CN114433769B - 一种轻量化电机轴成型设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化电机轴成型设备及方法，包括工作台和电机，所述工作台的中心位置固定连接有支撑座，所述支撑座上固定连接有圆柱型且横置的旋锻座，所述旋锻座的一侧同心开设有圆柱型的工作槽，所述工作槽的槽壁上同心开设有截面为T型的环形槽，所述环形槽内滑动连接有截面为T型的连接滑环。本发明利用圆弧槽对销柱的挤压推动下使得所有夹槽内夹块同时朝轴心方向移动，将管料和芯棒夹持固定并保持管料与锻造口同轴，保证管料的管料的加工质量，旋转锻造和送料给进由同一电机驱动同步进行，同步协调性更好，进一步提升了电机轴的加工效果，同时可根据需要快速调节冲击锻造频率，使得设备的使用范围更广。

Description

一种轻量化电机轴成型设备及方法

技术领域

本发明涉及轴类零件加工技术领域，尤其涉及一种轻量化电机轴成型设备及方法。

背景技术

轴是电机中的一个重要零件，作为电机与设备之间机电能量转换的纽带，支承转动零部件、传递力矩和确定转动零部件对定子的相对位置，因此，电机轴必须具有可靠的强度和刚度，确保预设定设计功能的实现。

对于一些大型电机来说，为提供大的力矩，电机轴的直径将随之增大，也相应增加了轴的重量，这些重量的增加对其传递动力以及自转产生较大的不利影响，为减少轴的整体质量，现有生产加工大多采用轴钻中孔的方式，这种方式浪费了较多的材料，降低了材料的利用率，还需要花费大量的钻孔时间，增加电机轴的生产成本，为此，我们提出了一种轻量化电机轴成型设备及方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种轻量化电机轴成型设备及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种轻量化电机轴成型设备，包括工作台和电机，所述工作台的中心位置固定连接有支撑座，所述支撑座上固定连接有圆柱型且横置的旋锻座，所述旋锻座的一侧同心开设有圆柱型的工作槽，所述工作槽的槽壁上同心开设有截面为T型的环形槽，所述环形槽内滑动连接有截面为T型的连接滑环，所述连接滑环的外侧固定连接有旋锻心轴，所述工作台靠近旋锻心轴的一侧开设有凹槽，所述电机通过螺栓固定在凹槽内，所述电机的输出轴同轴固定连接有齿轮，所述旋锻心轴靠近电机的一端同轴固定连接有环形齿条，所述环形齿条与齿轮相互啮合；

所述旋锻心轴的中心位置开设有锻造口，所述旋锻座远离旋锻心轴的一侧中心位置开设有通口与工作槽连通，所述旋锻心轴围绕锻造口以环形阵列的方式开设有四个锻造滑槽，四根所述锻造滑槽均与锻造口连通，每个所述锻造滑槽靠近锻造口的一端滑动连接有锤头，所述锤头远离锻造口的一端固定连接有压头，所述锤头与压头之间设置有缓冲垫；

所述旋锻座远离电机的一侧围绕通口以环形阵列的方式开设有多个滚柱槽，每个所述滚柱槽均与工作槽连通，每个所述滚柱槽内转动连接有滚柱，每个所述滚柱位于滚柱槽外一端固定连接有把手，每个所述滚柱靠近把手的一端开设有环形卡槽，所述旋锻座的外环面与每个滚柱槽之间贯穿滑动连接有一根限位杆，每根所述限位杆远离滚柱槽的一端固定连接有控制球，每根所述限位杆上套设有一根与旋锻座和控制球相连接的弹簧；

每个所述滚柱远离把手的一端开设有弧形口，所述弧形口的弧径与工作槽的半径相同，每个所述滚柱位于弧形口与环形卡槽的中间位置开设有限位槽。

在上述的一种轻量化电机轴成型设备中，所述工作台远离凹槽的一侧开设有移动槽，所述移动槽的两侧槽壁转动连接有一根螺纹轴，所述移动槽内滑动连接有移动块，所述移动块与螺纹轴通过螺纹连接，所述移动块的上端面固定连接有固定柱，所述工作台位于凹槽与移动槽之间埋设有变速箱，所述电机的输出轴和螺纹轴的相邻的一端均与变速箱相连接。

