CN107626801A - 一种多旋轮同步进给方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多旋轮同步进给方法及其装置；其采用单一齿圈驱动多套具有相同斜度斜面机构的方式实现。该多旋轮同步装置由罩体、底板、大齿圈、外齿轮、内齿轮、斜块、直线导轨副、滚珠丝杠副、伺服电机、旋轮等组成。旋压成形时，伺服电机通过外齿轮带动大齿圈转动，再通过内齿轮带动滚珠丝杆转动，最后通过斜面机构驱动旋轮移动。本装置能够准确地实现多旋轮的同步进给运动，并且简化了结构设计，降低了设备的制造周期和成本，同时能够灵活地配置两套或三套旋轮，提高了机床的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程学科中塑性加工设备领域，尤其涉及一种多旋轮同步进给方法及其装置。
背景技术
作为高精度、高强度筒形件的一种加工方法，流动旋压常被用在航空航天、军事装备、汽车配件等领域，它能够克服一般无缝管挤压成形零件的一些缺陷，如壁厚均匀性较差、圆度及直线度较差、甚至机械性能达不到要求等。流动旋压工艺一般采用两套或三套旋轮进行成形，而这些旋轮在成形过程中的进给运动往往需要同步进行。流动旋压属于强力旋压，旋轮受到的工作力较大，一般的肘杆式同步机构常不能满足力能要求，因此目前常用的同步方法多为液压同步或阿基米德螺旋线同步，但前者需要配备液压及控制系统，后者需要复杂的机械结构和极高的加工精度。因此都会在一定程度增加设备加工难度、制造周期及生产成本。而且，工程上的两旋轮机床和三旋轮机床分别为不同的专用机床，不能在一台机床上实现两种配置，机床适用性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种多旋轮同步进给方法及其装置。不仅可以有效地实现多旋轮的同步进给，还可以简化结构设计、降低设备成本、提高位置控制精度、灵活配置旋轮个数。
本发明通过下述技术方案实现：
一种多旋轮同步进给装置，包括底板3、罩体4、伺服电机11；底板3通过螺钉及销钉与罩体4同轴连接；伺服电机11固定在罩体4下端外侧；
底板3上设置有主动斜块7和被动斜块2；
被动斜块2的下端通过轴承安装旋轮1；
主动斜块7套装在一竖向安装的滚珠丝杆5上，两者螺纹配合；该滚珠丝杆5的下端通过一对圆锥滚子轴承固定在底板3上，上端通过一个向心球轴承连接在罩体4上，滚珠丝杆5下端的丝杆螺母6固定在主动斜块7的下端孔中；
主动斜块7外侧的长直边通过垂直直线导轨副8与罩体4的内壁连接，其斜边通过斜边直线导轨副9与被动斜块2的斜边滑动接触配合，被动斜块2上侧的直边通过水平直线导轨副10与罩体4的上端连接；
大齿圈12通过一个台阶同轴悬挂在底板3上；外齿轮13、内齿轮14分别固定在伺服电机11的轴上和滚珠丝杆5的端部；该大齿圈12的外侧及外侧，分别与外齿轮13、内齿轮14轮齿接触并啮合。
滚珠丝杆5驱动主动斜块7向上直线运动时，斜边直线导轨副9推动被动斜块2向内平移，并带动旋轮1跟随其同步移动。
当主动斜块7和被动斜块2的数量分别为两件时，即构成了两套旋轮；他们之间的斜边均通过各自的斜边直线导轨副接触配合；每套旋轮下端均安装有旋轮1；
若采用两套旋轮时，为使主动斜块7和被动斜块2斜面结构的一致性，在加工过程中，先作为一件进行整体加工，待斜面加工完毕之后，再进行分割。
若配置两套旋轮，则在底板3左侧槽A、右侧槽B的位置对称安装被动斜块2和旋轮1；若配置三套旋轮，则在左侧槽A、右上侧槽C、右下侧槽D的位置相互成120°安装被动斜块2和旋轮1。
所述主动斜块7和被动斜块2相对的斜面夹角为65°～75°。
