雙斜面擺動輾壓的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了雙斜面擺動輾壓機，包括機架、擺碾頭總成，所述擺碾頭總成設置在機架上，所述擺碾頭總成包括主電機、主軸、偏心套筒、行星齒輪、內(nèi)齒輪、上斜盤、下斜盤、擺頭，所述主電機通過主軸連接偏心套筒，偏心套筒內(nèi)套有行星齒輪，所述偏心套筒通過下端的半圓形軸頭連接上斜盤并帶動上斜盤轉(zhuǎn)動，所述行星齒輪與固定不轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪相嚙合，行星齒輪通過下端的聯(lián)軸器連接下斜盤并帶動下斜盤轉(zhuǎn)動，所述擺頭連接在下斜盤下端，所述上斜盤和下斜盤的斜度相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反，通過兩者的不同向的轉(zhuǎn)動從而帶動擺頭產(chǎn)生擺碾動作。本實用新型實現(xiàn)了滾動摩擦?？梢援a(chǎn)生省力的玫瑰線軌跡。采用兩級雙斜面的增力機構(gòu)，增力比高達53.29倍；等等。
【專利說明】雙斜面擺動輾壓機
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及擺動輾壓機，具體地說是雙斜面擺動輾壓機。
【背景技術(shù)】
[0002]1918年美國研制出slick擺輾機，叫“軌道鍛造機”，1920年獲得美國專利。英國1926年研制出擺輾機，叫“轉(zhuǎn)動鍛造機”，1966年生產(chǎn)出第一臺擺輾機。瑞士 Bdltec公司研制出球面擺輾機叫“軌道冷成形機”。波蘭華沙理工大學馬爾辛尼教授于1967年實用新型了 “四軌跡的PXW型擺動模軋機”，是世界最早批量生產(chǎn)擺輾機并出口的國家。
[0003]我國兵器工業(yè)第五九研究所1973年引進波蘭生產(chǎn)的PXW型擺輾機樣機。開始研究擺輾機。五九研究所擁有國內(nèi)最強大的研究團隊，有多名頂級知名擺輾機專家。我國的擺輾機是從五九研究所起步的，后來有哈工大、北京工具廠、上海機械工藝研究所、上海電機鍛造廠、上海新華軸承廠等多家研制和生產(chǎn)擺輾機；目前國內(nèi)有幾十家生產(chǎn)擺輾機，徐州一個城市竟有6家生產(chǎn)擺輾機，但都是仿波蘭等外國的產(chǎn)品，都沒有我國自主知識產(chǎn)權(quán)。
[0004]擺輾機的基本結(jié)構(gòu):國內(nèi)外到目前為止生產(chǎn)兩種擺輾機:斜盤轉(zhuǎn)動擺頭擺輾機和球面擺頭擺輾機。
[0005]1、斜盤擺頭輾機——圓軌跡:
[0006]結(jié)構(gòu)特點:圓軌跡的“斜盤擺頭擺輾機”，“擺頭”實際根本不擺動，只作圓周旋轉(zhuǎn)滾動，所以應稱作“轉(zhuǎn)動壓力機”，優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，耐用。缺點:(1)圓軌跡，滾動的錐面是沿著材料的圓周施壓，產(chǎn)生的主要是切向阻抗力矩AM力最大，約占80%以上，轉(zhuǎn)動頭的接觸面積大呈扇形，轉(zhuǎn)壓抗力大，滾動壓頭消耗功率大(如200T-22KW，160T-45KW,600-75KW)。產(chǎn)生軸向力大，要求框架尺寸大，才能抵抗巨大的拉應力和扭矩。如200T(中型)外形尺寸達到3.3米x2.5米x3米，一個框架竟重量達到10噸。(2)滾動壓頭是作圓周運動，被滾壓零件材料是沿圓周方向變形，這樣施加的滾壓力與材料徑向變形方向垂直，產(chǎn)生的徑向變形力很小，材料變形主要是靠錐形滾壓頭將材料擠向周邊，所以更費力:而且滾壓出來的零件邊緣易產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)品質(zhì)量不好。(3)由于轉(zhuǎn)動軌跡是圓軌跡，滾壓頭會帶動零件會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，這是非常危險的。因此必須設有“防轉(zhuǎn)裝置”。
[0007]2、球面擺頭擺輾機一一次擺線軌跡:
[0008]結(jié)構(gòu)特點:擺頭為球面結(jié)構(gòu)。輾壓采用液壓系統(tǒng)。優(yōu)點:球面結(jié)構(gòu)的擺輾頭能產(chǎn)生次擺線軌跡，擺輾接觸面積小，單位面積上的壓應力大，金屬容易變形，省力，需要擺頭功率小，擺輾出的零件質(zhì)量好。缺點:(I)大面積、高精度、高硬度的球面副制造困難，制造成本高。(2)球面副是滑動摩擦，幾百噸的擺輾力作用在球面上，產(chǎn)生巨大的摩擦力，將玫瑰線軌跡省下的擺輾力幾乎全消耗掉了，所以擺輾頭的功率大，發(fā)熱、磨損快，使用壽命低，維修成本高。
[0009]斜盤滾壓頭和球面擺輾頭結(jié)構(gòu)的共同缺點:
