5的外侧面为与所述楔形板7呈楔面配合的锥面5-1，所述机架1上设置有用于带动芯轴3沿主轴4轴向滑动从而调整所述模具变径的模具调整驱动机构2。

本实施例中，该旋锻机构在工作时，主轴动力装置13开始工作，带动主轴4转动，所述主轴4转动的同时带动芯轴3、连接盘6、定位盘9、锤头8、模具单元5和楔形板7整体转动，利用锤头8与滚柱12的配合以敲打模具单元5，进而利用模具单元5对棒材工件或管材工件进行旋锻，并且在对棒材工件或管材工件进行旋锻的同时，利用模具调整驱动机构2带动芯轴3沿主轴4轴向滑动，从而带动楔形板7沿模具单元5的锥面5-1滑动，利用楔形板7与所述模具单元5的锥面5-1的楔面配合，从而调整多个模具单元5形成的工件通道的尺寸，从而实现变径功能，即当芯轴3向远离模具单元5或靠近模具单元5的方向连续移动，此时，楔形板7沿模具单元5的锥面5-1连续的滑动配合，从而实现将棒材工件或管材工件加工为锥形的目的，该旋锻机构的结构简单，能够有效的实现变径金属棒材及管材的旋锻加工。

如图1所示，所述模具调整驱动机构2包括固定杆2-1、摇臂2-2和摇臂驱动电机2-7，所述固定杆2-1水平安装在所述机架1的上部，所述摇臂2-2的上端与所述固定杆2-1相铰接，所述摇臂驱动电机2-7设置在机架1的下部，所述摇臂驱动电机2-7的输出轴上安装有摇臂驱动丝杆2-6，所述摇臂2-2的下端铰接有两个连接板2-5，两个所述连接板2-5之间铰接有连接柱2-4，所述连接柱2-4上设置有与摇臂驱动丝杆2-6相配合的螺纹孔，所述摇臂2-2的中部设置有用于带动芯轴3沿所述主轴4轴向滑动的联动装置2-3，所述联动装置2-3套在芯轴3上且与芯轴3转动配合。

本实施例中，所述模具调整驱动机构2在使用时，摇臂驱动电机2-7开始工作带动摇臂驱动丝杆2-6转动，摇臂驱动丝杆2-6与连接柱2-4上的螺纹孔传动配合从而推动连接柱2-4，所述连接柱2-4再通过连接板2-5推动摇臂2-2，所述摇臂2-2绕其与固定杆2-1的铰接点转动，所述摇臂2-2在转动的同时带动联动装置2-3，通过联动装置2-3带动芯轴3沿所述主轴4的轴向滑动，通过设置在所述机架1外侧的模具调整驱动机构2，能够有效的实现对芯轴3沿主轴4轴向的驱动，其通过采用摇臂驱动电机2-7做为动力源，进而能够在控制摇臂驱动电机2-7转速的情况下，并通过摇臂驱动丝杆2-6与连接柱2-4上的螺纹孔传动配合方式，能够确保旋锻加工成的变径金属管或变径金属棒是连续变径，确保了加工成的产品质量。

另外，本实施例中，通过设置与连接板2-5相铰接的连接柱2-4，在摇臂驱动丝杆2-6推动连接柱2-4时，并当摇臂2-2转动时，此时连接柱2-4绕其与连接板2-5的铰接点转动，从而有效防止摇臂驱动丝杆2-6卡死，使模具调整驱动机构2在具体使用时能够有效的工作。

如图1所示，所述联动装置2-3包括固定在所述摇臂2-2上的箱体2-3-1和位于所述箱体2-3-1内的轴承支座板2-3-2，所述轴承支座板2-3-2上设置有套在所述芯轴3上的轴承2-3-3，所述轴承支座板2-3-2在芯轴3的径向与箱体2-3-1的内壁呈滑动配合。

本实施例中，所述联动装置2-3在使用时，其轴承2-3-3的内圈与芯轴3固定连接，轴承2-3-3的外圈与轴承支座板2-3-2连接，当摇臂2-2带动箱体2-3-1移动时，此时轴承支座板2-3-2可以沿箱体2-3-1的内壁的滑动，从而使该联动装置2-3能够有效的带动芯轴3移动而不至于卡死。