所述主动斜块7为直角梯形，其上边短，下边长；被动斜块2为主动斜块7的倒置。
一种多旋轮同步进给装置的进给方法，包括如下步骤：
旋压加工作业时，固定在伺服电机轴上的外齿轮13驱动大齿圈12外侧驱动大齿圈12转动，大齿圈12的内侧轮齿带动固定在滚珠丝杆5下轴端上的内齿轮14转动，滚珠丝杆5推动主动斜块7直线上下移动，在主动斜块7斜面的作用下，将主动斜块7的垂直运动力转换为推动被动斜块2左右平移的力，进而带动旋轮1跟随被动斜块2在行程范围内左右同步移动。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明在旋压作业时，固定在伺服电机轴上的外齿轮通过驱动大齿轮的外侧带动大齿圈转动，大齿圈的内侧轮齿带动固定在滚珠丝杆下端轴上的内齿轮转动，进而通过主动斜块带动被动斜块和旋轮移动。由于在罩体内还可以安装两套或三套斜面驱动机构(包括被动斜块2、主动斜块7、内齿轮以及与被动斜块2和主动斜块7接触的其他附件)，因此这些斜面驱动机构和旋轮可以实现准确的同步移动。
本发明能够准确地实现多旋轮的同步进给运动，并且简化了结构设计，可以降低设备的制造周期和成本。
本发明除了能够采用一套旋轮作业，而且能够灵活地配置两套或三套旋轮，大大提高了机床的适用性。
附图说明
图1为本发明多旋轮同步进给装置结构示意图。
图2是图1中的底板结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1、2所示。本发明公开了一种多旋轮同步进给装置，包括底板3、罩体4、伺服电机11；底板3通过螺钉及销钉与罩体4同轴连接；伺服电机11固定在罩体4下端外侧；
底板3上设置有主动斜块7和被动斜块2；
被动斜块2的下端通过轴承安装旋轮1；
主动斜块7套装在一竖向安装的滚珠丝杆5上，两者螺纹配合；该滚珠丝杆5的下端通过一对圆锥滚子轴承固定在底板3上，上端通过一个向心球轴承连接在罩体4上，滚珠丝杆5上下端的丝杆螺母6固定在主动斜块7的下端孔中；
主动斜块7外侧的长直边通过垂直直线导轨副8与罩体4的内壁连接，其斜边通过斜边直线导轨副9与被动斜块2的斜边滑动接触配合，被动斜块2上侧的直边通过水平直线导轨副10与罩体4的上端连接；
大齿圈12通过一个台阶同轴悬挂在底板3上；外齿轮13、内齿轮14分别固定在伺服电机11的轴上和滚珠丝杆5的端部；该大齿圈12的外侧及外侧，分别与外齿轮13、内齿轮14轮齿接触并啮合。
滚珠丝杆5驱动主动斜块7向上直线运动时，斜边直线导轨副9推动被动斜块2向内平移，并带动旋轮1跟随其同步移动。
当主动斜块7和被动斜块2的数量分别为两件时，即构成了两套旋轮；他们之间的斜边均通过各自的斜边直线导轨副接触配合；每套旋轮下端均安装有旋轮1；
若采用两套旋轮时，为使主动斜块7和被动斜块2斜面结构的一致性，在加工过程中，先作为一件进行整体加工，待斜面加工完毕之后，再进行分割。
若配置两套旋轮，则在底板3左侧槽A、右侧槽B的位置对称安装被动斜块2和旋轮1；若配置三套旋轮，则在左侧槽A、右上侧槽C、右下侧槽D的位置相互成120°安装被动斜块2和旋轮1。
所述主动斜块7和被动斜块2相对的斜面夹角为65°～75°；当然具体角度可根据实际应用而定。
所述主动斜块7为直角梯形，其上边短，下边长；被动斜块2为主动斜块7的倒置。
一种多旋轮同步进给装置的进给方法，包括如下步骤：
旋压加工作业时，固定在伺服电机轴上的外齿轮13驱动大齿圈12外侧驱动大齿圈12转动，大齿圈12的内侧轮齿带动固定在滚珠丝杆5下轴端上的内齿轮14转动，滚珠丝杆5推动主动斜块7直线上下移动，在主动斜块7斜面的作用下，将主动斜块7的垂直运动力转换为推动被动斜块2左右平移的力，进而带动旋轮1跟随被动斜块2在行程范围内左右同步移动。
