CN2933648Y - 一种精密冷轧环机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种冷轧环机。一种精密冷轧环机，它包括主传动机构、主轴、辗压轮、形位辊、小滑块、芯辊、支撑辊、主滑块、进给传动机构、测量机构、机械手、机架，机架包括左侧板(17)、底板(16)、右侧板(19)；其特征在于：2根下拉杆(23)分别穿过左侧板(17)的下端部的前后的下拉杆孔、底板(16)的前后的下拉杆孔、右侧板(19)的下端部的前后的下拉杆孔，其两端分别旋入螺母紧固；前上拉杆(18)穿过左侧板(17)的前上拉杆孔、前拉杆套(20)、右侧板(19)的前上拉杆孔，其两端分别旋入螺母紧固；后上拉杆(22)穿过左侧板(17)的后上拉杆孔、后拉杆套(21)、右侧板(19)的后上拉杆孔，其两端分别旋入螺母紧固。本实用新型具有稳定性好、精确定位的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于以轴承套圈为代表的环类零件精密冷辗扩加工领域，具体涉及一种冷轧环机。
背景技术
精密冷辗扩是一种少无切削加工的新工艺。冷辗扩加工可以制造各种高精度环类零件，尤其在轴承制造领域，采用冷辗扩工艺具有诸多优点，以6308球轴承套圈为例：(1)材料利用率高，与车加工工艺相比，节约材料20％左右；(2)生产效率高，4～6件/min；(3)废品率低(2％)；(4)表面粗糙度低(0.8μm)；(5)冷辗工艺使工件金属纤维流线完整，材料晶粒细化，获得细而均匀的组织结构，从轴承寿命可提高4～10倍以上。
目前生产中长期使用的冷轧环机(或称冷辗环机、辗环机、轧环机、扩孔机)包括主传动机构、主轴、辗压轮、形位辊、小滑块、支撑辊、主滑块、进给传动机构、测量机构、机械手、机架。现有的冷轧环机存在诸多不足，致使加工产品精度得不到很好的保证，由于轧制过程中辗压力最终作用在机架上，机架会产生一定的变形，当辗压结束，测量系统不能很好的反映机架的弹性变形回复，致使环件尺寸散差较大；传统进给系统多采用液压推动方式，当油液中渗入空气时，会产生噪音，容易引起振动和爬行现象(运动速度不均匀)，影响液压传动的平稳性；工件检测外径时，将多余(或不足)材料反映在内径上，内径公差大，工件检测内径时，外径公差大。这些不足严重制约了冷辗扩工艺的推广。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种稳定性好的新型的精密冷轧环机。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种精密冷轧环机，它包括主传动机构、主轴、辗压轮、形位辊、小滑块、芯辊、支撑辊、主滑块、进给传动机构、测量机构、机械手、机架，机架包括左侧板17、底板16、右侧板19；其特征在于：底板16的前后分别设有下拉杆孔，左侧板17、右侧板19的下端部的前后分别设有下拉杆孔，左侧板17、右侧板19的上端部的前后分别设有上拉杆孔，2根下拉杆23分别穿过左侧板17的下端部的前后的下拉杆孔、底板16的前后的下拉杆孔、右侧板19的下端部的前后的下拉杆孔，下拉杆23的两端分别旋入螺母紧固；前上拉杆18穿过左侧板17的上端部的前上拉杆孔、前拉杆套20、右侧板19的上端部的前上拉杆孔，前上拉杆18的两端分别旋入螺母紧固；后上拉杆22穿过左侧板17的上端部的后上拉杆孔、后拉杆套21、右侧板19的上端部的后上拉杆孔，后上拉杆22的两端分别旋入螺母紧固。
所述的进给传动机构包括减速器1、滚珠丝杠副2、伺服电机15，伺服电机15的输出端与减速器1的输入端相联，减速器1的输出端由联轴器与滚珠丝杠副2的丝杠相联，丝杠穿入轴套25内并以圆螺母27预紧，轴套25由轴承与轴承座26相连，轴承座26由螺钉固定在右侧板17上；减速器1由螺钉固定在轴承座26的外端面上；滚珠丝杠副2的滚珠螺母24紧固在垫板上，垫板固定在主滑块3上。
所述的测量机构包括两把光栅尺、测头11、动板12、直线导轨13、油缸14，测头11通过连接杆固定在动板12上，动板12的上部固定Y光栅尺的动尺，动板12的下部固定在直线导轨13的动滑块上，动板12的右端与油缸14的活塞杆连接，油缸14的缸体固定在机架的右侧板19上，定板的上部固定Y光栅尺的定尺，定板的下部固定直线导轨13的滑座；X光栅尺的定尺固定在机架的后拉杆套21上，X光栅尺的动尺固定在主滑块3上。