在上述的一种轻量化电机轴成型设备中，所述固定柱的上端固定连接有固定盘，所述固定盘的两侧均同轴开设有环形的转动槽，所述固定盘两侧的转动槽分别转动连接有第一转动盘和第二转动盘，所述固定盘、第一转动盘和第二转动盘的同轴位置均开设有夹持口，所述夹持口与旋锻座的通口和旋锻心轴的锻造口处于同一轴线上。

在上述的一种轻量化电机轴成型设备中，所述固定盘的两侧转动面围绕夹持口等间距开设有多个夹槽，每个所述夹槽内滑动连接有夹块，每个所述夹块上固定连接有销柱，所述第一转动盘和第二转动盘围绕夹持口等间距开设有多个圆弧槽，每个所述销柱与对应的圆弧槽滑动连接，所述固定盘的外环面上垂直固定有固定板，所述第一转动盘和第二转动盘的外环面均垂直固定有固定杆，所述固定板上通过螺纹连接有两根螺纹杆，两根所述螺纹杆的一端均固定有拉绳，拉绳分别与两根固定杆的上端相连接，每根所述螺纹杆远离拉绳的一端同轴固定有调节钮。

本发明还公开了一种使用一种轻量化电机轴成型设备制备电机轴的方法，包括以下步骤：

S1：备料，按照工艺要求选择管料的材质和长度，并准备加工所需的旋锻用锤头和芯棒；

S2：装夹，管料安装至第一转动盘的夹持口内，将芯棒夹持在第二转动盘的夹持口内，更换锻造滑槽内的锤头；

S3：旋锻，在程序的控制下，使得旋锻心轴转动对持续给进的管料进行旋转锻造；

S4：加工，旋锻完成后，对管件上的花键位置及轴承端进行加工和精修。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明设有固定盘、第一转动盘和第二转动盘等结构，利用圆弧槽对销柱的挤压推动下使得所有夹槽内夹块同时朝轴心方向移动，将管料和芯棒夹持固定并保持管料与锻造口同轴，保证管料的管料的加工质量；

2、本发明由电机提供动力带动旋锻心轴高度转动，在滚柱与压头的配合下推动锤头朝锻造口方向运动，通过连续不断的打击使管料产生压缩变形，而旋转锻造和送料给进由同一电机驱动同步进行，同步协调性更好，进一步提升了电机轴的加工质量；

3、本发明当需要降低冲击锻造频率时，可向外拉动控制球解除对滚柱的移动限制，之后拉动把手将滚柱上的弧形口移至压头的转动路径上，通过减少可接触滚柱数量，增加可接触滚柱之间的距离从而改变冲击锻造频率，整个调节过程简单快捷，使得设备能够适用的范围更广。

