CN107116168B - 一种可加工内花键齿的管柱旋锻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，属金属管柱旋锻加工设备技术领域。该管柱旋锻机由机座、控制器、送料装置、旋锻装置构成，机座上对称状设置有送料装置和旋锻装置，所述的旋锻装置由旋锻器、装配座、定位套、驱动电机、旋锻电机和驱动器构成，装配座内通过定位套和轴承安装有旋锻器，定位套的外圈活动安装有驱动器；驱动器与旋锻器滚动连接；该可加工内花键齿的管柱旋锻机，结构合理，设计巧妙，具备了管柱变直径加工、内外圆同时成型，甚至圆管锻打扁方、四方等无屑加工的功能；解决了现有旋锻机存有的只能锻造等直径零件和无加工内花键齿的问题，满足了企业生产使用的需要。

Description

一种可加工内花键齿的管柱旋锻机

技术领域

本发明涉及一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，属金属管柱旋锻加工设备技术领域。

背景技术

在机械加工领域，以旋锻机为主要加工设备的旋锻工艺，因具有表面精度高、节省材料和成本低廉的优点，非常适合对管类零件进行旋锻加工。目前对带有内花键的管类零件是采用旋锻机完成管类零件的圆周面加工后，再通过其他设备完成管类零件内花键加工的，存有程序复杂和加工成本高的问题。此外现有旋锻机由于结构原因的限制其存有只能锻造等直径零件和无加工扁方的问题。而且现有旋锻机一种型号的锻打模块只能加工一种直径的零件，加工其他直径时需要对锻打模块进行更换，存有换型困难的问题，难以满足企业生产使用的需要。因此有必要研发一种管柱旋锻机，既能完成内花键齿的加工，又能实现变径和扁方的加工，以解决现有管柱旋锻机存有的以上问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、设计巧妙，适合变径和扁方加工，以解决现有旋锻机存有的只能锻造等直径零件和无加工内花键齿问题的可加工内花键齿的管柱旋锻机。

本发明专利的技术方案是：

一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，它由机座、控制器、送料装置、旋锻装置构成，机座上对称状设置有送料装置和旋锻装置，送料装置和旋锻装置分别与控制器连接，其特征在于：所述的旋锻装置由旋锻器、装配座、定位套、驱动电机、旋锻电机和驱动器构成，装配座内通过定位套和轴承安装有旋锻器，定位套的外圈活动安装有驱动器；驱动器与旋锻器滚动连接，驱动器一端的装配座上设置有旋锻电机和驱动电机；旋锻电机通过带轮A和传动带A与旋锻器相连接，驱动电机通过带轮B和传动带B与驱动器相连接。

所述的旋锻器由内旋转轴、旋锻头、传动轴、驱动摆臂、摆臂油缸和锲板构成，定位套内通过轴承安装有内旋转轴，内旋转轴的一端设置有旋锻头，内旋转轴的另一端通过带轮A和传动带A与旋锻电机相连接；内旋转轴内通过花键套滑动安装有传动轴，传动轴的一端通过推力轴承连接有驱动摆臂，驱动摆臂的下端与摆臂油缸的活塞杆相连接；传动轴的另一端均匀铰接有多个锲板，各锲板与旋锻头锲入连接。

所述的内旋转轴为空心轴，各锲板的下端面呈斜面。

所述的旋锻头由旋锻座、连接弹簧、驱动模块、锻打模块和定位盖构成, 旋锻座由保持块和环形底板构成，环形底板上均布有多个保持块，各保持块的一端固装有定位盖，保持块之间的通道内由内到外安装有锻打模块和驱动模块；锻打模块和驱动模块的一端端头通过连接弹簧相互连接，锻打模块和驱动模块之间活动锲入有锲板。

所述的驱动模块的横截面呈“T”形，驱动模块的外端面呈弧形，保持块圆周面上的设置有与驱动模块对应的复位弹簧。

所述的锻打模块的锻打端头为弧面或平面。

所述的驱动器由外旋转轴、端盖、限位圈、保持架和滚柱构成，定位套外圈安装有外旋转轴，外旋转轴一端固装有端盖，端盖内固装有限位圈和保持架，保持架内装有多个滚柱，各滚柱与驱动模块滚动连接；外旋转轴另一端通过带轮B和传动带B与驱动电机相连接。

