用于旋压/挤压成型的成型机和旋压/挤压成型的方法技术

本发明专利技术涉及用于旋压/挤压工件(5)的成型机，该成型机具有：机床(10)；主轴箱(20)；可转动地支承在所述主轴箱(20)上的主轴(22)，所述主轴具有滚压心轴(24)，该滚压心轴用于容纳所述工件(5)；支座(30)，其承载至少一个加工工具(26)，并且可相对于主轴沿所述机床(10)的纵向轴向移动。此外，设有用于转动驱动所述主轴(22)的主轴驱动装置(23)和用于移动所述支座(30)的进给驱动装置。所述主轴驱动装置(23)具有至少两个驱动电机(23a、23b)，所述驱动电机分别具有驱动小齿轮。所述主轴(22)具有驱动齿轮，所述驱动齿轮通过所述驱动电机的驱动小齿轮(23a、23b)驱动。

A molding machine for extrusion / rolling and a method for extrusion / rolling

The invention relates to a method for extrusion / rolling workpiece (5) of the molding machine, molding machine: machine tool spindle box (10);; (20) rotatably supported on the spindle box (20) on the main shaft (22), the main shaft with rolling mandrel (24), the rolling mandrel for hold the workpiece (5); support (30), its carrying at least one processing tool (26), and relative to the machine tool spindle along the longitudinal axial movement (10). In addition, a spindle driving device (23) for rotating the spindle (22) and a feed driving device for moving the support (30) are provided. The spindle drive device (23) has at least two driving motors (23a, 23B), and the drive motor has a driving gear, respectively. The spindle (22) has a driving gear, which is driven by a driving gear (23a, 23B) of the driving motor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于挤压/滚压的成型机和用于挤压/滚压的方法
本专利技术涉及一种用于挤压/滚压工件的成型机，所述成型机具有：机床；主轴箱；可转动地支承在所述主轴箱上的主轴，所述主轴具有滚压心轴，该滚压心轴设置用于容纳工件；支座，所述支座承载至少一个加工工具，并且该支座能够相对于主轴沿机床的纵向方向轴向移动；用于转动驱动所述主轴的主轴驱动装置；和用于移动所述支座的进给驱动装置。此外，本专利技术涉及一种用于挤压/滚压工件的方法，其中将工件设置在固定在主轴上的滚压心轴上，所述主轴通过一个或多个主轴驱动装置驱动，并且将设置有至少一个加工工具的支座相对于滚压心轴移动，以挤压/滚压所述工件。
技术介绍
挤压和滚压是无切削成型方法，其中大多为旋转对称的工件(坯件)通过一个或多个贴靠于其外周面的压力辊或滚压辊通过处于旋转中的滚压心轴以预设的轮廓被挤压或拉伸。在此，在加工期间发生压力辊相对于工件的轴向进给。工件被相对于滚压辊的外轮廓挤压并且成形为期望的轮廓，在此也可能发生壁厚的减小(滚压)。所述的成型方法尤其也能被理解为所谓的强力旋压或拉伸强力旋压。这种压力机例如从DE3041267A1中已知。在已知的压力机或滚压机中，主轴通过主轴电机经由楔形皮带、传动装置或齿带驱动装置驱动。在此，可使用直至300kW的驱动功率。经由主轴头中的多个传动级能够实现直至约40000Nm的扭矩。这种驱动装置具有下述缺点：传动级是高成本的，并且效率由于在传动级内的摩擦损耗而恶化。通常要安装耗费高的润滑和冷却系统。在大的待加工工件的情况下和在壁厚大幅减小的情况下，必须施加相当大的功率以进行成形。