CN106111858B - 一种活齿传动齿廓近净成形装置 - Google Patents

一种活齿传动齿廓近净成形装置 Download PDF

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Abstract

一种活齿传动齿廓近净成形装置，其是在卧式轧环机床床身上分别设有径向轧制机构和轴向轧制机构，所述径向轧制机构包括：锥齿轮输送组件、主驱动辊输送组件和四柱液压缸升降组件；所述轴向轧制机构包括：锥辊水平进给输送组件和锥辊垂直进给输送组件。本发明设计合理，是一种工艺简单、自动化程度高的内齿齿廓成形方法，其保证了内齿齿廓的精度、机械强度和中心轮厚度及其加工的均匀性，进而能够防止在加工过程中中心轮的报废，提高中心轮生产效率，降低成本，可实现轧制不同内齿齿廓、不同齿数的中心轮。

Description

一种活齿传动齿廓近净成形装置
技术领域
本发明涉及一种机械加工设备，特别是加工内齿齿廓近净成形装置。
技术背景
现有的环件成形方法是通过对环件同时施加径向和轴向轧制力，使环件产生连续的局部塑性变形，扩大环件齿形直径、减小环件壁厚、实现环件截面轮廓成形的塑性加工设备。传统的径向轧制卧式轧环机用来轧制大型环件，它是由径向轧制机构和轴向轧制机构两大部分构成，对环件同时实行径向和轴向轧制，以保证环件端面的质量和轧制复杂截面形状的环件。径向轧制机构包括主滑块用钢板焊接而成，具有较大的刚度，并用来支撑芯辊。此外主油缸和芯辊支架也安装在主滑块上，主油缸的柱塞固定在驱动辊的辊座上。当环件套入芯辊后，将支架紧扣在芯辊的上部锥面，并通过锁紧装置使芯辊支架与芯辊不脱开。轴向轧制机构包括压下液压缸、平衡液压缸两个液压缸为轴向轧制机构提供驱动，其中压下液压缸提供轴向轧制力，平衡液压缸主要用于平衡滑块使其避免偏转，行程开关调节滑块行程，控制液压缸运动。上下两个直流电机经两级齿轮减速后带动上下锥辊旋转运动。
它的不足之处是只能将环件轧制成薄壁环件，不能改变环件的内齿齿廓形状。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可实现轧制不同内齿齿廓、不同齿数中心轮且自动化程度高和生产效率高的活齿传动齿廓近净成形装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明主要是在卧式轧环机床床身上分别设有径向轧制机构和轴向轧制机构，所述径向轧制机构包括：锥齿轮输送组件、主驱动辊输送组件和四柱液压缸升降组件，用于径向轧制中心轮内圈齿廓。所述轴向轧制机构包括：锥辊水平进给输送组件和锥辊垂直进给输送组件，用于径向轧制中心轮，使中心轮上下表面平整均匀。
其中，径向轧制机构的主驱动辊输送组件，其调速电机A通过轴套固定连接在主驱动辊支架上，调速电机A的转轴通过联轴器B与主驱动辊的下轴端联接，该设在主驱动辊支架上的主驱动辊与中心轮相邻，可带动其转动，并且芯辊转动一圈，主驱动辊带动中心轮转动一个齿廓。
径向轧制机构的四柱液压缸升降组件，其四个液压缸下端固定联接在下部设在机床床身上的主滑块上面，四柱液压缸上端与芯辊支架固定连接，导轨下端固定联接在主滑块上面，导轨内的导轨滑块上端固定联接在芯辊支架上，芯辊支架上的通孔有芯辊穿过，并且两者固定联接，使四柱液压缸可带动芯辊下端的轴承座上下移动。在主滑块底部设一个主液压缸，其一端与主滑块相连，另一端与主驱动辊支架相连。在主滑块两侧各设一个水平的液压缸，其缸底端与机床床身相连，其活塞杆通过转动副与叉形定心辊轮架相连，其一个分叉与机床床身相连，两定心辊轮架的另一个分叉两自由端呈钳口形，端顶各设一个与中心轮相邻的定心辊轮，通过液压缸调整两个定心辊轮与中心轮相对位置，使其与主驱动辊和轴向轧制机构对中心轮进行定位。