所述的送料装置由底座、滑台、给进油缸、芯轴油缸、空心油缸、夹爪和芯轴构成，底座上通过滑轨滑动安装有滑台，滑台一侧安装有给进油缸，给进油缸的活塞杆与滑台相连接，滑台上通过空心油缸安装有夹爪，空心油缸一侧通过芯轴油缸安装有芯轴，芯轴可穿过空心油缸后延伸至夹爪内部。

所述的芯轴的圆周面上设置有花键齿或细齿。

所述的夹爪由装配筒、爪头、连杆和夹紧板构成，装配筒的圆周面上通过销钉均匀的安装有多个夹紧板，夹紧板的一端固装有爪头，夹紧板的另一端通过连杆与空心油缸的活塞杆连接。

所述的爪头为弧形板。

本发明的优点在于：

该可加工内花键齿的管柱旋锻机，结构合理、设计巧妙，在旋锻器和驱动器的配合下可实现管柱变径加工、内外圆同时成型，甚至圆管锻打扁方、四方等无屑加工；解决了现有旋锻机存有的只能锻造等直径零件和无加工内花键齿功能的问题,满足了企业生产使用的需要。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明送料装置的结构示意图；

图4为本发明空心油缸和夹爪的结构示意图；

图5为本发明旋锻装置的结构示意图；

图6为图5中A-A的结构示意图；

图7为图5中B处的放大的结构示意图；

图8为本发明的旋锻头的结构示意图；

图9为图8中C处的放大结构示意图；

图10为本发明旋锻座的结构示意图；

图11为本发明的锲板的结构示意图。

图中：1、机座，2、装配座，3、定位套，4、驱动电机，5、旋锻电机，6、轴承，7、带轮A，8、传动带A，9、带轮B，10、传动带B，11、内旋转轴，12、传动轴，13、驱动摆臂，14、摆臂油缸，15、锲板，16、花键套，17、推力轴承，18、连接弹簧，19、驱动模块，20、锻打模块，21、定位盖，22、保持块，23、环形底板，24、复位弹簧，25、外旋转轴，26、端盖，27、限位圈，28、保持架，29、滚柱，30、底座,31、滑台，32、给进油缸，33、芯轴油缸，34、空心油缸，35、芯轴，36、装配筒，37、爪头，38、连杆，39、夹紧板，40、销钉。

具体实施方式

该可加工内花键齿的管柱旋锻机，它由机座1、控制器、送料装置、旋锻装置构成，机座1上对称状设置有送料装置和旋锻装置。

送料装置由底座30、滑台31、给进油缸32、芯轴油缸33、空心油缸34、夹爪和芯轴35构成，底座30上通过滑轨滑动安装有滑台31，滑台31一侧安装有给进油缸32，给进油缸32的活塞杆与滑台31相连接。给进油缸32可带动滑台31延滑轨左右滑移。

滑台31上通过空心油缸34安装有夹爪，夹爪由装配筒36、爪头37、连杆38和夹紧板39构成，滑台31上固装有装配筒36。

装配筒36的圆周面上通过销钉40均匀的安装有多个夹紧板39，夹紧板39的一端固装有爪头37，爪头37为弧形板。将爪头37设计为弧形板的目的在于：以使工作时爪头37的内壁能够与加工零件的外表面贴合，增加受力面积，从而达到夹紧加工零件，防止松动的目的。

夹紧板39的另一端通过连杆38与空心油缸34的活塞杆连接。工作过程中，空心油缸34拉动连杆38时，连杆38会向上顶升夹紧板39，使夹紧板39绕销钉40转动，从而使处于夹紧板39端头的爪头37，将加工零件夹紧。空心油缸34推动连杆38时，连杆38会向内拉动顶升夹紧板39，使夹紧板39绕销钉40向外转动，从而使处于夹紧板39将加工零件松开。

空心油缸34一侧通过芯轴油缸33安装有芯轴35，芯轴35的圆周面上设置有花键齿或细齿；芯轴35可穿过空心油缸34后延伸至夹爪内部。工作时空心油缸34可推动芯轴35进入到加工零件内部，使该管柱旋锻机加工零件的圆周面的同时加工出内花键齿。