本实用新型具有如下有益效果：
1、机架4是各个部件的安装基础，是轧制力的最终承载体，辗扩尺寸精度很大程度上取决于机架的变形程度，采用框架式预紧结构，减少底板16、左侧板17和右侧板19的厚度并增大拉杆的截面积，使机架重量明显减少，刚度有很大的提高，辗扩零件精度有较大提高，提高了精密冷轧环机的稳定性。
2、进给传动机构采用滚珠丝杠副2，进给动力源可控精度高。通过人机界面输入轧制过程工进参数，丝杠进给能快速精确响应，轧制过程中噪音小，主滑块3运动平稳无爬行现象，从而可实现高精度辗扩，稳定性和可靠性比较高。
3、测量部件采用双光栅测量控制，两把光栅尺提供位置控制和终端尺寸反馈测量，形成完善的闭环控制系统，光栅信号经过系统处理，分辨率达到5μm。可选择实现对环件的外径和内径控制模式，系统能自动寻找光栅绝对零点位置，并进行校正，消除光栅信号丢失引起的测量误差，实现精确定位，加工的零件尺寸精度较高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图2是图1的俯视图
图3是本实用新型机架的结构示意图
图4是图3的俯视图
图5是本实用新型进给传动机构的结构示意图
图中：1-减速器，2-滚珠丝杠副，3-主滑块，4-机架，5-芯辊，6-形位辊，7-辗压轮，8-主轴，9-形位辊转臂，10-机械手，11-测头，12-动板，13-直线导轨，14-油缸，15-伺服电机，16-底板，17-左侧板，18-前上拉杆，19-右侧板，20-前拉杆套，21-后拉杆套，22-后上拉杆，23-下拉杆，24-滚珠螺母，25-轴套，26-轴承座，27-圆螺母，28-支撑辊。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种精密冷轧环机，它包括主传动机构、主轴、辗压轮、形位辊、小滑块、芯辊、支撑辊、主滑块、进给传动机构、测量机构、机械手、机架，主传动机构主要由主传动电机、皮带、主传动减速器、主传动联轴器构成，主传动电机的输出端由皮带与主传动减速器的输入端相联，主传动减速器的输出端由主传动联轴器与主轴8相连；辗压轮7经平键联接安装在主轴8的中部(主轴带动辗压轮对工件施加旋转辗压力)，主轴8的前部通过轴承安装在前辗轮座上，主轴8的后部通过两套轴承安装在后辗轮座上，前辗轮座与后辗轮座紧固连接，且前辗轮座与后辗轮座紧固在机架4的左侧板17上；形位辊6位于辗压轮7与支撑辊28之间，形位辊6由轴承与形位辊转臂9的一端相连，形位辊转臂9的转动中心与主轴8同心并通过一套轴承固定在主轴上，形位辊转臂9的另一端与油缸的活塞杆铰接，油缸与机架4铰接；2个小滑块分别设在前辗轮座、后辗轮座上，芯辊5插在小滑块上，芯辊5处设有推动油缸；支撑辊28设在主滑块3上；芯辊5的上方设有机械手10，机械手10与机架相连。
如图3、图4所示，机架4包括左侧板17、底板16、右侧板19；底板16的前后分别设有下拉杆孔，左侧板17、右侧板19的下端部的前后分别设有下拉杆孔，左侧板17、右侧板19的上端部的前后分别设有上拉杆孔，2根下拉杆23分别穿过左侧板17的下端部的前后的下拉杆孔、底板16的前后的下拉杆孔、右侧板19的下端部的前后的下拉杆孔，下拉杆23的两端分别旋入螺母紧固；前上拉杆18穿过左侧板17的上端部的前上拉杆孔、前拉杆套20、右侧板19的上端部的前上拉杆孔，前上拉杆18的两端分别旋入螺母紧固；后上拉杆22穿过左侧板17的上端部的后上拉杆孔、后拉杆套21、右侧板19的上端部的后上拉杆孔，后上拉杆22的两端分别旋入螺母紧固。左侧板17、底板16、右侧板19、前拉杆套20、后拉杆套21以四根拉杆并有一定预紧力紧固而成，从而提高受力机架的整体对称性和刚度，可拆装、组合式的结构为内部零件的拆装维修提供了方便。
如图5所示，所述的进给传动机构包括减速器1、滚珠丝杠副2、伺服电机15，伺服电机15的输出端与减速器1的输入端相联，减速器1的输出端由联轴器与滚珠丝杠副2的丝杠相联，丝杠穿入轴套25内并以圆螺母27预紧，轴套25由轴承与轴承座26相连，轴承座26由螺钉固定在右侧板17上；减速器1由螺钉固定在轴承座26的外端面上；滚珠丝杠副2的滚珠螺母24紧固在垫板上，垫板固定在主滑块3上。作用是驱动主滑块3进给，滚珠丝杠副进给传动快速平稳可靠。滚珠丝杠固定在轴承座内，为使丝杠和螺母装配和运转同心，将螺母浮动的固定在滑块上。