尤其需要相当大的功率来转动滚压心轴并且来使支座进给，在所述支座上设有加工工具，尤其是设有压力辊。在滚压心轴和支座的已知的驱动装置中存在功率上限。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提出一种用于挤压/滚压工件的成型机和一种相应的方法，所述设备和方法适用于提供高的成型功率和能够在尽可能简单地构造成型机的情况下加工大的工件。本专利技术的目的一方面通过具有权利要求1所述的特征的成型机实现，另一方面通过具有权利要求5所述的特征的成型机实现。此外，所述目的还通过根据权利要求18所述的方法来实现。优选的设计方案在各从属权利要求中给出。根据本专利技术的成型机的特点在于，主轴驱动装置具有至少两个驱动电机，这些驱动电机分别具有驱动小齿轮，并且主轴具有一个或多个驱动齿轮，这些驱动齿轮可通过驱动电机的驱动小齿轮驱动。本专利技术的基本构思在于，通过多个驱动电机提供用于驱动主轴的功率。因此，为了提供大的扭矩可以设置多个较小的电机，这些电机可以在市场上批量购买并因此是低成本的。根据本专利技术的成型机的优点在于，作用到主轴的驱动齿轮上的驱动力矩(总驱动力矩)被分为多个、尤其是两个子驱动力矩。因此，代替基本上为点状的、高的总负荷，驱动齿轮所承受的可以是多个、明显更小的子负荷。由此可以明显减小驱动齿轮的点负荷。因此，例如能够降低对齿轮的材料或尺寸的要求，进而节约成本。本专利技术的另一基本构思是，使至少两个驱动电机并行运行。为此，设置在主轴上的驱动齿轮通过与驱动电机相关联的驱动小齿轮同时被驱动，以驱动主轴。根据本专利技术特别优选的是，驱动小齿轮和/或驱动电机相对于主轴的驱动齿轮对称地设置。在这种情况下将对称设置尤其是理解为：以关于驱动齿轮等距地设置驱动小齿轮或驱动电机。在此也可以理解为关于驱动齿轮的旋转轴线的旋转对称的设置。在两个驱动小齿轮或驱动电机的情况下，所述驱动小齿轮或驱动电机因此而相对于彼此错开180°地设置，在三个驱动小齿轮或驱动电机的情况下它们相对于彼此错开120°地设置。通过对称设置，可以实现对于驱动齿轮的尽可能大的减负荷。通过位错设置驱动小齿轮或驱动电机，使得驱动电机的各个扭矩被引向驱动齿轮的不同部位。通过主从式运行确保了各个电机的均匀的扭矩负荷。其优点在于，明显减小了齿轮宽度进而降低了齿轮重量和成型机的与此相关联的飞轮力矩(GD2)或转动惯量。这还引起对机器的加速或减速的正面影响。一个特别优选的实施方式的特征在于，将驱动小齿轮分别设置在相应的驱动电机的电机输出轴上，并且这些驱动小齿轮直接与主轴的驱动齿轮啮合。在驱动装置的这种设置方案中，给出了精确的转速同步。在一个实施例中，实现了1:10的传动比i，这能够产生0至200分钟-1的主轴转速。在主轴转速为0至50分钟-1的情况下，实现约50000Nm的恒定转矩。还可以实现高于100000Nm的转矩。驱动电机和主轴的直接耦联舍弃了多个传动级，这些传动级通常是高成本的和易于磨损的。一个特别的优点在于，可以将通常在传动装置中消耗的能量(摩擦损耗)提供作为用于主轴的附加的驱动能量。因此，根据本专利技术的驱动装置的效率是特别好的。此外，还可以放弃耗费高的用于润滑和冷却传动装置的润滑和冷却系统。根据本专利技术特别优选的是，驱动电机构成为缓慢转动的电机，尤其是构成为三相-异步电机。这种电机在转速小的情况下具有高的额定转矩。因此这样的电机的优点在于，不需要或仅需要很小的转速传动比来将功率从电机输出端传输到主轴上。尤其是，可以将传动比实施为仅单级的传动比。由此可以明显使传动或传动比损耗最小化。缓慢转动的三相-异步电机尤其适合用于提供大的和时间上恒定的转矩。因此，可实现高于100000Nm的转矩。另一根据本专利技术的成型机的特征在于，进给驱动装置具有多个驱动单元，这些驱动单元可在机架式运行中运行。与唯一的、中央的驱动单元相反，多个用于驱动支座的驱动单元的优点在于，分散驱动功率。因此，一个驱动单元仅提供总驱动功率的一小部分。由此可以简单的方式提高总驱动功率。为了制成高精度的圆柱形管，驱动单元必须在同步运行中运行。为此提出，使驱动单元在所谓的机架式运行中运行。在机架式运行中，例如一个或多个驱动装置同步跟随进行引导的驱动单元，进而在部分不同的驱动力矩下确保对称的进给。在这种情况下特别优选的是，设置至少四个驱动单元。为了精确地加工工件需要的是，以更高的定位精度尽可能对称地将通过这些驱动单元提供的轴向进给引入到系统中。滚压心轴相对于压力辊的轴向相对运动可以通过移动所述支座、使主轴通过主轴箱移动或者通过这两者的组合来进行。主轴箱也可以称为主轴头。在此发现，四个驱动单元可以将进给力特别可靠和准确地引入支座或具有主轴的主轴箱中。