送料装置一侧设置有旋锻装置，旋锻装置由旋锻器、装配座2、定位套3、驱动电机4、旋锻电机5和驱动器构成。

装配座2内通过定位套3和轴承6安装有旋锻器，旋锻器和驱动器一端的装配座2上设置有旋锻电机5和驱动电机4。

旋锻器由内旋转轴11、旋锻头、传动轴12、驱动摆臂13、摆臂油缸14和锲板15构成。定位套3内通过轴承6安装有为空心轴的内旋转轴11，内旋转轴11的一端设置有旋锻头；旋锻头由旋锻座、连接弹簧18、驱动模块19、锻打模块20和定位盖21构成, 旋锻座由保持块22和环形底板23构成，内旋转轴11的一端固装有环形底板23，环形底板23上均布有多个保持块22。

各保持块22的一端固装有定位盖21，设置定位盖21的目的在于：将锻打模块20和驱动模块19限定在旋锻头内部防止脱落事故的发生。

保持块22之间的通道内由内到外安装有锻打模块20和驱动模块19；锻打模块20的锻打端头为弧面或平面。当锻打模块20的锻打端头为平面时，该管柱旋锻机具备圆管锻打扁方、四方的功能。当锻打模块20的锻打端头为弧面时，该管柱旋锻机具备管柱变径加工的功能。

驱动模块19的横截面呈“T”形，驱动模块19的外端面呈弧形，驱动模块19的外端面与驱动器的滚柱29滚动连接，将驱动模块19的外端面设计成弧形的目的在于：以使驱动模块19的外端面保持平滑，使滚柱29与驱动模块19平稳接触，防止卡涩事故的发生。

保持块22圆周面上的设置有与驱动模块19对应的复位弹簧24，复位弹簧24与驱动模块19抵触连接。设置复位弹簧24的目的在于：以使驱动模块19与滚柱29脱离接触后，复位弹簧24会使驱动模块19迅速复位，从而达到各滚柱29转动时，不停挤压驱动模块19的目的。

锻打模块20和驱动模块19的一端端头通过连接弹簧18相互连接。连接弹簧18为“C”形弹簧，连接弹簧18的两端分别插入到锻打模块20和驱动模块19之中，从而即使锻打模块20和驱动模块19形成一个整体，又使锻打模块20和驱动模块19在连接弹簧18弹力的作用下始终与锲板15保持贴合连接。

锻打模块20和驱动模块19之间活动锲入有锲板15。各锲板15的下端面呈斜面。将锲板15如此设置的目的在于：当锲板15从锻打模块20和驱动模块19之间锲入越深时，锻打模块20、驱动模块19和锲板15形成的整体长度就越长，从而使驱动模块19受压时，驱动模块19带动锲板15和锻打模块20向中心移动的长度就越长。进而工作时即可通过调整锲板15锲入深度的方式，达到将加工零件加工成不同直径的目的。

内旋转轴11的另一端通过带轮A7和传动带A8与旋锻电机5相连接；旋锻电机5转动时通过传动带A8和带轮A7带动内旋转轴11转动。

内旋转轴11内通过花键套16滑动安装有传动轴12，通过花键套16安装传动轴12的目的在于：一是使传动轴12在轴向方向上能在内旋转轴11内顺畅的滑动；二是使内旋转轴11转动时能够通过花键套16带动传动轴12同步转动，从而使与内旋转轴11连接的旋锻头和与传动轴12连接的锲板15，转动时保持同步转动。

传动轴12的一端通过推力轴承17连接有驱动摆臂13，驱动摆臂13的下端与摆臂油缸14的活塞杆相连接；摆臂油缸14工作时可通过驱动摆臂13带动传动轴12在轴向方向上前后移动，进而达到通过摆臂油缸14调节锲板15锲入深度的目的。

传动轴12的另一端均匀铰接有多个锲板15，各锲板15锲入到旋锻头的锻打模块20和驱动模块19之间。

定位套3的外圈活动安装有驱动器；驱动器由外旋转轴25、端盖26、限位圈27、保持架28和滚柱29构成，定位套3外圈安装有外旋转轴25，外旋转轴25一端固装有端盖26，端盖26内固装有限位圈27和保持架28，保持架28内装有多个滚柱29，各滚柱29与驱动模块19滚动连接；外旋转轴25转动时，可通过限位圈27和保持架28带动各个滚柱29一起转动；当滚柱29随保持架28一起公转的过程中，滚柱29与驱动模块19接触时，滚柱29在摩擦力的作用下会产生自转，如此便确保了，滚柱29在自转的过程中，与驱动模块19接触，由此滚柱29的圆周面会产生均匀磨损，避免了单边磨损情况的发生，延长了滚柱29的使用寿命。