附图说明

图1为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备的结构剖视图；

图3为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备另一角度的结构剖视图；

图4为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备中旋锻座部分的结构剖视图；

图5为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备中旋锻座部分的结构正面示意图；

图6为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备中滚柱部分的结构示意图；

图7为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备中固定盘部分的结构示意图；

图8为本发明提出的一种轻量化电机轴成型设备中固定盘内部的结构示意图。

图中：1工作台、2支撑座、3旋锻座、4凹槽、5电机、6工作槽、7环形槽、8连接滑环、9旋锻心轴、10锻造口、11锻造滑槽、12锤头、13压头、14滚柱槽、15滚柱、151弧形口、16把手、17环形卡槽、18限位槽、19限位杆、20控制球、21弹簧、22环形齿条、23齿轮、24移动槽、25螺纹轴、26移动块、27变速箱、28固定柱、29固定盘、30夹持口、31第一转动盘、32第二转动盘、33转动槽、34夹槽、35夹块、36销柱、37圆弧槽、38固定板、39螺纹杆、40固定杆、41拉绳、42调节钮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-8，一种轻量化电机轴成型设备，包括工作台1和电机5，工作台1的中心位置固定连接有支撑座2，支撑座2上固定连接有圆柱型且横置的旋锻座3，旋锻座3的一侧同心开设有圆柱型的工作槽6，工作槽6的槽壁上同心开设有截面为T型的环形槽7，环形槽7内滑动连接有截面为T型的连接滑环8，连接滑环8的外侧固定连接有旋锻心轴9，工作台1靠近旋锻心轴9的一侧开设有凹槽4，电机5通过螺栓固定在凹槽4内，电机5的输出轴同轴固定连接有齿轮23，旋锻心轴9靠近电机5的一端同轴固定连接有环形齿条22，环形齿条22与齿轮23相互啮合。

旋锻心轴9的中心位置开设有锻造口10，旋锻座3远离旋锻心轴9的一侧中心位置开设有通口与工作槽6连通，旋锻心轴9围绕锻造口10以环形阵列的方式开设有四个锻造滑槽11，四根锻造滑槽11均与锻造口10连通，每个锻造滑槽11靠近锻造口10的一端滑动连接有锤头12，锤头12远离锻造口10的一端固定连接有压头13，锤头12与压头13之间设置有缓冲垫，锤头12可进行更换，缓冲垫用于保护锤头12与压头13的连接端口。

旋锻座3远离电机5的一侧围绕通口以环形阵列的方式开设有多个滚柱槽14，每个滚柱槽14均与工作槽6连通，每个滚柱槽14内转动连接有滚柱15，每个滚柱15位于滚柱槽14外一端固定连接有把手16，每个滚柱15靠近把手16的一端开设有环形卡槽17，旋锻座3的外环面与每个滚柱槽14之间贯穿滑动连接有一根限位杆19，每根限位杆19远离滚柱槽14的一端固定连接有控制球20，每根限位杆19上套设有一根与旋锻座3和控制球20相连接的弹簧21，每个滚柱15远离把手16的一端开设有弧形口151，弧形口151的弧径与工作槽6的半径相同，每个滚柱位于弧形口151与环形卡槽17的中间位置开设有限位槽18。

工作台1远离凹槽4的一侧开设有移动槽24，移动槽24的两侧槽壁转动连接有一根螺纹轴25，移动槽24内滑动连接有移动块26，移动块26与螺纹轴25通过螺纹连接，移动块26的上端面固定连接有固定柱28，工作台1位于凹槽4与移动槽24之间埋设有变速箱27，变速箱27起到减速、变向的作用，电机5的输出轴和螺纹轴25的相邻的一端均与变速箱27相连接，固定柱28的上端固定连接有固定盘29，固定盘29的两侧均同轴开设有环形的转动槽33，固定盘29两侧的转动槽33分别转动连接有第一转动盘31和第二转动盘32，固定盘29、第一转动盘31和第二转动盘32的同轴位置均开设有夹持口30，夹持口30与旋锻座3的通口和旋锻心轴9的锻造口10处于同一轴线上，第一转动盘31靠近旋锻座3一侧用于夹持管料。

固定盘29的两侧转动面围绕夹持口30等间距开设有多个夹槽34，每个夹槽34内滑动连接有夹块35，每个夹块35上固定连接有销柱36，第一转动盘31和第二转动盘32围绕夹持口等间距开设有多个圆弧槽37，每个销柱36与对应的圆弧槽37滑动连接，固定盘29的外环面上垂直固定有固定板38，第一转动盘31和第二转动盘32的外环面均垂直固定有固定杆40，固定板38上通过螺纹连接有两根螺纹杆39，两根螺纹杆39的一端均固定有拉绳41，拉绳41分别与两根固定杆40的上端相连接，每根螺纹杆39远离拉绳41的一端同轴固定有调节钮42。