特定的调节技术确保驱动单元的必要的同步运行。关于所需要的对于进给力的同步引入特别优选的是，将驱动单元相同地构成。将驱动单元实施为相同的设计方案具有下述优点：能够减小驱动单元的储存和维修成本。为了在轴向移动时尽可能减小支座或主轴箱上的倾斜力矩，根据一个优选的实施方式提出，将驱动单元围绕成型机的机器轴线对称地设置。机器轴线尤其是被理解为穿过主轴的旋转轴线延伸的轴线。所述轴线也形成通过对工件进行加工而作用到支座上的力的对称中心。因此，驱动单元的这种对称设置支持在机床上对支座或主轴箱的可靠引导。根据本专利技术的成型机的一个有利的设计方案的特征在于，驱动单元分别具有滚珠丝杠主轴，并且这些滚珠丝杠主轴彼此平行地设置。滚珠丝杠驱动装置由于其高精度而适用于精确定位所述支座。优选的是设置4个滚珠丝杠传动装置，这些滚珠丝杠传动装置通过机架系统同步。通过CNC控制装置，可使驱动装置转动角度同步地或者位置精确地运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于挤压/滚压工件(5)的成型机，所述成型机具有：机床(10)；主轴箱(20)；可转动地支承在所述主轴箱(20)上的主轴(22)，所述主轴具有滚压心轴(24)，所述滚压心轴设置用于容纳所述工件(5)；支座(30)，所述支座承载至少一个加工工具(26)，并且所述支座能够相对于主轴沿所述机床(10)的纵向方向轴向移动；用于转动驱动所述主轴(22)的主轴驱动装置(23)；和用于移动所述支座(30)的进给驱动装置，其特征在于，所述主轴驱动装置(23)具有至少两个驱动电机，所述驱动电机分别具有驱动小齿轮，并且所述主轴(22)具有至少一个驱动齿轮，所述驱动齿轮可以通过所述驱动电机的驱动小齿轮驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.20 EP 15190545.21.一种用于挤压/滚压工件(5)的成型机，所述成型机具有：机床(10)；主轴箱(20)；可转动地支承在所述主轴箱(20)上的主轴(22)，所述主轴具有滚压心轴(24)，所述滚压心轴设置用于容纳所述工件(5)；支座(30)，所述支座承载至少一个加工工具(26)，并且所述支座能够相对于主轴沿所述机床(10)的纵向方向轴向移动；用于转动驱动所述主轴(22)的主轴驱动装置(23)；和用于移动所述支座(30)的进给驱动装置，其特征在于，所述主轴驱动装置(23)具有至少两个驱动电机，所述驱动电机分别具有驱动小齿轮，并且所述主轴(22)具有至少一个驱动齿轮，所述驱动齿轮可以通过所述驱动电机的驱动小齿轮驱动。2.根据权利要求1所述的成型机,其特征在于,所述驱动小齿轮和/或所述驱动电机相对于所述主轴(22)的驱动齿轮对称地设置。3.根据权利要求1或2所述的成型机，其特征在于，所述驱动小齿轮分别设置在相应的驱动电机的电机输出轴上，并且所述驱动小齿轮直接与所述主轴(22)的驱动齿轮啮合。4.根据权利要求1至3之一所述的成型机，其特征在于，所述驱动电机构成为缓慢转动的电机，尤其是构成为三相-异步电机。5.一种用于挤压/滚压工件(5)的成型机，所述成型机具有：机床(10)；主轴箱(20)；可转动地支承在所述主轴箱(20)上的主轴(22)，所述主轴具有滚压心轴(24)，所述滚压心轴设置用于容纳所述工件(5)；支座(30)，所述支座承载至少一个加工工具(26)，并且所述支座能够相对于主轴沿所述机床(10)的纵向方向轴向移动；用于转动驱动所述主轴(22)的主轴驱动装置(23)；和用于移动所述支座(30)的进给驱动装置，其特征在于，所述进给驱动装置具有多个驱动单元，所述驱动单元可在机架式运行中运行。6.根据权利要求5所述的成型机，其特征在于，设有至少四个驱动单元。7.根据权利要求5或6所述的成型机，其特征在于，所述驱动单元相同地构成。8.根据权利要求5至7之一所述的成型机，其特征在于，所述驱动单元围绕所述成型机(1)的机器轴线(8)对称地设置。9.根据权利要求5至8之一所述的成型机，其特征在于，所述驱动单元分别具有滚珠丝杠主轴(14)，并且这些滚珠丝杠主轴(14)彼此平行地设置。10.根据权利要求9所述的成型机，其特征在于，至少一个滚珠丝杠主轴(14)多件式地、尤其是两件式地构成，其中，所述滚珠丝杠主轴的第一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝内迪克特·尼利斯，
申请(专利权)人：莱菲尔德金属旋压机有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE