CN116060876A - 一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，主要用于辊类产品的加工。生产工艺包括在粗加工矫直辊外径；对矫直辊进行表面淬火；定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔；对矫直辊进行粗磨；铣削矫直辊的花键；对矫直辊进行时效处理；对矫直辊的辊面进行半精磨削；对矫直辊的辊面进行超精抛光；对矫直辊进行检测，合格后进入清洗防锈包装入库。本发明可大大降低毛坯加工余量，使得生产线设备数量和人工投入以及操作人员劳动强度大大降低，产品质量稳定性提高50%，产品加工周期可缩短60%左右。

Description

一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，具体是一种用于拉弯矫直机的辊类产品的生产工艺。

背景技术

矫直辊是用于冶金设备的拉弯矫直机上的核心部件，其特点是长径比值较大，直径尺寸为φ12～φ300mm，长度尺寸为500～6000mm，特点是辊面长，易翘曲挠度变形，表面粗糙度、圆柱度及直线度等精度要求较高。而矫直辊通常的加工工艺是先预留大余量毛坯，后依次在万能普通车床上粗加工余量、在通用数控车床上精加工、表面淬火处理、在普通数控车床上精车轴头、在万能铣床上铣花键和键槽、在钻床上钻孔攻丝、在普通外圆磨床上粗磨、时效处理、在普通外圆磨床上精磨、通过抛光机精处理。上述工艺存在以下缺陷：

1、因原加工方法装夹定位精度低，变形大，从而导致毛坯外径余量达到8~12mm；

2、原加工工艺的工序调整时间长，刀具少，加工周期长；

3、因原加工方法均采用手动调整，导致产品不良率提升，成本较高；且对操作人员的专业水平和素质要求高，劳动强度大；

4、生产效率低下，同产量下所需求的设备数量多；

5、因加工周期长，导致产品交付率延长，资金周转缓慢。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，以提高辊类产品的自动化程度、加工效率及精度。

为实现上述发明目的，本发明的生产工艺包括：

（a）在全自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径；

（b）在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火；

（c）在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔；

（d）在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨；

（e）在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣矫直辊的花键；

（f）在120～140℃油炉内对矫直辊进行时效处理；

（g）在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削；

（h）在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光；

（i）在粗糙度检测机上对矫直辊进行检测，合格后进入清洗防锈包装入库。

所述在全自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径，即将锻造毛坯加工余量为3～5mm的矫直辊在全自动上下料数控无心车床上进行粗加工，使矫直辊的加工外径尺寸公差达到0.03mm，表面粗糙度达到Ra0.8，加工时间缩短2/3,其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊吊运至上料台架一上，所述上料台架一的工作斜面与型钢基架一固定连接，矫直辊经工作斜面自由滚落至与之对接的气动自动拨料臂一上；

（b）气动自动拨料臂一主要由气缸一与连杆机构一组成，气缸一推动与气缸一活塞杆铰接的连杆机构一的一端，使连杆机构一的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂一上的矫直辊拨至上料辊道一上；所述上料辊道一主要由基架一与倾斜式过渡挡板组成，倾斜式过渡挡板接过从气动自动拨料臂一移动过来的矫直辊，矫直辊自由滚落至与之对接的进给机构的进给滚轮一上；

（c）进给机构主要由基架二、以及安装在基架二上的进给滚轮一、变频调速电机一、链轮链条机构一机构组成，变频调速电机一通过链轮链条机构一带动进给滚轮一实现进给运动；在变频调速电机一的驱动下，进给机构的进给滚轮一自动对中压紧矫直辊，由进给机构将矫直辊送入前导装置；

（d）前导装置通过液压缸一将四对进给滚轮二压下，压紧矫直辊，联轴器一与变频伺服电机十一的输出轴连接，联轴器一带动与之连接的四对进给滚轮二转动，实现对矫直辊的夹紧输送，前导装置通过旋转的进给滚轮二夹紧并输送矫直辊，使矫直辊与主轴装置的主轴同心；

（e）主轴装置主要由基架三、主轴、四刀联动刀盘装置、主电机和同步带组成，四刀联动刀盘装置安装在主轴上，在主电机和同步带传动下完成对矫直辊的车削；矫直辊的外径表面完成车削后即进入中后导装置；

（f）中后导装置的双向气缸通过安装在其两侧的弹性支撑，对矫直辊实现辅助支撑；

（g）矫直辊在前导装置推动下从中后导装置进入抽出装置，抽出装置的液压缸二将四对进给滚轮三压下，进给滚轮三自动对中压紧矫直辊，联轴器二与变频伺服电机十二的输出轴连接，联轴器二带动与之连接的四对进给滚轮三转动，实现对矫直辊的夹紧输送，抽出装置通过旋转的进给滚轮三夹紧并输送矫直辊，将矫直辊高精度输送至下料辊道一；

（h）下料滚道一主要由基架四、以及安装在基架四上的进给滚轮四、变频调速电机一、链轮链条机构一机构组成，变频调速电机一通过链轮链条机构一带动进给滚轮四实现进给运动；在变频调速电机一的驱动下，进给滚轮四自动对中压紧矫直辊，带动矫直辊进入气动自动拨料臂二，当矫直辊达到预定位置时，气动自动拨料臂二启动，气缸一推动与气缸一活塞杆铰接的连杆机构二的一端，使连杆机构二的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂二上的矫直辊气动拨至下料架收集料台一的收集平台上；所述下料架收集料台一由基架五、收集平台组成。

所述在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火，使矫直辊的卧式表面淬火变形量控制在0.3mm以内，矫直处理后直线度达到0.1mm；矫直辊的表面淬火工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊吊运至上料台架二上，上料台架二为倾斜式结构，矫直辊自由滚落至气动自动拨料臂三上，气缸二推动气动自动拨料臂三作升降移动，使气动自动拨料臂三与上料辊道二对接，气动自动拨料臂三将矫直辊拨到上料辊道二上；

（b）所述上料辊道二的变频伺服电机一带动一对输送辊道一旋转，输送辊道一带动矫直辊做旋转运动；变频伺服电机二通过滚珠丝杠一带动顶杆一做水平运动，将矫直辊推进卧式表面淬火机；

（c）卧式表面淬火机主要包括高频电源、变压器、加热感应器及淬火喷水圈，矫直辊通过卧式表面淬火机内的加热感应器加热、淬火喷水圈冷却后，气缸三推动气动自动拨料臂四作升降移动，使气动自动拨料臂四与装在下料收集台基架上的下料辊道二对接，气动自动拨料臂四将矫直辊拨到下料辊道二上；

（d）用行车将矫直辊吊运至上料台架三上，上料台架三为倾斜式结构，气缸四推动气动自动拨料臂五作升降移动，使气动自动拨料臂五与上料台架三对接，由气动自动拨料臂五将矫直辊送入自动校直机内；自动校直机的液压缸三固定在机架上，通过与活塞杆连接的压块对矫直辊进行校直，自动校直机内的光栅尺感应器检测矫直辊的直线度并向控制系统反馈信号，控制系统根据信号调整自动校直机的压下量，检测合格后，气缸五推动气动自动拨料臂六作升降移动，使气动自动拨料臂六与固定在基架六上的下料架收集料台二对接，气动自动拨料臂六将矫直辊拨动进入下料架收集料台二，打捆进入回火炉进行去应力处理。

所述在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔，使矫直辊两端轴头和孔与辊面同轴度≤0.03mm，加工效率提高50%，合格率提高50%；其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊吊运至上料台架四上，矫直辊在栅格台面一上分开摆放；

（b）固定在上料桁架上的变频伺服电机三通过滚珠丝杠二带动上下左右移动机械手一实现左右移动，变频伺服电机四通过滚珠丝杠三带动上下左右移动机械手一实现上下移动，上下左右移动机械手一抓取矫直辊将其送进双刀塔数控车空心主轴定位装置上；

（c）双刀塔数控车空心主轴定位装置的空心主轴径向夹紧矫直辊的外径，轴向定位夹具对矫直辊进行轴向定位，两端刀塔的双刀具库实现正反转动，对矫直辊的两端轴头同时进行加工，保证矫直辊两端尺寸的同轴度，加工完成后，抽出装置拉出矫直辊，上下料桁架一的上下左右移动机械手一抓取矫直辊进入下料架收集料台三；所述双刀塔数控车空心主轴定位装置主要由齿轮传动机构、气动夹紧装置以及主轴旋转装置组成，气动夹紧装置是由弹性夹头在气缸作用下收缩夹紧，实现径向夹紧矫直辊；所述轴向定位夹具主要由定位底座、档杆一、推出档杆组成，刀塔推动矫直辊被档杆轴向限位后退出，实现轴向限位矫直辊；加工完成后，用于轴向限位的档杆一松开，推出档杆推动矫直辊端面移动，另一边档杆二夹紧矫直辊继续轴向移动至全部退出主轴定位装置，由抽出装置支撑矫直辊，实现抽出动作，所述抽出装置由开式气动卡爪组成。

所述在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨，磨削效率可提高50%；其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊吊运至上料台架五上，矫直辊通过气缸六推动连杆机构三实现上下移动，使气动自动拨料臂七与上料台架五对接，矫直辊自由滚落至气动自动拨料臂七上；所述上料台架五由型钢基架二焊接而成；

（b）气动自动拨料臂七将矫直辊拨到上料辊道三上，上料辊道三上的矫直辊进入对轮输送装置一中，进行边旋转边前移的输送动作，进入全自动数控无心磨床磨削；所述上料辊道三基架七上的变频调速电机二通过链轮机构一带动上料辊道三运动，实现对矫直辊的输送；所述对轮输送装置一由多对聚氨酯胶轮组成；

（c）全自动数控无心磨床在砂轮、导轮、导板的共同作用下对矫直辊进行多次循环磨削后达到要求尺寸和形位精度后，进入下料辊道三；矫直辊通过气缸七推动连杆机构四实现上下移动，使气动自动拨料臂八与下料辊道三对接，矫直辊自由滚落至气动自动拨料臂八上，经气动自动拨料臂八将矫直辊拨动进入下料架收集料台四；所述下料辊道三基架八上的变频调速电机三通过链轮机构二带动下料辊道三运动，实现对矫直辊的输送，下料辊道三由多对塑料滚轮一组成。

所述在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣矫直辊花键的工艺流程为：

（a）行车将矫直辊从下料架收集料台四运转至上料台架六上；所述上料台架六的栅格台面二装在焊接基架一上；

（b）固定在桁架基架一上的变频伺服电机五通过滚珠丝杠四带动上下左右移动机械手二实现左右移动，变频伺服电机六通过滚珠丝杠五带动上下左右移动机械手二实现上下移动；

（c）上下料桁架二的上下左右移动机械手二抓取矫直辊，将其送进四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置上，液压卡盘夹紧矫直辊外径，尾部顶尖对矫直辊进行轴向定位，四轴三联动双刀轴数控旋风铣床的合金涂层成型刀具粗、精铣矫直辊的花键，主轴实现任意点定位、准停、精确分度、自锁，完成矫直辊的花键加工；所述四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置主要由上、下V型定位块和快开螺栓组成，V型定位块与快开螺栓连接，松开一个快开螺栓，V型定位块可以转动，实现对矫直辊的快速夹紧松开功能；