如图1、图2所示，所述的测量机构包括两把光栅尺、测头11、动板12、直线导轨13、油缸14，测头11通过连接杆固定在动板12上，动板12的上部固定Y光栅尺的动尺，动板12的下部固定在直线导轨13的动滑块上，动板12的右端与油缸14的活塞杆连接，油缸14的缸体固定在机架的右侧板19上，定板的上部固定Y光栅尺的定尺，定板的下部固定直线导轨13的滑座；X光栅尺的定尺固定在机架的后拉杆套21上，X光栅尺的动尺固定在主滑块3上。Y光栅尺可选择实现对环件外径和内径控制模式，自动状态下，用于实时测量工件外径；X光栅尺用于实时测量环件壁厚。油缸油路控制换向阀为P型三位四通阀。
工作时，在机械手上料，芯辊5穿料，机械手回程后，芯辊5处设有推动油缸在P型换向阀侧位控制下，带动测头11压向坯料并使其正确定位，支撑辊28压向芯辊5，带动其向辗压轮7方向进给，工件壁厚逐渐变薄，X光栅尺随主滑块带动动尺移动，在不同位置发出瞬时壁厚数值X；随着壁厚变薄，工件外径逐渐变大，工件外径推动测头11向右移动，进而通过动板带动Y光栅尺动尺同时向右移动，光栅发出瞬时外径值Y。在这之前P型换向阀已由侧位变到中位，因此，动板12带动活塞向右移动时，油缸14处于差动状态，测头11承压较小，当“设定尺寸”到时，辗压结束，P型换向阀变成另一侧位状态，油缸14由差动被动退改为全动主动退，不需要主滑块3大行程退出，提高了轧环工作效率。采用双光栅尺提供位置控制和终端尺寸反馈测量，形成完善的闭环控制系统，可实现精确定位，保证了加工零件的尺寸精度。
Claims (3)
1.一种精密冷轧环机，它包括主传动机构、主轴、辗压轮、形位辊、小滑块、芯辊、支撑辊、主滑块、进给传动机构、测量机构、机械手、机架，机架包括左侧板(17)、底板(16)、右侧板(19)；其特征在于：底板(16)的前后分别设有下拉杆孔，左侧板(17)、右侧板(19)的下端部的前后分别设有下拉杆孔，左侧板(17)、右侧板(19)的上端部的前后分别设有上拉杆孔，2根下拉杆(23)分别穿过左侧板(17)的下端部的前后的下拉杆孔、底板(16)的前后的下拉杆孔、右侧板(19)的下端部的前后的下拉杆孔，下拉杆(23)的两端分别旋入螺母紧固；前上拉杆(18)穿过左侧板(17)的上端部的前上拉杆孔、前拉杆套(20)、右侧板(19)的上端部的前上拉杆孔，前上拉杆(18)的两端分别旋入螺母紧固；后上拉杆(22)穿过左侧板(17)的上端部的后上拉杆孔、后拉杆套(21)、右侧板(19)的上端部的后上拉杆孔，后上拉杆(22)的两端分别旋入螺母紧固。
2.根据权利要求1所述的一种精密冷轧环机，其特征在于：所述的进给传动机构包括减速器(1)、滚珠丝杠副(2)、伺服电机(15)，伺服电机(15)的输出端与减速器(1)的输入端相联，减速器(1)的输出端由联轴器与滚珠丝杠副(2)的丝杠相联，丝杠穿入轴套(25)内并以圆螺母(27)预紧，轴套(25)由轴承与轴承座(26)相连，轴承座(26)由螺钉固定在右侧板(17)上；减速器(1)由螺钉固定在轴承座(26)的外端面上；滚珠丝杠副(2)的滚珠螺母(24)紧固在垫板上，垫板固定在主滑块(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种精密冷轧环机，其特征在于：所述的测量机构包括两把光栅尺、测头(11)、动板(12)、直线导轨(13)、油缸(14)，测头(11)通过连接杆固定在动板(12)上，动板(12)的上部固定Y光栅尺的动尺，动板(12)的下部固定在直线导轨(13)的动滑块上，动板(12)的右端与油缸(14)的活塞杆连接，油缸(14)的缸体固定在机架的右侧板(19)上，定板的上部固定Y光栅尺的定尺，定板的下部固定直线导轨(13)的滑座；X光栅尺的定尺固定在机架的后拉杆套(21)上，X光栅尺的动尺固定在主滑块(3)上。
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