径向轧制机构的锥齿轮输送组件，其设在芯辊支架上的调速电机B通过联轴器A与主动圆锥齿轮联接，主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合，从动圆锥齿轮通过键与下部设偏心轮的芯辊相连，芯辊下端通过滚动轴承与移动轴承座联接，移动轴承座与工作台联接，便于装卸中心轮，该工作台固定安装在机床床身上。芯辊上的偏心轮与活齿块上的内辊轮(与中心轮圆心较近的辊轮)相邻，活齿块上的外辊轮(与中心轮圆心较远的辊轮)与中心轮相邻，于是芯辊转动带动活齿块往复运动，保证了中心轮的齿廓形状。
其中，轴向轧制机构的锥辊水平进给输送组件，其减速电机通过联轴器与滚珠丝杠联接，滚珠丝杠通过丝杠螺母安装在下部与机床床身相连的锥辊支架上，以便通过滚珠丝杠转动带动锥辊支架水平进给。支承座通过螺栓与机床床身联接，固定在机床床身上，并且丝杠支承座B用螺栓固定安装在支承座上，达到滚珠丝杠水平安装在丝杠支承座B的目的。
轴向轧制机构的锥辊垂直进给输送组件，其设在下锥辊支架上的液压缸A活塞杆通过单耳环A及圆柱销A与上锥辊支架联接，并且设在下锥辊支架上的液压缸B通过单耳环B及圆柱销B与上锥辊支架联接，该设在下锥辊支架上的上锥辊支架通过轴套B与电机A相连，该电机A通过联轴器与上锥辊联接，该上锥辊又通过轴承与上锥辊支架相连。下锥辊通过轴承固定安装在下锥辊支架上，同时该下锥辊通过联轴器与电机B相连，该电机B通过轴套C固定在锥辊支架上。最好上锥辊和下锥辊分别采用双排轴承与上锥辊支架和下锥辊支架联接，可增加上锥辊和下锥辊的刚度。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明设计合理，是一种工艺简单、自动化程度高的内齿齿廓成形方法，其保证了内齿齿廓的精度、机械强度和中心轮厚度及其加工的均匀性，进而能够防止在加工过程中中心轮的报废，提高中心轮生产效率，降低成本，可实现轧制不同内齿齿廓、不同齿数的中心轮。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是本发明径向轧制机构的立体示意图。
图3是图2中四柱液压缸升降组件部分剖面立体示意图。
图4是本发明轴向轧制机构的立体示意图。
图5是图4中锥辊水平进给输送组件部分剖面立体示意图。
图6是本发明中心轮、主驱动辊、芯辊及上下锥辊部分的俯视示意图。
图7是图6的A-A视图。
图8是图7的Ⅰ局部放大示意图。
图中：1-径向轧制机构，2-轴向轧制机构，3-机床床身，4-调速电机A，5-轴套A，6-定心辊轮架，7-水平液压缸，8-芯辊支架，9-调速电机B，10-凸缘联轴器A，11-轴承座，12-主动圆锥齿轮，13-从动圆锥齿轮，14-芯辊，15-工字型钢支座，16-中心轮，17-工作台，18-凸缘联轴器B，19-主液压缸，20-主滑块，21-四柱液压缸，22-导轨，23-导轨滑块，24-主驱动辊支架，25-主驱动辊，26-套筒A，27-套筒B，28-下锥辊支架，29-下锥辊，30-上锥辊，31-圆柱销A，32-单耳环A，33-液压缸A，34-液压缸B，35-轴套B，36-电机A，37-上锥辊支架，38-丝杠支承座A，39-螺杆支承螺母，40-减速电机，41-十字滑块联轴器，42-滚珠丝杠，43-电机B，44-轴套C，45-圆柱滚动轴承，46-双排轴承，47-单耳环B，48-圆柱销B，49-丝杠支承座B，50-支承座，51-丝杠螺母，52-定心滚轮，53-滚动轴承，54-外辊轮，55-活齿滑块，56-内辊轮，57-移动轴承座，58-深沟球轴承。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行详细、清楚完整地描述。