（d）加工完成后，上下料桁架二的上下左右移动机械手二抓取矫直辊进入下料架收集料台五；所述下料架收集料台五的栅格台面三装在焊接基架二上。

六、在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削，使矫直辊的辊面直线度和圆柱度达到0.005mm，表面粗糙度达到Ra0.2,磨削轴头的轴承位尺寸，同轴度达到0.005mm；其工艺流程为：

（a）行车将矫直辊运送至上料台架七上；

（b）上下料桁架三固定在桁架基架上，上下料桁架三上的变频伺服电机七通过滚珠丝杠六带动上下左右移动机械手三实现左右移动，变频伺服电机八通过滚珠丝杠七带动上下左右移动机械手三实现上下移动；上下左右移动机械手三抓取矫直辊将其送进全自动上下料数控外圆磨床的托架定位装置上，全自动上下料数控外圆磨床的头架顶尖和尾架顶尖对矫直辊进行轴向固定，采用80m/s的高速高精度CBN砂轮主轴，经精密修整后的砂轮对矫直辊进行磨削，使用精密外圆和端面测量仪，闭环控制加工尺寸，以保证磨削质量；所述托架定位装置由多个开式中心架组成；

（c）磨削完成后，上下左右移动机械手三抓取矫直辊将其送进下料架收集料台六上；所述下料架收集料台六的栅格台面四装在焊接基架三上。

所述在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光，目的是消除矫直辊（46）的辊面螺旋纹、振纹、网纹缺陷，使辊面粗糙度达到Ra0.1以上，轴头同轴度达到0.005mm；其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊吊运至上料台架八上，装在基架九上的上料台架八为倾斜式结构；气动自动拨料臂九的气缸八推动气动自动拨料臂九做上下运动，使气动自动拨料臂九与上料台架八对接，上料台架八上的矫直辊自由滚落至气动自动拨料臂九上；

（b）气动自动拨料臂九将矫直辊拨到上料辊道四上，装在基架十上的上料辊道四的变频调速电机四通过链轮链条机构二带动塑料滚轮二实现进给运动，将矫直辊输送至对轮输送装置二中；

（c）对轮输送装置二由多个轴承座与多对轮组组成，对轮输送装置二的多对轮组在变频伺服电机十三的带动下实现旋转运动，推送装置的变频伺服电机九通过滚珠丝杠八带动顶杆二做水平运动，矫直辊在对轮输送装置二中进行边旋转边前移的输送动作，被推进全自动数控超精磨床的超精抛光区，全自动数控超精磨床的超精抛光区由多部抛光头组成，分精抛、超精光抛；

（d）变频伺服电机十带动输送辊道二旋转，输送辊道二带动矫直辊做旋转运动，将矫直辊推进粗糙度外观检测机内，粗糙度外观检测机对矫直辊的外观进行检测；

（e）气动自动拨料臂十的气缸九推动气动自动拨料臂十做上下运动，与装在基架十一上的下料架收集料台七对接，合格的矫直辊经气动自动拨料臂十拨到下料架收集料台七上，经过清洗防锈后包装入库。

本发明与现有技术相比，采用全自动生产线，使得生产线设备数量和人工投入以及操作人员劳动强度大大降低，产品质量稳定性提高50%，产品加工周期可缩短60%左右，具有以下优点：

1、采用锻造毛坯料在全自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径，可大大降低毛坯的加工余量，提高加工效率及原材料利用率；

2、在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火，可有效提高矫直辊的表面硬度；

3、在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔，可提高矫直辊两端轴头的同轴度；

4、在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨，能有效缩短矫直辊的加工周期；

5、在120～140℃油炉内对矫直辊进行时效处理，可消除其内应力，稳定矫直辊的尺寸；

6、在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光，可提高矫直辊辊面的粗糙度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明在自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊外径的结构简图。

图3为本发明在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火的结构简图。

图4为本发明在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔的结构简图。

图5为本发明在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨的结构简图。

图6为本发明在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣削矫直辊的花键的结构简图。

图7为图6定位装置的结构简图。

图8为本发明在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削的结构简图。

图9为本发明在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光的结构简图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，本发明的生产工艺包括：

（a）在自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径；

（b）在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火；

（c）在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔；

（d）在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨；

（e）在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣削矫直辊的花键；

（f）在120～140℃油炉内对矫直辊进行时效处理；

（g）在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削；

（h）在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光；

（i）在粗糙度检测机上对矫直辊进行检测，合格后进入清洗防锈包装入库。

本发明的具体工艺流程详述如下：

一、在全自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径，即将锻造毛坯加工余量为3～5mm的矫直辊46在全自动上下料数控无心车床上进行粗加工，使矫直辊46的加工外径尺寸公差达到0.03mm，表面粗糙度达到Ra0.8，加工时间缩短2/3,其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊46吊运至上料台架一1上，所述上料台架一1的工作斜面48与型钢基架一47固定连接，矫直辊46经工作斜面48自由滚落至与之对接的气动自动拨料臂一2上；

（b）气动自动拨料臂一2主要由气缸一51与连杆机构一49组成，气缸一51推动与气缸一51活塞杆铰接的连杆机构一49的一端，使连杆机构一49的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂一2上的矫直辊46拨至上料辊道一3上；所述上料辊道一3主要由基架一52与倾斜式过渡挡板53组成，倾斜式过渡挡板53接过从气动自动拨料臂一2移动过来的矫直辊46，矫直辊46自由滚落至与之对接的进给机构4的进给滚轮一54上；

