CN85108146B - 全自动轴承套圈精密扩孔机 - Google Patents

Abstract

全自动轴承套圈精密扩孔机是一种对金属环形零件扩辗成型的加工设备。由机座、空心主轴机构、辗压芯轴支承机构，辗压模套竖直进给机构及滑块行程限制机构五个主要部分组成。采用辗压模套和辗压芯轴共同作用的封闭式辗压原理进行扩孔。与已有技术相比，可显著提高辗压套圈的尺寸精度和材料利用率，减少零件机械加工工序，显著提高轴承使用寿命

Description

本发明是一种对金属环形零件扩辗成型的加工设备。特别适合轴承套圈精密扩辗成型。

目前国内外常用的轴承套圈扩孔机均采用开式的辗压原理，这种方法虽然能辗压各种不同尺寸的套圈，特别适合于较大尺寸的套圈扩辗加工，但是在开式辗压的过程中，套圈尺寸很难精确控制。套圈运转不够稳定，系统刚性差，生产的套圈尺寸精度以及几何形状精度低辗压后还需要车削加工，大量的优质材料变为切屑，因此材料利用率很低。车削后的套圈金属流线被切断，降低了轴承的使用寿命。

近年来，许多国家致力于精密辗压工艺和装备的开发研究，出现了不同形式的精密扩孔机，如英国Formflo公司正在研制的Formflo O/R1000型辗压机和西德SKF的EMB型自动辗扩孔机，苏联的CO424型冷顶扩孔机等。据洛阳轴承厂《轴承技术》1985年第一期发表的翻译资料介绍，苏联的CO424型冷顶扩孔机是一种局部变形的端面辗压机，它的机身上装有一个电机，通过齿轮带动空心主轴旋转，主轴上装有一个凹模，空心主轴左端有一个油缸，油缸活塞能带动推出器往复运动，使工件从凹模中推出(卸料)，主轴的右侧有一个由油缸推动的辗压滑块，在滑块上装有扩孔轴，主轴的两侧分别安有油缸杠杆驱动的成型辊和支承辊，辗压时，毛坯装在凹模里，需要变形的挡边部分伸在凹模外面，扩孔轴在油缸的推动下沿主轴轴线方向进给，对套圈端面进行辗压，成型辊子对套圈挡边的外径也同时进行辗压，而支承辊子作用于扩孔轴以增强扩孔轴的刚性。这种凹模装在主轴上，扩孔轴沿凹模轴向进给，扩孔轴工作时呈悬臂状态的扩孔机，只能用来对滚子轴承的挡边进行局部辗压，相当于一种卷边机，虽然整体结构具有独特之处，但不能解决套圈的精密扩孔问题。

本发明的目的是提供一种精密扩孔机，采用封闭成型的模腔，辗压芯轴在辗压时呈双支承状态，承压刚性好，并具有提高套圈形位精度的精辗机构。从面有效地提高辗压套圈的尺寸精度，使套圈的材料利用率和使用寿命显著地提高。

其解决方案是：扩孔机身上装有一根由电动机、齿轮驱动旋转的空心主轴，空心主轴的左端有一个卸料油缸，它固定在机身上，卸料油缸的活塞杆是一根穿过主轴孔的卸料长轴，它与主轴同步旋转，并能随着卸料油缸活塞的运动面带动卸料套筒往复运动，空心主轴的右端上装有一个扭矩离合器，离合器能带动辗压模套座旋转，辗压模套座装在辗压滑块内，并能在其内旋转，辗压滑块在辗压油缸活塞的推动下，可沿机身的导轨上下运动。在辗压滑块下方设有滑块行程限制机构，主轴和辗压滑块的右侧是支承座，上面装有一个具有内外双层活塞的支承油缸，其内外活塞推动支承柱塞往复运动，支承柱塞中心线与空心主轴的中心线重合，支承柱塞前端装有辗压芯轴和托料圈。

