CN109794536A - 一种旋压旋轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种旋压旋轮机构，包括旋轮头机构、旋轮径向进给结构、旋轮臂、旋臂座、轴向进给结构，旋轮头机构由三组周向均匀分布的旋轮组件、旋轮头主体和楔铁组成，每组旋轮组件包括支撑滚动体、旋轮、连杆和连杆轴。本发明利用楔铁和旋轮组件配合，将可精确数控的轴、径向运动转化旋轮头径向运动，实现了旋轮径向进给的可精确数控，从而实现了旋轮在狭小空间中精确的轴、径向运动转化，满足了旋轮径向进给量的精确控制。

Description

一种旋压旋轮机构

技术领域

本发明涉及一种旋压旋轮机构，属于内旋压成形技术领域。

背景技术

三旋轮强力外旋压是目前最主要的筒形件外旋压方法，有着旋压吨位大，三旋轮可自动对心，旋压精度高等特点，被广泛应用于厚壁难成形材料的外旋压成型，但其旋轮机构结构复杂、庞大，无法应用于模环旋压这种旋轮须在毛坯内部狭小空间工作的工艺中。

内旋压技术是一种较新的旋压技术，采用内旋压技术可生产带有内环向加强筋的筒形回转体零件，具有产品精度高、成品率高、生产效率高等特点，具有一定的先进性。现有的内旋压设备如图1(其中旋压机床身01、芯模02、旋轮03、工件04、平衡轮机构05、螺钉06、压料环07、旋轮臂08、侧向滑架09)所示，采用侧向L型悬臂式单旋轮内旋压机构，旋轮03的轴、径向进给均通过侧向滑架09带动固连在其上的L型旋轮臂08在电机驱动下整体轴、径向移动实现，旋轮臂过长，单轮旋压刚性极低，无法实现自动对心旋压，并且旋压力较小，无法进行厚壁难成形材料的旋压加工，无法满足高精产品的加工。

专利201320851050.1一种强力对轮旋压成形的装置提供了一种内旋压旋轮结构，无法实现三旋轮自动对心，无法满足内旋压三旋轮压下量高度一致的需求；同时，该专利采用楔面T型槽作为支撑面，滑动配合存在间隙、定位精度较差，且长期使用易磨损，无法保证定位精度，对于旋压精度更高的内旋压来说无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种受力平衡、自动对心、有良好的刚性、退让小、能承受大的轴向、径向力的旋压旋轮机构。

本发明的技术解决方案：一种旋压旋轮机构，包括旋轮头机构、旋轮径向进给结构、旋轮臂、旋臂座、轴向进给结构，旋轮头机构由旋轮头主体、楔铁和三组周向均匀分布的旋轮组件组成，每组旋轮组件包括支撑滚动体、旋轮、连杆和连杆轴，旋轮臂为空心结构，后端与旋臂座固连、前端与旋轮头主体固连，旋轮径向进给结构安装在旋轮臂内腔中，楔铁为截面为三角楔形结构，连杆的一端与支撑滚动体连接、另一端通过连杆轴连接在旋轮头主体上，旋轮安装在连杆中部，支撑滚动体压在楔铁的斜面上，楔铁后端与旋轮径向进给结构连接，旋臂座安装在旋压机床的导轨上，与轴向进给结构连接。

所述的楔铁截面为正三角形，三个顶点倒圆。

所述的旋轮头机构中相邻连杆之间弹簧连接。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用了特殊的120°对称三旋轮结构，在旋臂长度达到2m、强力旋压力达到十余吨的情况下，旋轮头机构能自动对心并获得平衡的受力，大幅提高了旋压系统刚度；

(2)本发明总体设计上采用内置径向驱动系统的集束式悬臂结构，解决了旋轮机构功能部件多，工作空间狭小的问题；

(3)本发明利用楔铁和旋轮组件配合，将可精确数控的轴、径向运动转化旋轮头径向运动，实现了旋轮径向进给的可精确数控，从而实现了旋轮在狭小空间中精确的轴、径向运动转化，满足了旋轮径向进给量的精确控制；

(4)本发明采用旋轮座作为旋轮头机构和旋轮臂整体轴向运动载体，可实现数字化精确控制的轴向进给运动，实现了旋轮轴向、径向进给功能在同一机构上的集成，为内旋压工艺中实现轴向进给提供了保证；