（c）进给机构4主要由基架二55、以及安装在基架二55上的进给滚轮一54、变频调速电机一50、链轮链条机构一56机构组成，变频调速电机一50通过链轮链条机构一56带动进给滚轮一54实现进给运动；在变频调速电机一50的驱动下，进给机构4的进给滚轮一54自动对中压紧矫直辊46，由进给机构4将矫直辊46送入前导装置5；

（d）前导装置5通过液压缸一58将四对进给滚轮二57压下，压紧矫直辊46，联轴器一61与变频伺服电机十一177的输出轴连接，联轴器一61带动与之连接的四对进给滚轮二57转动，实现对矫直辊46的夹紧输送，前导装置5通过旋转的进给滚轮二57夹紧并输送矫直辊46，使矫直辊46与主轴装置6的主轴60同心；

（e）主轴装置6主要由基架三64、主轴60、四刀联动刀盘装置59、主电机62和同步带63组成，四刀联动刀盘装置59安装在主轴60上，在主电机62和同步带63传动下完成对矫直辊46的车削；矫直辊46的外径表面完成车削后即进入中后导装置7；

（f）中后导装置7的双向气缸69通过安装在其两侧的弹性支撑68，对矫直辊46实现辅助支撑；

（g）矫直辊46在前导装置5推动下从中后导装置7进入抽出装置8，抽出装置8的液压缸二66将四对进给滚轮三65压下，进给滚轮三65自动对中压紧矫直辊46，联轴器二67与变频伺服电机十二178的输出轴连接，联轴器二67带动与之连接的四对进给滚轮三65转动，实现对矫直辊46的夹紧输送，抽出装置8通过旋转的进给滚轮三65夹紧并输送矫直辊46，将矫直辊46高精度输送至下料辊道一9；

（h）下料滚道一9主要由基架四71、以及安装在基架四71上的进给滚轮四70、变频调速电机一50、链轮链条机构一56机构组成，变频调速电机一50通过链轮链条机构一56带动进给滚轮四70实现进给运动；在变频调速电机一50的驱动下，进给滚轮四70自动对中压紧矫直辊46，带动矫直辊46进入气动自动拨料臂二10，当矫直辊46达到预定位置时，气动自动拨料臂二10启动，气缸一51推动与气缸一51活塞杆铰接的连杆机构二72的一端，使连杆机构二72的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂二10上的矫直辊46气动拨至下料架收集料台一11的收集平台74上；所述下料架收集料台一11由基架五73、收集平台74组成。

二、在自动卧式表面淬火机上对矫直辊46进行表面淬火，使矫直辊46的卧式表面淬火变形量控制在0.3mm以内，矫直处理后直线度达到0.1mm；矫直辊46的表面淬火工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊46吊运至上料台架二12上，上料台架二12为倾斜式结构，矫直辊46自由滚落至气动自动拨料臂三13上，气缸二75推动气动自动拨料臂三13作升降移动，使气动自动拨料臂三13与上料辊道二14对接，气动自动拨料臂三13将矫直辊46拨到上料辊道二14上；

（b）所述上料辊道二14的变频伺服电机一76带动一对输送辊道一77旋转，输送辊道一77带动矫直辊46做旋转运动；变频伺服电机二80通过滚珠丝杠一79带动顶杆一78做水平运动，将矫直辊46推进卧式表面淬火机15；

（c）卧式表面淬火机15主要包括高频电源83、变压器84、加热感应器81及淬火喷水圈82，矫直辊46通过卧式表面淬火机15内的加热感应器81加热、淬火喷水圈82冷却后，气缸三86推动气动自动拨料臂四85作升降移动，使气动自动拨料臂四85与装在下料收集台基架87上的下料辊道二16对接，气动自动拨料臂四85将矫直辊46拨到下料辊道二16上；

（d）用行车将矫直辊46吊运至上料台架三92上，上料台架三92为倾斜式结构，气缸四96推动气动自动拨料臂五93作升降移动，使气动自动拨料臂五93与上料台架三92对接，由气动自动拨料臂五93将矫直辊46送入自动校直机17内；自动校直机17的液压缸三89固定在机架91上，通过与活塞杆连接的压块90对矫直辊46进行校直，自动校直机17内的光栅尺感应器88检测矫直辊46的直线度并向控制系统反馈信号，控制系统根据信号调整自动校直机17的压下量，检测合格后，气缸五97推动气动自动拨料臂六18作升降移动，使气动自动拨料臂六18与固定在基架六95上的下料架收集料台二19对接，气动自动拨料臂六18将矫直辊46拨动进入下料架收集料台二19，打捆进入回火炉进行去应力处理。

三、在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔，使矫直辊46两端轴头和孔与辊面同轴度≤0.03mm，加工效率提高50%，合格率提高50%；其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊46吊运至上料台架四20上，矫直辊46在栅格台面一98上分开摆放；

（b）固定在上料桁架21上的变频伺服电机三100通过滚珠丝杠二101带动上下左右移动机械手一99实现左右移动，变频伺服电机四102通过滚珠丝杠三103带动上下左右移动机械手一99实现上下移动，上下左右移动机械手一99抓取矫直辊46将其送进双刀塔数控车空心主轴定位装置22上；