机床的自动工作循环过程是：(1)上料机械手把套圈毛坯送至机床中心线处；(2)支承油缸外活塞向左运动，使辗压芯轴穿入毛坯内孔；(3)上料机械手退回；(4)支承油缸内活塞向左运动；辗压芯轴伸进卸料套筒孔内，将毛坯送进辗压模套内；(5)辗压滑块下降，当毛坯外表面与辗压模套接触时，主轴带动辗压芯轴旋转进行辗压；(6)辗压到底，进行无进给精辗；(7)辗压滑块向上返回；(8)支承柱塞向右退回；(9)卸料油缸活塞推着卸料套筒向右运动进行卸料；(10)卸料后，卸料油缸活塞带着卸料套筒向左返回，与此同时上料机械手又将第二个套圈毛坯送至机床中心线处；(11)辗压好的套圈在机床排料口进行尺寸检验，检测后发出信号，支承柱塞又向左运动，开始第二个工作循环。

附图说明：

图1是精密扩孔机的正面剖视图

图2是图1的辗压部位的局部放大剖视图

图3是辗压芯轴安装在主轴上的局部放大剖视图。

图1表明了精密扩孔机的结构原理，是本发明的实施例。它是由机座、空心主轴机构、辗压芯轴支承机构、辗压模套竖直进给机构及滑块行程限制机构五个主要部分构成。机座4的左上方是机身5，右上方装有支承座21，空心主轴9通过轴承安装在机身5内，并由齿轮10、皮带轮6和电机驱动旋转，空心主轴左端的机身上装有一个卸料油缸，卸料长轴8通过轴承安装在卸料油缸活塞7的内孔里，这根卸料长轴还通过键与空心主轴9相连，通过长螺栓与卸料套筒12相连，卸料套筒12通过一个中间套筒安装在空心主轴9的右端的孔内。扭矩离合器13通过键安装在空心主轴9的右端部，扭矩离合器右端通过球窝与嵌在辗压模套座上的弹簧和钢球，将旋转运动传递给辗压模套座。辗压模套座内装有辗压模套16，辗压模套座通过轴承安装在辗压滑块15内，辗压滑块可沿机身的导轨33上下运动，其上部与辗压油缸活塞14连接，辗压油缸固定在机身的顶部。支承座21上装有支承油缸，这个油缸内装有外活塞20，内活塞19，支承油缸内外活塞可以推动支承柱塞18往返运动，支承柱塞的左端通过轴承和中间套安装辗压芯轴11托料圈17。滑块行程限制机构位于辗压滑块下部，它由限位丝杠1、蜗轮2、蜗杆3组成、转动蜗杆、丝杠可以升降。可以限制辗压滑块的行程。

图2是附图1中辗压部位局部放大剖视图，表示辗压芯轴安装在支承柱塞上的工作状态。毛坯22被送到辗压模套16内，辗压芯轴前端进入卸料套筒孔内，然后油缸驱动辗压滑块下降，扭矩离合器脱开，毛坯被压紧在辗压模套与辗压芯轴之间，空心主轴的旋转运动通过辗压芯轴与卸料套筒内孔表面的摩擦力传递给辗压芯轴，对毛坯的内表面辗压变形，也同时带动辗压模套座26从动旋转，即进入辗压状态。扭矩离合器右端均布安装了若干个球窝座25，相应地有相同数量的钢球24和弹簧27安装在辗压模套座26上。扭矩离合器的作用在于：辗压时，辗压芯轴与辗压模套座处于偏心状态，为了避免速度干涉，扭矩离合器必须脱开，面在卸料时，辗压滑块上升，离合器闭合，使卸料套筒与套圈同步旋转，避免擦伤套圈端面。托料圈17和卸料套筒12背后装有弹簧28及23，在辗压过程中，由于托料圈17和卸料套筒12端面与毛坯端面有速度差，必然产生摩擦，弹簧的浮动作用就是为了减小端面摩擦，避免将套圈端面擦伤。