在图1所示的加工活齿传动齿廓近净成形装置立体示意图中，在卧式轧环机机床床身3上分别设有径向轧制机构1和轴向轧制机构2。
在图2和图3所示的本发明径向轧制机构的立体示意图中，径向轧制机构的主驱动辊输送组件，其调速电机A4通过轴套A5固定连接在主驱动辊支架24上，调速电机A4的转轴通过凸缘联轴器B18与主驱动辊25的下轴端联接，主驱动辊25上端与主驱动辊支架24之间安装套筒A26，主驱动辊25下端与主驱动辊支架24之间安装套筒B27，套筒A26和套筒B27同时起到轴向定位的作用，并且避免主驱动辊25与主驱动辊支架24接触；主驱动辊支架24通过滚动轴承53与主驱动辊25联接；主驱动辊支架24上的主驱动辊25可与中心轮16相邻，以便带动其转动，并且芯辊14转动一圈，主驱动辊25带动中心轮16转动一个齿廓。
径向轧制机构的四柱液压缸升降组件，其四柱液压缸21下端固定联接在下部设在机床床身3上的主滑块20上面，四柱液压缸21上端与芯辊支架8固定连接，导轨22下端通过螺钉固定联接在主滑块20上面，导轨22内的导轨滑块23上端通过螺钉固定联接在芯辊支架8上，芯辊支架8上的通孔有芯辊14穿过，并且两者固定联接。在主滑块底部设一个主液压缸19，其一端与主滑块相连，另一端与主驱动辊支架24相连。在主滑块两侧各设一个水平的液压缸7，其缸底端与机床床身3相连，其活塞杆通过转动副与叉形定心辊轮架6相连，其一个分叉均与机床床身3相连，两定心辊轮架6的另一个分叉两自由端呈钳口形，端顶各设一个与中心轮16相邻的定心辊轮52。
径向轧制机构的锥齿轮输送组件，其设在芯辊支架8上的调速电机B9通过凸缘联轴器A10与主动圆锥齿轮12的轴端相连，该穿过工字型钢支座15上轴承座11的主动圆锥齿轮轴端部设主动圆锥齿轮12，该主动圆锥齿轮12与从动圆锥齿轮13啮合，从动圆锥齿轮13通过键与下部设偏心轮的芯辊14相连，芯辊14下端通过深沟球轴承58与移动轴承座57固定联接，移动轴承座57与工作台17联接，便于装卸中心轮16，该工作台17固定安装在机床床身3上。芯辊14上的偏心轮与活齿滑块55上的内辊轮56(与中心轮圆心较近的辊轮)相邻，活齿滑块55上的外辊轮54(与中心轮圆心较远的辊轮)与中心轮16相邻，于是芯辊14转动带动活齿滑块55往复运动，保证了中心轮16的齿廓形状，如图6、图7和图8所示。
在图4和图5所示的本发明轴向轧制机构的立体示意图中，减速电机40通过十字滑块联轴器41与滚珠丝杠42联接，滚珠丝杠42两端分别安装丝杠支承座A38和丝杠支承座B49上，滚珠丝杠42外端通过螺杆支承螺母39定位锁紧，滚珠丝杠42通过丝杠螺母51安装在下锥辊支架28上；支承座50通过螺栓与机床床身3联接，并且丝杠支承座B49用螺栓固定安装在支承座50上。
设在下锥辊支架28上的液压缸A33活塞杆通过单耳环A32及圆柱销A31与上锥辊支架37联接，并且设在下锥辊支架28上的液压缸B34的通过单耳环B47及圆柱销B48与上锥辊支架37联接，该设在下锥辊支架上的上锥辊支架37通过轴套B35与电机A36相连，该电机A36通过联轴器与上锥辊30联接，该上锥辊30又通过轴承与上锥辊支架37相连。下锥辊29通过双排轴承46和圆柱滚动轴承45固定安装在下锥辊支架28上，同时该下锥辊29通过联轴器与电机B43相连，该电机B43通过轴套C44固定在下锥辊支架28上。