本发明在使用时，将锻造滑槽11内的锤头12更换后，将待加工管料的一端伸入从通口一端伸入旋锻心轴9的锻造口10内，而另一端深入第一转动盘31的夹持口30内，此时拧动靠近第一转动盘31的调节钮42带动螺纹杆39转动，通过拉绳41拉动固定杆40与固定板38靠近，使得第一转动盘31夹持口30发生旋转，在第一转动盘31上的圆弧槽37对销柱36的挤压推动下，靠近第一转动盘31一侧所有夹槽34内夹块35同时朝轴心方向移动，多个夹块35将管料夹持固定并保持管料与锻造口10同轴，保证管料的旋锻质量，之后将芯棒插设在管料内，并将芯棒另一端放置在第二转动盘32的夹持口30处，重复上述步骤，使得多个夹块35对芯棒进行夹持固定，提升加工的稳定性。

装夹完成后开启电机5带动齿轮23转动，通过齿轮23与环形齿条22的啮合传动带动旋锻心轴9高速转动，旋锻心轴9上的锤头12和压头13在离心力的作用下，沿着锻造滑槽11向外滑动，当旋锻心轴9上的压头13旋转到与滚柱15相接触的位置时，便迫使压头13推动锤头12朝锻造口方向运动，对管料进行冲击，通过连续不断的打击使管料产生压缩变形，于此同时，电机5的输出轴将作用于变速箱27带动螺纹轴25低速转动，转动的螺纹轴25将带动移动块26在移动槽24内缓慢移动，推动固定盘29上夹持的管料和芯棒持续向旋锻座3方向给进，由于同一台电机5提供动力，使得旋转锻造和送料给进同步进行，同步协调性更好，进一步提升电机轴的加工质量。

当对不同的材质的管料进行加工，需要降低冲击锻造频率时，可向外拉动控制球20，使得限位杆19离开环形卡槽17解除对滚柱15的移动限制，之后拉动把手16将滚柱15朝外拉出并调节角度，使得滚柱15上的限位槽18与限位杆19对应，释放控制球20在弹簧21的作用下限位杆19插入限位槽18内完成对滚柱15的位置固定，此时滚柱15上的弧形口151位于压头13的转动路径上，而弧形口151与工作槽6的槽壁重合，通过减少可接触滚柱15数量，增加可接触滚柱15之间的距离从而改变冲击锻造频率，整个调节过程简单快捷，使得设备能够适用的范围更广。

一种使用一种轻量化电机轴成型设备制备电机轴的方法包括以下步骤：

S1：备料，按照工艺要求选择管料的材质和长度，并准备加工所需的旋锻用锤头12和芯棒；

S2：装夹，管料安装至第一转动盘31的夹持口30内，将芯棒夹持在第二转动盘32的夹持口30内，更换锻造滑槽11内的锤头12；

S3：旋锻，在程序的控制下，使得旋锻心轴9转动对持续给进的管料进行旋转锻造；

S4：加工，旋锻完成后，对管件上的花键位置及轴承端进行加工和精修

以上所述，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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轻量化电机轴成型设备，包括工作台（1）和电机（5），其特征在于，所述工作台（1）的中心位置固定连接有支撑座（2），所述支撑座（2）上固定连接有圆柱型且横置的旋锻座（3），所述旋锻座（3）的一侧同心开设有圆柱型的工作槽（6），所述工作槽（6）的槽壁上同心开设有截面为T型的环形槽（7），所述环形槽（7）内滑动连接有截面为T型的连接滑环（8），所述连接滑环（8）的外侧固定连接有旋锻心轴（9），所述工作台（1）靠近旋锻心轴（9）的一侧开设有凹槽（4），所述电机（5）通过螺栓固定在凹槽（4）内，所述电机（5）的输出轴同轴固定连接有齿轮（23），所述旋锻心轴（9）靠近电机（5）的一端同轴固定连接有环形齿条（22），所述环形齿条（22）与齿轮（23）相互啮合；