图3是辗压芯轴安装在主轴上的局部放大剖视图。是本发明的又一实施例。辗压芯轴11安装在主轴9孔内的中间套32上，辗压芯轴11装有托料圈29，托料圈29既起托料作用又起卸料作用，支承柱塞18上装有一个支承套31和一根上料芯轴30，辗压时支承柱塞18通过支承套31能托住辗压芯轴11的头部，这种结构具有附图2相同的工作效能。

本发明的特点是：装在主轴上的扭矩离合器有八个球窝座，相应有八个钢球和弹簧装在辗压模套座的端面，当卸料时，离合器与辗压模套座同步旋转，面辗压时与辗压模套座脱开。

本发明的另一特点是：辗压时，辗压芯轴一端进入卸料套筒内，另一端固定在支承柱塞上，辗压芯轴上还装有一个托料圈，在托料圈和卸料套筒背面装有弹簧，这种机构的优点是，辗压芯轴呈双支承状态，承压刚性好，套圈毛坯轴向定位准确，辗压时由于辗压模套、托料圈、卸料套筒组成闭式的辗压模腔，使得套圈的辗压精度高。

本发明的辗压滑块行程限制机构是由蜗杆，蜗轮调整限位丝杠的高度。当辗压过程接近终止时，限位丝杠超前接触辗压滑块底部，迫使液压系统压力升高，压力补偿变量泵流量减小，辗压滑块下降速度减慢，推迟电气的接通时间，从而调整机床的无进给精辗时间，有效地提高辗压套圈的尺寸精度和几何形状精度。

用全自动轴承套圈精密扩孔机生产的轴承套圈与已有技术相比，提高了辗压套圈的尺寸精度，除套圈外倒角之外可取消车削加工，大幅度提高材料利用率；提高磨削加工的效率和精度；由于辗压套圈内部金属流线分布合理。能显著提高轴承的使用寿命。以生产308、204外圈为例新老工艺对比如下：

表I.精密辗压与理行工艺生产的套圈尺寸精度对比表。

单位mm

表I：精密辗压与现行工艺经济效益对比表

Claims (4)

1.一种金属环形零件扩辗成型的加工设备，特别适合于轴承套圈精密扩辗，它由机座、空心主轴机构、辗压芯轴支承机构、辗压模套竖直进给机构及滑块行程限制机构，五个主要部分组成；扩孔机身上装有一根由电机经过齿轮驱动的空心主轴9，空心主轴左端有一个卸料油缸，它固定在机身上，穿过主轴孔的卸料长轴8通过轴承安装在卸料油缸活塞7的内孔里，卸料长轴与空心主轴同步旋转，并能随着卸料油缸活塞的运动而带动卸料套筒12往返运动；其特征是：空心主轴的右侧有支承座21，支承座上装有一个具有内、外双层活塞的支承油缸，可以推动支承柱塞18往返运动，支承柱塞前端装有辗压芯轴11和托料圈17，支承柱塞中心线与空心主轴中心线重合；空心主轴和支承柱塞中间有辗压滑块15，辗压滑块在辗压油缸的驱动下可沿机身导轨33上下运动，辗压模套座26通过轴承安装在辗压滑块15内，毛坯22置于辗压模套16内；空心主轴右端装有扭矩离合器13，其端面均布若干钢球球窝，对应地有相同数量的钢球24和弹簧27安装在辗压模套座26上，滑块下移进入辗压状态时，扭矩离合器脱开，避免速度干涉，卸料时，辗压滑块上升扭矩离合器闭合，带动辗压模套座26同步旋转；辗压滑块的下方是滑块行程限制机构。

2.权利要求1所述的设备，在辗压时，辗压芯轴11的一端固定在支承柱塞18上，另一端进入卸料套筒12的内孔，辗压芯轴呈双支承状态，并与辗压模套16，卸料套筒12及托料圈17组成封闭的辗压模腔。

3.权利要求1或2所述的设备，其中的滑块行程限制机构是由蜗杆3、蜗轮2一对传动副带动限位丝杆1升降，与机床电气和液压系统中压力补偿变量泵的配合，可以调整控制无进给精辗时间。

4.权利要求1或2所述的设备，其中卸料套筒12和托料圈17的背面装有弹簧23和28。

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