本发明的装置工作过程大致包括以下步骤：
步骤1：首先四柱液压缸(21)带动芯辊支架(8)及芯辊(14)向上移动，使芯辊(14)向上抬起，安装中心轮(16)，然后再使四柱液压缸(21)向下移动，安装芯辊(14)，该芯辊(14)下端安装在工作台(17)上，将芯辊支架(8)锁紧，开始轧制中心轮(16)。
步骤2：主液压缸(19)推动主驱动辊(25)向轴向轧制机构(2)移动，使主驱动辊(25)与中心轮(16)接触；减速电机(40)通过十字滑块联轴器(41)与滚珠丝杠(42)联接，推动上锥辊(30)和下锥辊(29)靠近中心轮(16)，液压缸A(33)和液压缸B(34)推动上锥辊(30)向下运动与中心轮(16)接触。
步骤3：调速电机B(9)通过主动锥齿轮(12)和从动锥齿轮(13)啮合传动带动芯辊(14)转动，芯辊(14)上的偏心轮推动活齿滑块(55)做往复运动，活齿滑块(55)两端有外辊轮(54)和内辊轮(56)，其内辊轮(56)跟随芯辊(14)偏心轮转动，并产生径向轧制力，而外辊轮(54)跟随中心轮(16)转动，轧制出中心轮(16)内齿齿廓，并且中心轮(16)通过主驱动辊(15)摩擦作用带动中心轮(16)转动，于是芯辊(14)转动一圈，主驱动辊(25)带动中心轮(16)转动一个齿廓。中心轮(16)通过上锥辊(30)和下锥辊(29)的轴向挤压，轧制出中心轮(16)内齿齿廓。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其设计构思等同的替换或改变，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种活齿传动齿廓近净成形装置，其是在卧式轧环机床床身上分别设有径向轧制机构和轴向轧制机构，所述径向轧制机构包括：锥齿轮输送组件、主驱动辊输送组件和四柱液压缸升降组件；所述轴向轧制机构包括：锥辊水平进给输送组件和锥辊垂直进给输送组件，其特征在于：径向轧制机构的主驱动辊输送组件，其调速电机A通过轴套固定连接在主驱动辊支架上，调速电机A的转轴通过联轴器B与主驱动辊的下轴端联接，该设在主驱动辊支架上的主驱动辊与中心轮相邻，并带动其转动，芯辊转动一圈，主驱动辊带动中心轮转动一个齿廓。
2.根据权利要求1所述的活齿传动齿廓近净成形装置，其特征在于：径向轧制机构的四柱液压缸升降组件，其四个液压缸下端固定联接在下部设在机床床身上的主滑块上面，四柱液压缸上端与芯辊支架固定连接，导轨下端固定联接在主滑块上面，导轨内的导轨滑块上端固定联接在芯辊支架上，芯辊支架上的通孔有芯辊穿过，并且两者固定联接，在主滑块底部设一个主液压缸，其一端与主滑块相连，另一端与主驱动辊支架相连，在主滑块两侧各设一个水平的液压缸，其缸底端与机床床身相连，其活塞杆通过转动副与叉形定心辊轮架相连，每个叉形定心辊轮架的一个分叉与床身相连，另一个分叉的自由端端顶设一个与中心轮相邻的定心辊轮，两叉形定心辊轮架的设有定心辊轮的分叉呈钳口形布置。
3.根据权利要求1所述的活齿传动齿廓近净成形装置，其特征在于：径向轧制机构的锥齿轮输送组件，其设在芯辊支架上的调速电机B通过联轴器A与主动圆锥齿轮联接，主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合，从动圆锥齿轮通过键与下部设偏心轮的芯辊相连，芯辊下端通过滚动轴承与移动轴承座联接，移动轴承座与工作台联接，该工作台固定安装在机床床身上，芯辊上的偏心轮与活齿块上的内辊轮相邻，活齿块上的外辊轮与中心轮相邻。
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