所述旋锻心轴（9）的中心位置开设有锻造口（10），所述旋锻座（3）远离旋锻心轴（9）的一侧中心位置开设有通口与工作槽（6）连通，所述旋锻心轴（9）围绕锻造口（10）以环形阵列的方式开设有四个锻造滑槽（11），四根所述锻造滑槽（11）均与锻造口（10）连通，每个所述锻造滑槽（11）靠近锻造口（10）的一端滑动连接有锤头（12），所述锤头（12）远离锻造口（10）的一端固定连接有压头（13），所述锤头（12）与压头（13）之间设置有缓冲垫；

所述旋锻座（3）远离电机（5）的一侧围绕通口以环形阵列的方式开设有多个滚柱槽（14），每个所述滚柱槽（14）均与工作槽（6）连通，每个所述滚柱槽（14）内转动连接有滚柱（15），每个所述滚柱（15）位于滚柱槽（14）外一端固定连接有把手（16），每个所述滚柱（15）靠近把手（16）的一端开设有环形卡槽（17），所述旋锻座（3）的外环面与每个滚柱槽（14）之间贯穿滑动连接有一根限位杆（19），每根所述限位杆（19）远离滚柱槽（14）的一端固定连接有控制球（20），每根所述限位杆（19）上套设有一根与旋锻座（3）和控制球（20）相连接的弹簧（21）；

每个所述滚柱（15）远离把手（16）的一端开设有弧形口（151），所述弧形口（151）的弧径与工作槽（6）的半径相同，每个所述滚柱位于弧形口（151）与环形卡槽（17）的中间位置开设有限位槽（18）。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化电机轴成型设备，其特征在于，所述工作台（1）远离凹槽（4）的一侧开设有移动槽（24），所述移动槽（24）的两侧槽壁转动连接有一根螺纹轴（25），所述移动槽（24）内滑动连接有移动块（26），所述移动块（26）与螺纹轴（25）通过螺纹连接，所述移动块（26）的上端面固定连接有固定柱（28），所述工作台（1）位于凹槽（4）与移动槽（24）之间埋设有变速箱（27），所述电机（5）的输出轴和螺纹轴（25）的相邻的一端均与变速箱（27）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种轻量化电机轴成型设备，其特征在于，所述固定柱（28）的上端固定连接有固定盘（29），所述固定盘（29）的两侧均同轴开设有环形的转动槽（33），所述固定盘（29）两侧的转动槽（33）分别转动连接有第一转动盘（31）和第二转动盘（32），所述固定盘（29）、第一转动盘（31）和第二转动盘（32）的同轴位置均开设有夹持口（30），所述夹持口（30）与旋锻座（3）的通口和旋锻心轴（9）的锻造口（10）处于同一轴线上。

4.根据权利要求3所述的一种轻量化电机轴成型设备，其特征在于，所述固定盘（29）的两侧转动面围绕夹持口（30）等间距开设有多个夹槽（34），每个所述夹槽（34）内滑动连接有夹块（35），每个所述夹块（35）上固定连接有销柱（36），所述第一转动盘（31）和第二转动盘（32）围绕夹持口等间距开设有多个圆弧槽（37），每个所述销柱（36）与对应的圆弧槽（37）滑动连接，所述固定盘（29）的外环面上垂直固定有固定板（38），所述第一转动盘（31）和第二转动盘（32）的外环面均垂直固定有固定杆（40），所述固定板（38）上通过螺纹连接有两根螺纹杆（39），两根所述螺纹杆（39）的一端均固定有拉绳（41），拉绳（41）分别与两根固定杆（40）的上端相连接，每根所述螺纹杆（39）远离拉绳（41）的一端同轴固定有调节钮（42）。

5.一种使用如权利要求3所述一种轻量化电机轴成型设备制备电机轴的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：备料，按照工艺要求选择管料的材质和长度，并准备加工所需的旋锻用锤头（12）和芯棒；

S2：装夹，管料安装至第一转动盘（31）的夹持口（30）内，将芯棒夹持在第二转动盘（32）的夹持口（30）内，更换锻造滑槽（11）内的锤头（12）；

S3：旋锻，在程序的控制下，使得旋锻心轴（9）转动对持续给进的管料进行旋转锻造；

S4：加工，旋锻完成后，对管件上的花键位置及轴承端进行加工和精修。

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