（c）双刀塔数控车空心主轴定位装置22的空心主轴径向夹紧矫直辊46的外径，轴向定位夹具104对矫直辊46进行轴向定位，两端刀塔105的双刀具库23实现正反转动，对矫直辊46的两端轴头同时进行加工，保证矫直辊46两端尺寸的同轴度，加工完成后，抽出装置106拉出矫直辊46，上下料桁架一21的上下左右移动机械手一99抓取矫直辊46进入下料架收集料台三24；所述双刀塔数控车空心主轴定位装置22主要由齿轮传动机构107、气动夹紧装置108以及主轴旋转装置109组成，气动夹紧装置108是由弹性夹头在气缸作用下收缩夹紧，实现径向夹紧矫直辊46；所述轴向定位夹具104主要由定位底座110、档杆一111、推出档杆112组成，刀塔105推动矫直辊46被档杆一111轴向限位后退出，实现轴向限位矫直辊46；加工完成后，用于轴向限位的档杆一111松开，推出档杆112推动矫直辊46端面移动，另一边档杆二179夹紧矫直辊46继续轴向移动至全部退出主轴定位装置22，由抽出装置106支撑矫直辊46，实现抽出动作，所述抽出装置106是由开式气动卡爪组成，可以实现松开和夹紧动作。

四、在全自动数控无心磨床上对矫直辊46进行粗磨，磨削效率可提高50%；其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊46吊运至上料台架五113上，矫直辊46通过气缸六114推动连杆机构三115实现上下移动，使气动自动拨料臂七26与上料台架五113对接，矫直辊46自由滚落至气动自动拨料臂七26上；所述上料台架五113由型钢基架二25焊接而成；

（b）气动自动拨料臂七26将矫直辊46拨到上料辊道三27上，上料辊道三27上的矫直辊46进入对轮输送装置一121中，进行边旋转边前移的输送动作，进入全自动数控无心磨床28磨削；所述上料辊道三27基架七118上的变频调速电机二119通过链轮机构一120带动上料辊道三27运动，实现对矫直辊46的输送；所述对轮输送装置一121由多对聚氨酯胶轮116组成；

（c）全自动数控无心磨床28在砂轮122、导轮123、导板124的共同作用下对矫直辊46进行多次循环磨削后达到要求尺寸和形位精度后，进入下料辊道三29；矫直辊46通过气缸七130推动连杆机构四129实现上下移动，使气动自动拨料臂八30与下料辊道三29对接，矫直辊46自由滚落至气动自动拨料臂八30上，经气动自动拨料臂八30将矫直辊46拨动进入下料架收集料台四31；所述下料辊道三29基架八128上的变频调速电机三125通过链轮机构二126带动下料辊道三29运动，实现对矫直辊46的输送，下料辊道三29由多对塑料滚轮一127组成。

五、在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣矫直辊花键的工艺流程为：

（a）行车将矫直辊46从下料架收集料台四31运转至上料台架六32上；所述上料台架六32的栅格台面二132装在焊接基架一131上；

（b）固定在桁架基架一135上的变频伺服电机五136通过滚珠丝杠四137带动上下左右移动机械手二133实现左右移动，变频伺服电机六138通过滚珠丝杠五139带动上下左右移动机械手二133实现上下移动；

（c）上下料桁架二33的上下左右移动机械手二133抓取矫直辊46，将其送进四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置34上，液压卡盘134夹紧矫直辊46外径，尾部顶尖140对矫直辊46进行轴向定位，四轴三联动双刀轴数控旋风铣床的合金涂层成型刀具粗、精铣矫直辊46的花键，主轴实现任意点定位、准停、精确分度、自锁，完成矫直辊46的花键加工；所述四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置34主要由上、下V型定位块141和快开螺栓142组成，V型定位块141与快开螺栓142连接，松开一个快开螺栓142，V型定位块141可以转动，实现对矫直辊46的快速夹紧松开功能；

（d）加工完成后，上下料桁架二33的上下左右移动机械手二133抓取矫直辊46进入下料架收集料台五35；所述下料架收集料台五35的栅格台面三143装在焊接基架二36上。

六、在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削，使矫直辊46的辊面直线度和圆柱度达到0.005mm，表面粗糙度达到Ra0.2,磨削轴头的轴承位尺寸，同轴度达到0.005mm；其工艺流程为：

（a）行车将矫直辊46运送至上料台架七37上；

（b）上下料桁架三38固定在桁架基架148上，上下料桁架三38上的变频伺服电机七149通过滚珠丝杠六150带动上下左右移动机械手三144实现左右移动，变频伺服电机八151通过滚珠丝杠七152带动上下左右移动机械手三144实现上下移动；上下左右移动机械手三144抓取矫直辊46将其送进全自动上下料数控外圆磨床39的托架定位装置145上，全自动上下料数控外圆磨床39的头架顶尖146和尾架顶尖147对矫直辊46进行轴向固定，采用80m/s的高速高精度CBN砂轮主轴，经精密修整后的砂轮对矫直辊46进行磨削，使用精密外圆和端面测量仪，闭环控制加工尺寸，以保证磨削质量；所述托架定位装置145由多个开式中心架153组成；

（c）磨削完成后，上下左右移动机械手三144抓取矫直辊46将其送进下料架收集料台六40上；所述下料架收集料台六40的栅格台面四155装在焊接基架三154上。

七、在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光，目的是消除矫直辊46的辊面螺旋纹、振纹、网纹缺陷，使辊面粗糙度达到Ra0.1以上，轴头同轴度达到0.005mm；其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊46吊运至上料台架八41上，装在基架九157上的上料台架八41为倾斜式结构；气动自动拨料臂九156的气缸八160推动气动自动拨料臂九156做上下运动，使气动自动拨料臂九156与上料台架八41对接，上料台架八41上的矫直辊46自由滚落至气动自动拨料臂九156上；