如上所说。在加工主动斜块7和被动斜块2时，可以将先将二者合成一个零件，待斜面加工好之后再分割成两件或者三件以及四件或者六件等，这样便可以保证主动斜块7和被动斜块2的斜面的斜度均匀一致，在同一个大齿轮的带动下，多套旋轮便可以实现准确地同步进给。当然，旋轮套数的多少，这需要结合大齿圈的直径大小以及机床的具体情况和应用、工件的旋压要求而定。
本发明能够准确地实现多旋轮的同步进给运动，并且简化了结构设计，降低了设备的制造周期和成本，同时能够灵活地配置两套或三套旋轮，提高了机床的适用性。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多旋轮同步进给装置，包括底板(3)、罩体(4)、伺服电机(11)；底板(3)通过螺钉及销钉与罩体(4)同轴连接；其特征在于：
伺服电机(11)固定在罩体(4)下端外侧；
底板(3)上设置有主动斜块(7)和被动斜块(2)；
被动斜块(2)的下端通过轴承安装旋轮(1)；
主动斜块(7)套装在一竖向安装的滚珠丝杆(5)上，两者螺纹配合；该滚珠丝杆(5)的下端通过一对圆锥滚子轴承固定在底板(3)上，上端通过一个向心球轴承连接在罩体(4)上，滚珠丝杆(5)下端的丝杆螺母6固定在主动斜块(7)的下端孔中；
主动斜块(7)外侧的长直边通过垂直直线导轨副(8)与罩体(4)的内壁连接，其斜边通过斜边直线导轨副(9)与被动斜块(2)的斜边滑动接触配合，被动斜块(2)上侧的直边通过水平直线导轨副(10)与罩体(4)的上端连接；
大齿圈(12)通过一个台阶同轴悬挂在底板(3)上；外齿轮(13)、内齿轮(14)分别固定在伺服电机(11)的轴上和滚珠丝杆(5)的端部；该大齿圈(12)的外侧及外侧，分别与外齿轮(13)、内齿轮(14)的轮齿接触并啮合；
滚珠丝杆(5)驱动主动斜块(7)向上直线运动时，斜边直线导轨副(9)推动被动斜块(2)向内平移，并带动旋轮(1)跟随其同步移动。
2.根据权利要求1所述多旋轮同步进给装置，其特征在于，当主动斜块(7)和被动斜块(2)的数量分别为两件时，即构成了两套旋轮；他们之间的斜边均通过各自的斜边直线导轨副接触配合；每套旋轮下端均安装有旋轮(1)；
若采用两套旋轮时，为使主动斜块(7)和被动斜块(2)斜面结构的一致性，在加工过程中，先作为一件进行整体加工，待斜面加工完毕之后，再进行分割。
3.根据权利要求2所述多旋轮同步进给装置，其特征在于：若配置两套旋轮，则在底板(3)左侧槽A、右侧槽B的位置对称安装被动斜块(2)和旋轮(1)；若配置三套旋轮，则在左侧槽A、右上侧槽C、右下侧槽D的位置相互成120°安装被动斜块(2)和旋轮(1)。
4.根据权利要求2所述多旋轮同步进给装置，其特征在于：所述主动斜块(7)和被动斜块(2)相对的斜面夹角为65°～75°。
5.根据权利要求3所述多旋轮同步进给装置，其特征在于：所述主动斜块(7)为直角梯形，其上边短，下边长；被动斜块(2)为主动斜块(7)的倒置。
6.权利要去1至5中任一项所述多旋轮同步进给装置的进给方法，其特征在于包括如下步骤：
旋压加工作业时，固定在伺服电机轴上的外齿轮(13)驱动大齿圈(12)外侧驱动大齿圈(12)转动，大齿圈(12)的内侧轮齿带动固定在滚珠丝杆(5)下轴端上的内齿轮(14)转动，滚珠丝杆(5)推动主动斜块(7)直线上下移动，在主动斜块(7)斜面的作用下，将主动斜块(7)的垂直运动力转换为推动被动斜块(2)左右平移的力，进而带动旋轮(1)跟随被动斜块(2)在行程范围内左右同步移动。
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