外旋转轴25另一端通过带轮B9和传动带B10与驱动电机4相连接。驱动电机4可通过传动带B10和带轮B9带动外旋转轴25转动。

送料装置和旋锻装置分别与控制器连接，控制器可控制送料装置和旋锻装置按程序运转。

该可加工内花键齿的管柱旋锻机，工作时首先通过空心油缸34和夹爪将加工零件的一端夹紧；随后启动旋锻装置的驱动电机4和旋锻电机5。驱动电机4通过传动带B10和带轮B9带动外旋转轴25转动，外旋转轴25转动时通过端盖26、限位圈27和保持架28带动各滚柱29公转。

旋锻电机5通过传动带A8和带轮A7带动内旋转轴11转动。内旋转轴11转动过程中带动旋锻头一起转动，并通过花键套16带动传动轴12和锲板15同步转动。在驱动电机4和旋锻电机5工作过程中，旋锻头的旋转方向与滚柱29的公转方向相反，如此设置时，相对与同向转动，该管柱旋锻机的锻打效率更高，工作效果更好。

在旋锻装置正常工作后，给进油缸32启动，给进油缸32推动滑台31缓慢向旋锻装置移动，滑台31在移动过程中通过夹爪带动加工零件一起移动。当加工零件的一端移动至各锻打模块20的内部时，摆臂油缸14拉动驱动摆臂13向内移动一定距离；驱动摆臂13推动传动轴12向前移动，从而使锲板15锲入到驱动模块19和锻打模块20的锲入深度加深，进而使驱动模块19受到挤压时，驱动模块19推动锲板15和锻打模块20移动的距离加长。

以上过程完成后，给进油缸32驱动加工零件以匀速向前移动，在这一过程中，公转的各滚柱29会不停的与转动中的驱动模块19的外端面滚动接触，滚柱29与驱动模块19接触时在摩擦力的作用下自身会产生自转，并挤压驱动模块19。驱动模块19受压后通过锲板15和锻打模块20向中心移动对加工零件的表面进行锻打后复位。在这一过程中由于旋锻头在不停的转动，因此会对加工零件的圆周面形成均匀锻打，进而将加工零件锻打至要求的直径；当加工零件移动到位后，关闭旋锻装置。而后给进油缸32带动加工零件复位后，将加工零件取下即可进行下个循环。

在以上过程中，可通过驱动摆臂13和传动轴12调节锲板15锲入到驱动模块19和锻打模块20的锲入深度，当锲板15的锲入的越深时，驱动模块19、锲板15和锻打模块20形成的整体长度就越长，锻打模块20锻打的深度就越深，锻打加工零件的直径就越小；因此在工作过程中通过调节锲板15的锲入深度，即可实现不同直径的加工和变径加工。此外由于锻打模块20是在不停的转动，在转动过程中对加工零件的圆周面进行均匀锻打，因此只要各锻打模块20的锻打头的形状一致且相互间不产生干涉，均可将加工零件的圆周面锻打成圆面，因此加工不同直径的加工零件，无需对锻打模块20进行更换即可满足加工要求。

当需要使用该管柱旋锻机将圆管加工成方管时，则需要安装上锻打端头为平面的锻打模块20，且在进行加工时，关闭旋锻电机5，由此当圆管形加工零件穿过锻打模块20的内部时，锻打模块20不产生转动，仅在同一方向上对圆管形加工零件进行锻打，即可达到圆管加工方管的加工目的。

当需要使用该管柱旋锻机同步对内花键齿进行加工时，仅需在加工零件夹装完毕后，启动芯轴油缸33，使芯轴油缸33带动芯轴35完全插入到加工零件的内部后，停止运动；而后该管柱旋锻机对加工零件圆周面进行锻打加工时，加工零件内壁会挤压芯轴35，由于芯轴35上设置花键齿或细齿，因此加工零件内壁挤压芯轴35时会在其内壁上加工出内花键齿，从而达到了同步加工加工零件内外圆的目的。

该可加工内花键齿的管柱旋锻机，结构合理，设计巧妙，具备了管柱变直径加工、内外圆同时成型，甚至圆管锻打扁方、四方等无屑加工的功能；解决了现有旋锻机存有的只能锻造等直径零件和无加工内花键齿的问题，满足了企业生产使用的需要。