（b）气动自动拨料臂九156将矫直辊46拨到上料辊道四158上，装在基架十166上的上料辊道四158的变频调速电机四163通过链轮链条机构二164带动塑料滚轮二165实现进给运动，将矫直辊46输送至对轮输送装置二159中；

（c）对轮输送装置二159由多个轴承座167与多对轮组168组成，对轮输送装置二159的多对轮组168在变频伺服电机十三176的带动下实现旋转运动，推送装置169的变频伺服电机九161通过滚珠丝杠八162带动顶杆二171做水平运动，矫直辊46在对轮输送装置二159中进行边旋转边前移的输送动作，被推进全自动数控超精磨床42的超精抛光区，全自动数控超精磨床42的超精抛光区由多部抛光头组成，分精抛、超精光抛；

（d）变频伺服电机十175带动输送辊道二174旋转，输送辊道二174带动矫直辊46做旋转运动，将矫直辊46推进粗糙度外观检测机44内，粗糙度外观检测机44对矫直辊46的外观进行检测；

（e）气动自动拨料臂十170的气缸九172推动气动自动拨料臂十170做上下运动，与装在基架十一173上的下料架收集料台七45对接，合格的矫直辊46经气动自动拨料臂十170拨到下料架收集料台七45上，经过清洗防锈后包装入库。

Claims (8)

1.一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：本发明的生产工艺包括：

（a）在自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径；

（b）在自动卧式表面淬火机上对矫直辊进行表面淬火；

（c）在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔；

（d）在全自动数控无心磨床上对矫直辊进行粗磨；

（e）在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣削矫直辊的花键；

（f）在120～140℃油炉内对矫直辊进行时效处理；

（g）在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削；

（h）在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光；

（i）在粗糙度检测机上对矫直辊进行检测，合格后进入清洗防锈包装入库。

2.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在全自动上下料数控无心车床上粗加工矫直辊的外径，即将锻造毛坯加工余量为3～5mm的矫直辊（46）在全自动上下料数控无心车床上进行粗加工，其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架一（1）上，所述上料台架一（1）的工作斜面（48）与型钢基架一（47）固定连接，矫直辊（46）经工作斜面（48）自由滚落至与之对接的气动自动拨料臂一（2）上；

（b）气动自动拨料臂一（2）由气缸一（51）与连杆机构一（49）组成，气缸一（51）推动与气缸一（51）活塞杆铰接的连杆机构一（49）的一端，使连杆机构一（49）的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂一（2）上的矫直辊（46）拨至上料辊道一（3）上；所述上料辊道一（3）由基架一（52）与倾斜式过渡挡板（53）组成，倾斜式过渡挡板（53）接过从气动自动拨料臂一（2）移动过来的矫直辊（46），矫直辊（46）自由滚落至与之对接的进给机构（4）的进给滚轮一（54）上；

（c）进给机构（4）由基架二（55）、以及安装在基架二（55）上的进给滚轮一（54）、变频调速电机一（50）、链轮链条机构一（56）机构组成，变频调速电机一（50）通过链轮链条机构一（56）带动进给滚轮一（54）实现进给运动；在变频调速电机一（50）的驱动下，进给机构（4）的进给滚轮一（54）自动对中压紧矫直辊（46），由进给机构（4）将矫直辊（46）送入前导装置（5）；

（d）前导装置（5）通过液压缸一（58）将四对进给滚轮二（57）压下，压紧矫直辊（46），联轴器一（61）与变频伺服电机十一（177）的输出轴连接，联轴器一（61）带动与之连接的四对进给滚轮二（57）转动，实现对矫直辊（46）的夹紧输送，前导装置（5）通过旋转的进给滚轮二（57）夹紧并输送矫直辊（46），使矫直辊（46）与主轴装置（6）的主轴（60）同心；

（e）主轴装置（6）由基架三（64）、主轴（60）、四刀联动刀盘装置（59）、主电机（62）和同步带（63）组成，四刀联动刀盘装置（59）安装在主轴（60）上，在主电机（62）和同步带（63）传动下完成对矫直辊（46）的车削；矫直辊（46）的外径表面完成车削后即进入中后导装置（7）；

（f）中后导装置（7）的双向气缸（69）通过安装在其两侧的弹性支撑（68），对矫直辊（46）实现辅助支撑；

（g）矫直辊（46）在前导装置（5）推动下从中后导装置（7）进入抽出装置（8），抽出装置（8）的液压缸二（66）将四对进给滚轮三（65）压下，进给滚轮三（65）自动对中压紧矫直辊（46），联轴器二（67）与变频伺服电机十二（178）的输出轴连接，联轴器二（67）带动与之连接的四对进给滚轮三（65）转动，实现对矫直辊（46）的夹紧输送，抽出装置（8）通过旋转的进给滚轮三（65）夹紧并输送矫直辊（46），将矫直辊（46）高精度输送至下料辊道一（9）；

（h）下料滚道一（9）由基架四（71）、以及安装在基架四（71）上的进给滚轮四（70）、变频调速电机一（50）、链轮链条机构一（56）机构组成，变频调速电机一（50）通过链轮链条机构一（56）带动进给滚轮四（70）实现进给运动；在变频调速电机一（50）的驱动下，进给滚轮四（70）自动对中压紧矫直辊（46），带动矫直辊（46）进入气动自动拨料臂二（10），当矫直辊（46）达到预定位置时，气动自动拨料臂二（10）启动，气缸一（51）推动与气缸一（51）活塞杆铰接的连杆机构二（72）的一端，使连杆机构二（72）的另一端实现上下运动，将气动自动拨料臂二（10）上的矫直辊（46）气动拨至下料架收集料台一（11）的收集平台（74）上；所述下料架收集料台一（11）由基架五（73）、收集平台（74）组成。