(5)本发明为内旋压工艺可采用牵引机构提供运动空间，实现了内旋压牵引机构和旋轮机构共轴线且相互独立运动，为实现内旋压工艺提供了保证。

附图说明

图1为现有技术内旋压机构示意图；

图2为本发明旋压旋轮机构结构示意图；

图3为本发明旋轮头结构示意图；

图4为本发明楔铁和旋轮组件配合示意图。

具体实施方式

以下结合具体实例和附图对本发明进行详细说明。

本发明如图2所示，包括旋轮头机构1、旋轮径向进给丝杠2、旋轮径向进给驱动电机3、旋轮臂4、旋臂座5、轴向进给丝杠6、进给箱7和轴向进给驱动电机8，进给箱7固定在旋压机床9尾端，其内部安装有轴向进给驱动电机8，其中心线与机床主轴中心线重合；旋臂座5安装在旋压机床9的导轨上，其中心线与机床主轴中心线重合，通过轴向进给丝杠6与进给箱7相连，可由数控编程驱动轴向进给丝杠6使旋臂座5作速度、位置精确控制的轴向进给运动；旋轮臂4通过螺钉固定在旋臂座5上，其中心线与机床主轴中心线重合，其分成若干段，采用螺栓连接，其内部中空，用于安放旋轮径向进给驱动电机3，并可在分段处拆卸维护；旋轮径向进给驱动电机3固定在旋轮臂4内腔靠近旋轮头机构1一端；旋轮径向进给丝杠2一端与旋轮头机构1固连，另一端通过旋轮径向进给驱动电机3安装在旋轮臂4内腔，可由数控编程驱动旋轮径向进给丝杠2运动。

旋轮头机构1如图3所示，由三组周向均匀分布的旋轮组件、旋轮头主体15和楔铁10组成，每组旋轮组件包括支撑滚动体11、旋轮12、连杆13和连杆轴14，旋轮头主体15通过螺钉与旋轮臂4固连，旋轮12通过连杆13和连杆轴14连接在旋轮头主体15上，相邻连杆13之间连有弹簧，其作用是使旋轮在自然状态时保持缩紧；旋轮径向进给丝杠2与楔铁10一端连接。

连杆13为三连杆结构，用来连接支撑滚动体11和旋轮头主体15，将楔铁10的轴向运动传递给旋轮12。

楔铁10如图4所示，截面为正三角形的三角楔形结构，三个顶点倒圆，有效防止相邻支撑滚动体11之间的运动干涉，楔铁10放置在旋轮头主体15的内部、三个连杆之间，通过旋轮径向进给丝杠2与放置在旋臂内部的伺服电机相连接，伺服电机驱动丝杠转动，进而带动楔铁10轴向运动；而楔铁10做轴向运动时，3个斜面与连杆13前端连接的支撑滚动体11接触实现旋轮12的径向运动，楔铁10的轴向运动量与旋轮12的径向进给量之间可经过数学计算，成一定的比例关系，并反映在数控程序控制中，实现了旋轮12径向进给可数控编程控制。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (5)

1.一种旋压旋轮机构，其特征在于：包括旋轮头机构(1)、旋轮径向进给结构、旋轮臂(4)、旋臂座(5)和轴向进给结构，旋轮头机构(1)由旋轮头主体(15)、楔铁(10)和三组周向均匀分布的旋轮组件组成，旋轮臂(4)为空心结构，后端与旋臂座(5)固连、前端与旋轮头主体(15)固连，旋轮径向进给结构安装在旋轮臂(4)内腔中，楔铁(10)后端与旋轮径向进给结构连接，旋臂座(5)与轴向进给结构连接；

所述的旋轮组件每组包括支撑滚动体(11)、旋轮(12)、连杆(13)和连杆轴(14)，楔铁(10)为截面为三角楔形结构，连杆(13)的一端与支撑滚动体(11)连接、另一端通过连杆轴(14)连接在旋轮头主体(15)上，旋轮(12)安装在连杆(13)中部，支撑滚动体(11)压在楔铁(10)的斜面上，将楔铁(10)的轴向运动转换为旋轮(12)的径向运动。

2.根据权利要求1所述的一种旋压旋轮机构，其特征在于：所述的所述的楔铁(10)截面为正三角形，三个顶点倒圆。

3.根据权利要求1所述的一种旋压旋轮机构，其特征在于：所述的旋轮头机构(1)中相邻连杆(13)之间弹簧连接。

4.根据权利要求1所述的一种旋压旋轮机构，其特征在于：所述的旋轮径向进给结构包括旋轮径向进给丝杠(2)和旋轮径向进给驱动电机(3)。

5.根据权利要求1所述的一种旋压旋轮机构，其特征在于：所述的轴向进给结构包括轴向进给丝杠(6)和轴向进给驱动电机(8)。