一种立式数控环件冷轧机床制造技术

本发明专利技术涉及一种立式数控环件冷轧机床，其特征在于：冷轧机为立式结构，由上顶板、下底板和相连接的四根垂直设置的导向拉杆组成对称框架立式机架结构；上顶板上装置有辗压轮结构，所述辗压轮结构通过与之相连的前辗轮座、后辗轮座与上顶板固定连接，安装在主轴上；托辊油缸的活塞杆与曲臂铰接；支撑轮采用剖分式背辊结构；在下底板上面有主滑块，主滑块通过带预紧的滚动装置安装在四根导向拉杆上；所述下底板固定在床身上，主进给油缸固定在下底板上，活塞杆与主滑块连接，滚珠丝杠副的螺母与滚动斜面连接。本发明专利技术解决了冷辗机在大压力的条件下实现高精度进给，并具有运行可靠、灵敏度高、控制精度高、使用寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控机床，尤其涉及一种用于金属环件冷轧成形加工的专用设备。
技术介绍
金属环件是使用广泛的一种零件。典型的工件如滚动轴承的内外环、球笼保持 器、隔套等，所用材料包括黑色金属和有色金属。目前金属环件最普遍的加工方式为采用金属切削机床进行切削加工，这种方法需 要多种设备配合，多道工序作业以完成零件加工，工艺路线长，并且产生大量切削。近年来， 少、无切削的金属环件冷轧技术逐步发展起来，与传统的切削机床加工工艺相比较，其下料 直径较小，因而大幅提高了原材料的利用率(根据尺寸不同可提高10% -30% )，同时工件 经冷辗压后金属流线保留完整，材料晶粒得以细化，在随后的热处理再结晶时能够获得细 而均勻的组织，提高了材料的疲劳强度。冷轧技术在环形零件加工中日益被重视。目前使用的冷轧机，主要是小型、和中小型冷轧机，均采用卧式结构，受卧式结构 的影响，其加工范围受到限制，日渐不能满足生产需要。没有前辗轮座拆卸机构，前辗轮座 拆卸烦琐，辗压轮前轴承与主轴之间多采用过盈配合，拆卸困难，容易破坏主轴精度，更换 模具困难；没有托辊或采用固定式托辊，固定式托辊安装在底座上，在冷轧开始时，其并不 与工件接触，只是工件涨大到一定程度才开始接触，因而工件圆度不稳定，调整工件锥度比 较困难；测量头多为在与工件接触部位镶嵌硬质合金杆形，工作时与工件为滑动摩擦，与工 件只有一个接触点，不利于稳定工件，容易对工件外表面造成划痕；以前的支撑轮为整体式 或剖分悬臂式，整体式支撑轮限制工件的最大加工直径，加工、调整困难，剖分悬臂式刚性 较弱，变形量大，影响加工工件精度，不利于模具使用寿命。原进给方式多采用电液比例阀 控制液压油缸直推或凸轮、连杆进给方式。进给速度采用开环控制，液压系统运动精度差， 易受液压油温升影响机床加工精度，凸轮和连杆机构结构复杂，制造、维护困难。总体上来说，目前使用的冷轧机加工出来的工件椭圆度及尺寸散差较大，加工范 围较小。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术所存在的种种不足，提供一种简化结构组成，提高系 统稳定性，使加工零件精度提高，加工尺寸范围增大的立式数控环件冷轧机床，为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案所述的一种立式数控环件冷轧机为立式结构。由上顶板、下底板和4根导向拉杆 组成对称框架立式机架结构；上顶板上装置有辗压轮结构，辗压轮结构通过前辗轮座、后辗 轮座与上顶板固定连接，安装在主轴上，主轴上置有辗压轮，其传动方式为电机经V带经减 速机后通过联轴器带动主轴，对工件提供辗压旋转主动力。所述的一种立式数控环件冷轧机，前辗轮座和上顶板由T型螺钉连接。上顶板上 开有T型槽，前辗轮座可通过T型螺钉在上顶板的T型槽中滑动，方便前辗轮座的拆卸，缩短更换模具时间和减轻劳动强度。所述的一种立式数控环件冷轧机，托辊油缸的活塞杆与曲臂铰接，活塞杆的运动 可带动曲臂围绕转轴转动。所述的一种立式数控环件冷轧机，测杆头工作时与工件为滚动接触，安装光栅传 感器B。所述的一种立式数控环件冷轧机，支撑轮采用剖分式背辊结构；主滑块安装在4 根导向拉杆上，下底板固定在床身上，主进给油缸固定在下底板上，活塞杆与主滑块连接， 滚动斜面通过滚珠丝杠副的转动控制其具体位置，由滚动斜面的位移对活塞杆的位置进行 控制，主滑块上安装光栅传感器A，对主滑块的位置进行直接测量。所述的一种立式数控环件冷轧机，支撑轮采用剖分式背辊结构，支撑轮与2根背 辊相切，2根背辊中心竖直共线，支撑轮中心与2根背辊中心组成等腰三角形。在不降低强 度的前提下，增大了工作区空间，扩大了工件加工尺寸范围。所述的一种立式数控环件冷轧机，主滑块通过带预紧的滚动装置安装在4根导向 拉杆上，4根导向拉杆相互平行，主滑块只能做上下运动。所述的一种立式数控环件冷轧机，主滑块上安装有光栅传感器A，消除了从伺服电 机到滚珠丝杠副与主滑块连接之间的机械间隙和机械结构变形量。