3.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在自动卧式表面淬火机上对矫直辊（46）进行表面淬火，其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架二（12）上，上料台架二（12）为倾斜式结构，矫直辊（46）自由滚落至气动自动拨料臂三（13）上，气缸二（75）推动气动自动拨料臂三（13）作升降移动，使气动自动拨料臂三（13）与上料辊道二（14）对接，气动自动拨料臂三（13）将矫直辊（46）拨到上料辊道二（14）上；

（b）所述上料辊道二（14）的变频伺服电机一（76）带动一对输送辊道一（77）旋转，输送辊道一（77）带动矫直辊（46）做旋转运动；变频伺服电机二（80）通过滚珠丝杠一（79）带动顶杆一（78）做水平运动，将矫直辊（46）推进卧式表面淬火机（15）；

（c）卧式表面淬火机（15）包括高频电源（83）、变压器（84）、加热感应器（81）及淬火喷水圈（82），矫直辊（46）通过卧式表面淬火机（15）内的加热感应器（81）加热、淬火喷水圈（82）冷却后，气缸三（86）推动气动自动拨料臂四（85）作升降移动，使气动自动拨料臂四（85）与装在下料收集台基架（87）上的下料辊道二（16）对接，气动自动拨料臂四（85）将矫直辊（46）拨到下料辊道二（16）上；

（d）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架三（92）上，上料台架三（92）为倾斜式结构，气缸四（96）推动气动自动拨料臂五（93）作升降移动，使气动自动拨料臂五（93）与上料台架三（92）对接，由气动自动拨料臂五（93）将矫直辊（46）送入自动校直机（17）内；自动校直机（17）的液压缸三（89）固定在机架（91）上，通过与活塞杆连接的压块（90）对矫直辊（46）进行校直，自动校直机（17）内的光栅尺感应器（88）检测矫直辊（46）的直线度并向控制系统反馈信号，控制系统根据信号调整自动校直机（17）的压下量，检测合格后，气缸五（97）推动气动自动拨料臂六（18）作升降移动，使气动自动拨料臂六（18）与固定在基架六（95）上的下料架收集料台二（19）对接，气动自动拨料臂六（18）将矫直辊（46）拨动进入下料架收集料台二（19），打捆进入回火炉进行去应力处理。

4.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在双刀塔数控车床上定位加工矫直辊的两端轴头和中心孔、钻孔攻丝、铣键槽、镗两端轴承孔，其工艺流程为:

（a）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架四（20）上，矫直辊（46）在栅格台面一（98）上分开摆放；

（b）固定在上料桁架（21）上的变频伺服电机三（100）通过滚珠丝杠二（101）带动上下左右移动机械手一（99）实现左右移动，变频伺服电机四（102）通过滚珠丝杠三（103）带动上下左右移动机械手一（99）实现上下移动，上下左右移动机械手一（99）抓取矫直辊（46）将其送进双刀塔数控车空心主轴定位装置（22）上；

（c）双刀塔数控车空心主轴定位装置（22）的空心主轴径向夹紧矫直辊（46）的外径，轴向定位夹具（104）对矫直辊（46）进行轴向定位，两端刀塔（105）的双刀具库（23）实现正反转动，对矫直辊（46）的两端轴头同时进行加工，保证矫直辊（46）两端尺寸的同轴度，加工完成后，抽出装置（106）拉出矫直辊（46），上下料桁架一（21）的上下左右移动机械手一（99）抓取矫直辊（46）进入下料架收集料台三（24）；所述双刀塔数控车空心主轴定位装置（22）由齿轮传动机构（107）、气动夹紧装置（108）以及主轴旋转装置（109）组成，气动夹紧装置（108）是由弹性夹头在气缸作用下收缩夹紧，实现径向夹紧矫直辊（46）；所述轴向定位夹具（104）由定位底座（110）、档杆一（111）、推出档杆（112）组成，刀塔（105）推动矫直辊（46）被档杆一（111）轴向限位后退出，实现轴向限位矫直辊（46）；加工完成后，用于轴向限位的档杆一（111）松开，推出档杆（112）推动矫直辊（46）端面移动，另一边档杆二（179）夹紧矫直辊（46）继续轴向移动至全部退出主轴定位装置（22），由抽出装置（106）支撑矫直辊（46），实现抽出动作，所述抽出装置（106）由开式气动卡爪组成。

5.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在全自动数控无心磨床上对矫直辊（46）进行粗磨，其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架五（113）上，矫直辊（46）通过气缸六（114）推动连杆机构三（115）实现上下移动，使气动自动拨料臂七（26）与上料台架五（113）对接，矫直辊（46）自由滚落至气动自动拨料臂七（26）上；所述上料台架五（113）由型钢基架二（25）焊接而成；

（b）气动自动拨料臂七（26）将矫直辊（46）拨到上料辊道三（27）上，上料辊道三（27）上的矫直辊（46）进入对轮输送装置一（121）中，进行边旋转边前移的输送动作，进入全自动数控无心磨床（28）磨削；所述上料辊道三（27）基架七（118）上的变频调速电机二（119）通过链轮机构一（120）带动上料辊道三（27）运动，实现对矫直辊（46）的输送；所述对轮输送装置一（121）由多对聚氨酯胶轮（116）组成；