如图2所示，所述锤头8和与其相对应的模具单元5通过C形弹簧15相连接。通过设置C形弹簧15将锤头8和与其相对应的模具单元5相连接，从而能够使模具单元5随锤头8移动，增加了锤头8对模具单元5的惯性敲打力度，同时也增大了模具单元5对工件的成型效果。

如图3和图4所示，所述锤头8包括呈方形的锤头本体8-1和用于与滚柱12相配合的圆弧部8-2，所述圆弧部8-2连接在所述锤头本体8-1上，所述圆弧部8-2的两侧边均伸出所述锤头本体8-1，所述锤头本体8-1与圆弧部8-2一侧边的结合部位以及所述锤头本体8-1与圆弧部8-2另一侧边的结合部位均形成用于安装镶块14的缺口8-3，相邻两个所述镶块14相互配合以引导锤头8沿芯轴3的径向移动，所述镶块14与定位盘9通过键连接。

本实施例中，所述锤头8的圆弧部8-2与滚柱12相配合，并在与滚柱12接触时敲打模具单元5，当转动到两个滚柱12之间时远离模具单元，如此循环形成对模具单元5有效的敲打作用。通过设置镶块14，能够有效的引导锤头8沿芯轴3的径向移动，有效的限定了锤头8的运动轨迹，能够形成持续有效的敲打力。

结合图6和图7，本实施例中，所述镶块14上设置有十字键槽14-1，如图8所示，所述定位盘9上设置有用于伸入所述十字键槽14-1内的十字键9-1，从而实现了镶块14与定位盘9的键连接，另外，所述定位盘9上还设置有供楔形板7穿过的楔形板通道9-2和供经旋锻后形成的棒材产品或管材产品通过的产品通道9-3。

如图9和图10所示，所述滚柱保持架11包括管状架体11-1，所述管状架体11-1的侧壁上开设有多个具有开口的滚柱安装孔11-2，所述滚珠12一一对应安装在所述滚柱安装孔11-2内。

如图1所示，所述主轴动力装置13包括设置在机架1上的主轴驱动电机13-1和设置在所述主轴4上的从动轮13-3，所述主轴驱动电机13-1的输出轴上安装有主动轮13-2，所述主动轮13-2和从动轮13-3通过传动带相连接。本实施例中，所述主动轮13-2和从动轮13-3均为同步带轮，所述传动带为同步传动带。

如图11和图12所示，所述模具单元5的外侧壁为与所述楔形板7呈楔面配合的锥面5-1，本实施例中，所述模具单元5的数量、楔形板7的数量和锤头8的数量均为四个，四个模具单元5相互配合形成供工件穿过的模具单元通道。

结合图2、图3、图11和图12，由于所述锤头8和与其相对应的模具单元5通过C形弹簧15相连接，故在锤头本体8-1上设置弹簧连接孔8-4，在模具单元5上设置弹簧安装孔5-2，所述C形弹簧15的两端分别于所述弹簧连接孔8-4和弹簧安装孔5-2对应连接。

如图13所示的一种薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置，包括上述的旋锻机构、用于将棒材工件输送至所述旋锻机构的棒材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述棒材工件送料机构的基座16，所述棒材工件送料机构包括支撑座17、设置在所述支撑座17上的支撑导轨18、设置在所述支撑导轨18上的滑座体19和设置在所述滑座体19上的支座架20，所述支座架20上安装有用于夹持棒材工件的棒材工件机械手21，所述支撑座17上设置有用于带动滑座体19沿所述支撑导轨18滑动的滑座体驱动机构22。

本实施例中，该薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置能够有效、快速的实现金属棒材加工时棒材工件的进给和旋锻，具体在使用时，棒材工件的一端夹持在棒材工件机械手21上，通过滑座体驱动机构22驱动滑座体19在支撑导轨18上的滑动，从而实现将棒材工件不断是输送至多个模具单元5相配合构成的模具单元通道内，实现了棒材工件的连续进料。