与测量头上的光栅传感 器B构成闭环控制系统。本专利技术具有以下有益效果1.结构新颖。为国内首次采用立式结构机架和伺服液压复合进给方式的数控环件 冷轧机。2.工件加工尺寸段大，范围广。加工的工件最大直径可达Φ400πιπι，最大宽度可达 90mm,可向下延伸。3.提高了冷辗工件的尺寸精度及形位精度。立式机架采用对称框架式结构使机床 具有良好的刚性，机架单端变形< 0. 03mm，为辗扩精度的提高奠定了基础，液压系统提供足 够大的动力，伺服电机能平稳的控制滚动斜面的运动，且具有很高的定位精度，能够平稳的 控制活塞杆推动主滑块的进给速度。主滑块通过带滚动导套的导向拉杆运动，消除了在低 速下的爬行现象。在主滑块上采用了位移光栅传感器作为测量装置，这样能完全消除主滑 块以后的所有机构间隙和受力情况下的变形，从而避免了对产品加工精度的影响。4.调整方便快捷，便于更换模具。改善轴系结构，减小轴系变形，前辗轮座圆锥孔 轴承内套与主轴配合，可实现对前辗轮座快速拆卸，不会损坏主轴和轴承，缩短了模具更换 时间。5.方便了冷辗工艺参数的调整。通过触摸屏的人机对话方式，设定伺服电机的进 给速度转换点，可方便设定多个冷辗工进速度及速度转换点，为最终提高冷辗工件质量提 供了有效的手段。附图说明图1是数控环件冷轧机床主视图；图2是数控环件冷轧机床局部左视图；图3是数控环件冷轧机床数控原理简图4是电气控制原理简图。图中1-上顶板，2-导向拉杆，3-T型螺钉，4-主轴，5-锥套，6-右芯辊套，7-后辗 轮座，8-联轴器，9-减速机，10-轴承内套，11-前辗轮座，12-辗压轮，13-芯轴，14-启动电 机，15-支撑轮座，16-支撑轮，17-测量头，18-背辊，19-主滑块，20-下底板，21-滚动斜面， 22-主进给油缸，23-床身，24-活塞杆，25-螺母，26-滚珠丝杠副，27-光栅传感器A，28-减 速机，29-伺服电机，30-控制箱，31-主电机，32-V带，33-左芯辊套，34-活塞杆，35-托辊 油缸，36-后限位点，37-曲臂，38-转轴，39-机械手，40-工件，41-光栅传感器B，42-转轴， 43-触摸屏。具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。由图1可见一种立式数控环件冷轧机为立式结构。由上顶板1、下底板20和4根 导向拉杆2组成对称框架立式机架结构；上顶板1上装置有辗压轮12结构，辗压轮12结构 通过前辗轮座11、后辗轮座7与上顶板1固定连接，安装在主轴4上，主轴4上置有辗压轮 12，其传动方式为电机31经V带32经减速机9后通过联轴器8带动主轴4，对工件40提供 辗压旋转主动力。前辗轮座11和上顶板1由T型螺钉3连接。上顶板1上开有T型槽，前 辗轮座11可通过T型螺钉在上顶板1的T型槽中滑动，方便前辗轮座11的拆卸，缩短更换 模具时间和减轻劳动强度。支撑轮16采用剖分式背辊18结构；主滑块19安装在4根导向拉杆2上，下底板 20固定在床身23上，主进给油缸22固定在下底板上，活塞杆M与主滑块19连接，滚动斜 面21通过滚珠丝杠副沈的转动控制其具体位置，由滚动斜面21的位移对活塞杆M的位 置进行控制，主滑块19上安装光栅传感器A27，对主滑块19的位移位置进行直接测量。主滑块19通过带预紧的滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式数控环件冷轧机床，具有传动装置及电气控制系统，其特征在于：冷轧机为立式结构，由上顶板（１）、下底板（２０）和相连接的四根垂直设置的导向拉杆（２）组成对称框架立式机架结构；上顶板（１）上装置有辗压轮（１２）结构，所述辗压轮（１２）结构通过与之相连的前辗轮座（１１）、后辗轮座（７）与上顶板（１）固定连接，安装在主轴（４）上；托辊油缸（３５）的活塞杆（３４）与曲臂（３７）铰接；支撑轮（１６）采用剖分式背辊（１８）结构；在下底板上面有主滑块（１９），主滑块通过带预紧的滚动装置安装在四根导向拉杆（２）上；所述下底板（２０）固定在床身（２３）上，主进给油缸（２２）固定在下底板上，活塞杆（２４）与主滑块（１９）连接，滚珠丝杠副（２６）的螺母（２５）与滚动斜面（２１）连接；滚动斜面（２１）通过滚珠丝杠副（２６）的转动控制其具体位置，由滚动斜面（２１）的位移对活塞杆（２４）的位置进行控制；测量头（１７）上安装有光栅传感器Ｂ（４１），主滑块（１９）上安装有光栅传感器Ａ（２７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘余，蓝育忠，
申请(专利权)人：河南创世科技发展有限公司，刘余，蓝育忠，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]