Claims (4)

1.一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，它由机座（1）、控制器、送料装置、旋锻装置构成，机座（1）上对称状设置有送料装置和旋锻装置，送料装置和旋锻装置分别与控制器连接，所述的旋锻装置由旋锻器、装配座（2）、定位套（3）、驱动电机（4）、旋锻电机（5）和驱动器构成，装配座（2）内通过定位套（3）和轴承（6）安装有旋锻器，定位套（3）的外圈活动安装有驱动器；驱动器与旋锻器滚动连接，驱动器一端的装配座（2）上设置有旋锻电机（5）和驱动电机（4）；旋锻电机（5）通过带轮A（7）和传动带A（8）与旋锻器相连接，驱动电机（4）通过带轮B（9）和传动带B（10）与驱动器相连接；其特征在于：所述的旋锻器由内旋转轴（11）、旋锻头、传动轴（12）、驱动摆臂（13）、摆臂油缸（14）和锲板（15）构成，定位套（3）内通过轴承（6）安装有内旋转轴（11），内旋转轴（11）的一端设置有旋锻头，旋锻头由旋锻座、连接弹簧（18）、驱动模块（19）、锻打模块（20）和定位盖（21）构成, 旋锻座由保持块（22）和环形底板（23）构成，环形底板（23）上均布有多个保持块（22），各保持块（22）的一端固装有定位盖（21），保持块（22）之间的通道内由内到外安装有锻打模块（20）和驱动模块（19）；驱动模块（19）的横截面呈“T”形，驱动模块（19）的外端面呈弧形，保持块（22）圆周面上的设置有与驱动模块（19）对应的复位弹簧（24），复位弹簧（24）与驱动模块（19）抵触连接，锻打模块（20）的锻打端头为弧面或平面；锻打模块（20）和驱动模块（19）的一端端头通过连接弹簧（18）相互连接，锻打模块（20）和驱动模块（19）之间活动锲入有锲板（15）；内旋转轴（11）的另一端通过带轮A（7）和传动带A（8）与旋锻电机（5）相连接；内旋转轴（11）内通过花键套（16）滑动安装有传动轴（12），传动轴（12）的一端通过推力轴承（17）连接有驱动摆臂（13），驱动摆臂（13）的下端与摆臂油缸（14）的活塞杆相连接；传动轴（12）的另一端均匀铰接有多个锲板（15），各锲板（15）与旋锻头锲入连接；所述的驱动器由外旋转轴（25）、端盖（26）、限位圈（27）、保持架（28）和滚柱（29）构成，定位套（3）外圈安装有外旋转轴（25），外旋转轴（25）一端固装有端盖（26），端盖（26）内固装有限位圈（27）和保持架（28），保持架（28）内装有多个滚柱（29），各滚柱（29）与驱动模块（19）滚动连接；外旋转轴（25）另一端通过带轮B（9）和传动带B（10）与驱动电机（4）相连接；所述的送料装置由底座（30）、滑台（31）、给进油缸（32）、芯轴油缸（33）、空心油缸（34）、夹爪和芯轴（35）构成，底座（30）上通过滑轨滑动安装有滑台（31），滑台（31）一侧安装有给进油缸（32），给进油缸（32）的活塞杆与滑台（31）相连接，滑台（31）上通过空心油缸（34）安装有夹爪，空心油缸（34）一侧通过芯轴油缸（33）安装有芯轴（35），芯轴（35）的圆周面上设置有花键齿或细齿；芯轴（35）可穿过空心油缸（34）后延伸至夹爪内部。

2.根据权利要求1所述的一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，其特征在于：所述的内旋转轴（11）为空心轴，各锲板（15）的下端面呈斜面。

3.根据权利要求2所述的一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，其特征在于：所述的夹爪由装配筒（36）、爪头（37）、连杆（38）和夹紧板（39）构成，装配筒（36）的圆周面上通过销钉（40）均匀的安装有多个夹紧板（39），夹紧板（39）的一端固装有爪头（37），夹紧板（39）的另一端通过连杆（38）与空心油缸（34）的活塞杆连接。

4.根据权利要求3所述的一种可加工内花键齿的管柱旋锻机，其特征在于：所述的爪头（37）为弧形板。