如图13所示，所述滑座体驱动机构22包括滑座体驱动电机22-1和滑座体驱动丝杆22-2，所述滑座体驱动丝杆22-2与所述滑座体驱动电机22-1的输出轴相连接，所述滑座体19底部设置有连接体22-3，所述连接体22-3上设置有与所述滑座体驱动丝杆22-2螺纹配合的螺纹孔。

本实施例中，所述滑座体驱动机构22采用滑座体驱动电机22-1提供动力，能够通过控制滑座体驱动电机22-1的转速来实现对棒材工件的进给速度进行有效的控制，同时，通过滑座体驱动丝杆22-2与连接体22-3上的螺纹孔传动配合，能够实现棒材工件的连续进给或停顿，其传动方式简便、灵活。

本实施例中，所述支撑座17上设置有用于限制滑座体19移动极限位置的限位器23，所述限位器23为与所述连接体22-3相配合的机械限位开关或光电限位开关。

如图14所示的一种薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，包括上述的旋锻机构、用于将管材工件输送至所述旋锻机构的管材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述管材工件送料机构的底座24，所述管材工件送料机构包括支撑基体25、设置在所述支撑基体25上的条形导轨26、设置在所述条形导轨26上的滑块27和设置在所述滑块27上的架体28，所述架体28上安装有用于夹持管材工件的管材工件机械手29，所述支撑基体25上设置有用于带动滑块27沿所述条形导轨26滑动的滑块驱动机构34，所述架体28内设置有直线导轨32和用于与所述直线导轨32相配合的滑车33，所述架体28远离管材工件机械手29的一端设置有用于带动滑车33沿所述直线导轨32移动的滑车驱动机构35，所述滑车33与管材工件机械手29之间设置有用于连接模型芯杆的芯杆连接杆30，所述芯杆连接杆30的一端与滑车33相连接，所述芯杆连接杆30的另一端伸出所述架体28，所述模型芯杆的一端与所述芯杆连接杆30相连接，所述管材工件机械手29上设置有供所述模型芯杆另一端穿出的顶料套31。

本实施例中，该薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置能够有效、快速的将模型芯杆伸入管材工件、并能够将带有模型芯杆的管材工件送入旋锻机构以进行旋锻加工。具体在使用时，将管材工件套在模型芯杆上，并使管材工件的一端夹持在管材工件机械手29上，通过滑车驱动机构35带动滑车33移动，进而带动所述模型芯杆伸出进而插入管材工件内，然后再通过滑块驱动机构34驱动滑块27在条形导轨26上的滑动，从而带动架体28、滑车33、管材工件机械手29、管材工件和所述模型芯杆整体移动，从而实现将棒材工件不断是输送至多个模具单元5相配合构成的模具单元通道内，实现了管材工件的连续进料。

如图14所示，所述滑块驱动机构34包括滑块驱动电机34-1和滑块驱动丝杆34-2，所述滑块驱动丝杆34-2与所述滑块驱动电机34-1的输出轴相连接，所述滑块27底部设置有连接块34-3，所述连接块34-3上设置有与所述滑块驱动丝杆34-2螺纹配合的螺纹孔；所述滑车驱动机构35包括滑车驱动电机35-1和滑车驱动丝杆35-2，所述滑车驱动丝杆35-2的一端与所述滑车驱动电机35-1的输出轴相连接，所述滑车驱动丝杆35-2的另一端伸入所述架体28并与固定在滑车33上的传动螺母35-3螺纹配合。