（c）全自动数控无心磨床（28）在砂轮（122）、导轮（123）、导板（124）的共同作用下对矫直辊（46）进行多次循环磨削后达到要求尺寸和形位精度后，进入下料辊道三（29）；矫直辊（46）通过气缸七（130）推动连杆机构四（129）实现上下移动，使气动自动拨料臂八（30）与下料辊道三（29）对接，矫直辊（46）自由滚落至气动自动拨料臂八（30）上，经气动自动拨料臂八（30）将矫直辊（46）拨动进入下料架收集料台四（31）；所述下料辊道三（29）基架八（128）上的变频调速电机三（125）通过链轮机构二（126）带动下料辊道三（29）运动，实现对矫直辊（46）的输送，下料辊道三（29）由多对塑料滚轮一（127）组成。

6.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在四轴三联动双刀轴数控旋风铣床上铣矫直辊花键的工艺流程为：

（a）行车将矫直辊（46）从下料架收集料台四（31）运转至上料台架六（32）上；所述上料台架六（32）的栅格台面二（132）装在焊接基架一（131）上；

（b）固定在桁架基架一（135）上的变频伺服电机五（136）通过滚珠丝杠四（137）带动上下左右移动机械手二（133）实现左右移动，变频伺服电机六（138）通过滚珠丝杠五（139）带动上下左右移动机械手二（133）实现上下移动；

（c）上下料桁架二（33）的上下左右移动机械手二（133）抓取矫直辊（46），将其送进四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置（34）上，液压卡盘（134）夹紧矫直辊（46）外径，尾部顶尖（140）对矫直辊（46）进行轴向定位，四轴三联动双刀轴数控旋风铣床的合金涂层成型刀具粗、精铣矫直辊（46）的花键，主轴实现任意点定位、准停、精确分度、自锁，完成矫直辊（46）的花键加工；所述四轴三联动双刀轴数控旋风铣床定位装置（34）由上、下V型定位块（141）和快开螺栓（142）组成，V型定位块（141）与快开螺栓（142）连接，松开一个快开螺栓（142），V型定位块（141）可以转动，实现对矫直辊（46）的快速夹紧松开功能；

（d）加工完成后，上下料桁架二（33）的上下左右移动机械手二（133）抓取矫直辊（46）进入下料架收集料台五（35）；所述下料架收集料台五（35）的栅格台面三（143）装在焊接基架二（36）上。

7.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在全自动上下料数控外圆磨床上对矫直辊的辊面进行半精磨削，其工艺流程为：

（a）行车将矫直辊（46）运送至上料台架七（37）上；

（b）上下料桁架三（38）固定在桁架基架（148）上，上下料桁架三（38）上的变频伺服电机七（149）通过滚珠丝杠六（150）带动上下左右移动机械手三（144）实现左右移动，变频伺服电机八（151）通过滚珠丝杠七（152）带动上下左右移动机械手三（144）实现上下移动；上下左右移动机械手三（144）抓取矫直辊（46）将其送进全自动上下料数控外圆磨床（39）的托架定位装置（145）上，全自动上下料数控外圆磨床（39）的头架顶尖（146）和尾架顶尖（147）对矫直辊（46）进行轴向固定，采用80m/s的高速高精度CBN砂轮主轴，经精密修整后的砂轮对矫直辊（46）进行磨削，使用精密外圆和端面测量仪，闭环控制加工尺寸，以保证磨削质量；所述托架定位装置（145）由多个开式中心架（153）组成；

（c）磨削完成后，上下左右移动机械手三（144）抓取矫直辊（46）将其送进下料架收集料台六（40）上；所述下料架收集料台六（40）的栅格台面四（155）装在焊接基架三（154）上。

8.根据权利要求1所述的一种用于拉弯矫直机的矫直辊生产工艺，其特征在于：所述在全自动数控超精磨床上对矫直辊的辊面进行超精抛光，其工艺流程为：

（a）用行车将矫直辊（46）吊运至上料台架八（41）上，装在基架九（157）上的上料台架八（41）为倾斜式结构；气动自动拨料臂九（156）的气缸八（160）推动气动自动拨料臂九（156）做上下运动，使气动自动拨料臂九（156）与上料台架八（41）对接，上料台架八（41）上的矫直辊（46）自由滚落至气动自动拨料臂九（156）上；

（b）气动自动拨料臂九（156）将矫直辊（46）拨到上料辊道四（158）上，装在基架十（166）上的上料辊道四（158）的变频调速电机四（163）通过链轮链条机构二（164）带动塑料滚轮二（165）实现进给运动，将矫直辊（46）输送至对轮输送装置二（159）中；

（c）对轮输送装置二（159）由多个轴承座（167）与多对轮组（168）组成，对轮输送装置二（159）的多对轮组（168）在变频伺服电机十三（176）的带动下实现旋转运动，推送装置（169）的变频伺服电机九（161）通过滚珠丝杠八（162）带动顶杆二（171）做水平运动，矫直辊（46）在对轮输送装置二（159）中进行边旋转边前移的输送动作，被推进全自动数控超精磨床（42）的超精抛光区，全自动数控超精磨床（42）的超精抛光区由多部抛光头组成，分精抛、超精光抛；

（d）变频伺服电机十（175）带动输送辊道二（174）旋转，输送辊道二（174）带动矫直辊（46）做旋转运动，将矫直辊（46）推进粗糙度外观检测机（44）内，粗糙度外观检测机（44）对矫直辊（46）的外观进行检测；

（e）气动自动拨料臂十（170）的气缸九（172）推动气动自动拨料臂十（170）做上下运动，与装在基架十一（173）上的下料架收集料台七（45）对接，合格的矫直辊（46）经气动自动拨料臂十（170）拨到下料架收集料台七（45）上，经过清洗防锈后包装入库。

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