本实施例中，所述滑车驱动机构35采用滑车驱动电机35-1提供动力，能够通过控制滑车驱动电机35-1的转速来实现所述模型芯杆的伸出速度进行有效的控制，同时，通过滑车驱动丝杆35-2与连接块34-3上的螺纹孔传动配合，能够实现所述模型芯杆的连续伸出或停顿，其传动方式简便、灵活。同理，所述滑块驱动机构34采用滑块驱动电机34-1提供动力，能够通过控制滑块驱动电机34-1的转速来实现对管材工件的进给速度进行有效的控制，同时，通过滑块驱动丝杆34-2与连接块34-3上的螺纹孔传动配合，能够实现管材工件的连续进给和停顿，其传动方式简便、灵活。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：包括机架(1)、安装在所述机架(1)内的滚柱保持架(11)、安装在所述机架(1)上的主轴(4)和用于带动所述主轴(4)转动的主轴动力装置(13)，所述主轴(4)内设置有能够随其转动且能沿主轴(4)轴向滑动的芯轴(3)，所述主轴(4)伸入机架(1)的一端面上开设有空腔(4-1)，所述芯轴(3)上位于所述空腔(4-1)内的一端设置有连接盘(6)，所述连接盘(6)上安装有多个沿其圆周方向布设的楔形板(7)，所述主轴(4)伸入机架(1)的一端安装有盖板(10)，所述滚柱保持架(11)与盖板(10)之间设置有定位盘(9)，所述滚柱保持架(11)上安装有多个沿其圆周方向均匀布设的滚柱(12)，所述滚柱保持架(11)的内部设置有多个相互配合以组成模具的模具单元(5)，所述滚柱保持架(11)内位于所述模具单元(5)的外侧设置有多个与所述滚柱(12)相配合以敲打模具单元(5)的锤头(8)，所述定位盘(9)上设置有多个用于定位锤头(8)的镶块(14)，多个所述锤头(8)一一对应位于相邻两个镶块(14)之间，多个所述锤头(8)、多个所述模具单元(5)和多个所述楔形板(7)一一对应，所述楔形板(7)穿过所述盖板(10)和定位盘(9)并伸入到与其相对应的锤头(8)和模具单元(5)之间，所述模具单元(5)的外侧面为与所述楔形板(7)呈楔面配合的锥面(5-1)，所述机架(1)上设置有用于带动芯轴(3)沿主轴(4)轴向滑动从而调整所述模具变径的模具调整驱动机构(2)。

2.根据权利要求1所述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述模具调整驱动机构(2)包括固定杆(2-1)、摇臂(2-2)和摇臂驱动电机(2-7)，所述固定杆(2-1)水平安装在所述机架(1)的上部，所述摇臂(2-2)的上端与所述固定杆(2-1)相铰接，所述摇臂驱动电机(2-7)设置在机架(1)的下部，所述摇臂驱动电机(2-7)的输出轴上安装有摇臂驱动丝杆(2-6)，所述摇臂(2-2)的下端铰接有两个连接板(2-5)，两个所述连接板(2-5)之间铰接有连接柱(2-4)，所述连接柱(2-4)上设置有与摇臂驱动丝杆(2-6)相配合的螺纹孔，所述摇臂(2-2)的中部设置有用于带动芯轴(3)沿所述主轴(4)轴向滑动的联动装置(2-3)，所述联动装置(2-3)套在芯轴(3)上且与芯轴(3)转动配合。

3.根据权利要求2所述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述联动装置(2-3)包括固定在所述摇臂(2-2)上的箱体(2-3-1)和位于所述箱体(2-3-1)内的轴承支座板(2-3-2)，所述轴承支座板(2-3-2)上设置有套在所述芯轴(3)上的轴承(2-3-3)，所述轴承支座板(2-3-2)在芯轴(3)的径向与箱体(2-3-1)的内壁呈滑动配合。

4.根据权利要求1所述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头(8)和与其相对应的模具单元(5)通过C形弹簧(15)相连接。

5.根据权利要求1所述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述锤头(8)包括呈方形的锤头本体(8-1)和用于与滚柱(12)相配合的圆弧部(8-2)，所述圆弧部(8-2)连接在所述锤头本体(8-1)上，所述圆弧部(8-2)的两侧边均伸出所述锤头本体(8-1)，所述锤头本体(8-1)与圆弧部(8-2)一侧边的结合部位以及所述锤头本体(8-1)与圆弧部(8-2)另一侧边的结合部位均形成用于安装镶块(14)的缺口(8-3)，相邻两个所述镶块(14)相互配合以引导锤头(8)沿芯轴(3)的径向移动，所述镶块(14)与定位盘(9)通过键连接。

6.根据权利要求1所述的薄壁超长变径金属棒材及管材的旋锻机构，其特征在于：所述主轴动力装置(13)包括设置在机架(1)上的主轴驱动电机(13-1)和设置在所述主轴(4)上的从动轮(13-3)，所述主轴驱动电机(13-1)的输出轴上安装有主动轮(13-2)，所述主动轮(13-2)和从动轮(13-3)通过传动带相连接。

7.一种薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置，其特征在于：包括如权利要求1-6任一权利要求所述的旋锻机构、用于将棒材工件输送至所述旋锻机构的棒材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述棒材工件送料机构的基座(16)，所述棒材工件送料机构包括支撑座(17)、设置在所述支撑座(17)上的支撑导轨(18)、设置在所述支撑导轨(18)上的滑座体(19)和设置在所述滑座体(19)上的支座架(20)，所述支座架(20)上安装有用于夹持棒材工件的棒材工件机械手(21)，所述支撑座(17)上设置有用于带动滑座体(19)沿所述支撑导轨(18)滑动的滑座体驱动机构(22)。

8.根据权利要求7所述的薄壁超长变径金属棒材的旋锻加工装置，其特征在于：所述滑座体驱动机构(22)包括滑座体驱动电机(22-1)和滑座体驱动丝杆(22-2)，所述滑座体驱动丝杆(22-2)与所述滑座体驱动电机(22-1)的输出轴相连接，所述滑座体(19)底部设置有连接体(22-3)，所述连接体(22-3)上设置有与所述滑座体驱动丝杆(22-2)螺纹配合的螺纹孔。

9.一种薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，其特征在于：包括如权利要求1-6任一权利要求所述的旋锻机构、用于将管材工件输送至所述旋锻机构的管材工件送料机构，以及用于承载所述旋锻机构和所述管材工件送料机构的底座(24)，所述管材工件送料机构包括支撑基体(25)、设置在所述支撑基体(25)上的条形导轨(26)、设置在所述条形导轨(26)上的滑块(27)和设置在所述滑块(27)上的架体(28)，所述架体(28)上安装有用于夹持管材工件的管材工件机械手(29)，所述支撑基体(25)上设置有用于带动滑块(27)沿所述条形导轨(26)滑动的滑块驱动机构(34)，所述架体(28)内设置有直线导轨(32)和用于与所述直线导轨(32)相配合的滑车(33)，所述架体(28)远离管材工件机械手(29)的一端设置有用于带动滑车(33)沿所述直线导轨(32)移动的滑车驱动机构(35)，所述滑车(33)与管材工件机械手(29)之间设置有用于连接模型芯杆的芯杆连接杆(30)，所述芯杆连接杆(30)的一端与滑车(33)相连接，所述芯杆连接杆(30)的另一端伸出所述架体(28)，所述模型芯杆的一端与所述芯杆连接杆(30)相连接，所述管材工件机械手(29)上设置有供所述模型芯杆另一端穿出的顶料套(31)。

10.根据权利要求9所述的薄壁超长变径金属管材的旋锻加工装置，其特征在于：所述滑块驱动机构(34)包括滑块驱动电机(34-1)和滑块驱动丝杆(34-2)，所述滑块驱动丝杆(34-2)与所述滑块驱动电机(34-1)的输出轴相连接，所述滑块(27)底部设置有连接块(34-3)，所述连接块(34-3)上设置有与所述滑块驱动丝杆(34-2)螺纹配合的螺纹孔；所述滑车驱动机构(35)包括滑车驱动电机(35-1)和滑车驱动丝杆(35-2)，所述滑车驱动丝杆(35-2)的一端与所述滑车驱动电机(35-1)的输出轴相连接，所述滑车驱动丝杆(35-2)的另一端伸入所述架体(28)并与固定在滑车(33)上的传动螺母(35-3)螺纹配合。