[0010]擺輾壓力采用液壓的直壓法，“直壓法”要采用大直徑、高壓油缸的液壓系統(tǒng)，并且要配有壓力傳感器、壓力繼電器、限位開關、調(diào)速閥等許多附件；(I)結(jié)構(gòu)復雜造價高；(2)精輾壓時的壓力和滑塊的位移精度很難控制，所以很難能加工出精度高的擺輾件，常發(fā)生將模具壓裂，零件報廢現(xiàn)象；(3)擺頭電機和液壓站電機總功率達IOOKW?270KW，仍是高耗能設備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型的目的在于提供雙斜面擺動輾壓機，擺輾頭采用雙斜面結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了滾動摩擦，比球面結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，耐用。采用行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生省力的玫瑰線軌跡。采用兩級雙斜面的增力機構(gòu)，增力比高達53.29倍等。
[0012]為了達到上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案，雙斜面擺動輾壓機，包括機架、擺碾頭總成，所述擺碾頭總成設置在機架上，所述擺碾頭總成包括主電機、主軸、偏心套筒、行星齒輪、內(nèi)齒輪、上斜盤、下斜盤、擺頭，所述主電機通過主軸連接偏心套筒，偏心套筒內(nèi)套有行星齒輪，所述偏心套筒通過下端的半圓形軸頭連接上斜盤并帶動上斜盤轉(zhuǎn)動，所述行星齒輪與固定不轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪相嚙合，行星齒輪通過下端的聯(lián)軸器連接下斜盤并帶動下斜盤轉(zhuǎn)動，所述擺頭連接在下斜盤下端，所述上斜盤和下斜盤的斜度相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反，通過兩者的不同向的轉(zhuǎn)動從而帶動擺頭產(chǎn)生擺碾動作。
[0013]還包括位于擺頭正下方的工作臺，所述工作臺外部裝有圓導柱，所述工作臺上端安裝用來承載零件的模具。
[0014]所述圓導柱設置內(nèi)螺紋，工作臺設置外螺紋，圓導柱和工作臺通過螺紋配合旋轉(zhuǎn)，帶動模具中的零件上升，實現(xiàn)對零件輾壓高度的微調(diào)。
[0015]所述圓導柱下端設置圓導柱滾輪，所述圓導柱滾輪連接有壓力驅(qū)動裝置，所述壓力驅(qū)動裝置包括依次連接的進退料電動推桿、進退料一號斜面推板、進退料二號斜面推板，所述進退料二號斜面推板前端斜面連接在圓導柱滾輪底面。
[0016]所述進退料電動推桿與進退料電機連接，該電機為無級調(diào)速電機，所述進退料一號斜面推板、進退料二號斜面推板均運行在各自的軌道上。
[0017]所述工作臺中心設置用來使零件脫出模具的卸料桿，卸料桿上端連接模具，下端設置卸料桿滾輪，所述卸料桿滾輪連接卸料裝置，所述卸料裝置包括依次連接的卸料電動推桿、卸料斜面推板，所述卸料斜面推板前端斜面連接在卸料桿滾輪底面。
[0018]所述卸料電動推桿連接卸料電動推桿電機，該電機為無級調(diào)速電機，所述卸料斜面推板運行在下方屬于自己的軌道上。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型具有以下有益效果:
[0020](I)擺輾頭為雙斜面結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了滾動摩擦，大大降低了摩擦力，擺頭消耗的電機功率下降(節(jié)能)。同時，比球面結(jié)構(gòu)簡單，制造容易成本低，雙斜盤之間用滾動軸承連接，經(jīng)久耐用。
[0021](2)采用行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，可以產(chǎn)生省力的玫瑰線軌跡。擺輾頭作徑向方向擺動，使材料產(chǎn)生變形的徑向壓力占90%以上，而且與材料變形方向一致，使材料變形容易，所以更省力。
[0022](3)兩級雙斜面的增力機構(gòu)，增力比高達53.29倍，設:輾壓推力為200噸，則初級的推力只有3.75噸。這樣使用4KW的機械電動推桿即可。采用液壓缸直壓法的200噸圓軌跡擺輾機的液壓推力系統(tǒng)，則需要34KW功率的電機，加上擺頭電機功率44KW，合計為78KW.而雙斜面擺頭電機功率為20KW，加上電動推桿電機功率4KW，合計為24KW。這樣一臺200噸的雙斜盤擺輾機每小時可節(jié)省54KW電，按每班實際輾壓工作時間為6小時計算，每天一班可節(jié)省324KW，每年按240個工作日計算，則可省電7.7萬度電。全國設有1000臺擺輾機在工作，一年可節(jié)省7700萬度電，高節(jié)能的“雙斜面擺輾機”，將會帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。同時，由于采用“機械增力機構(gòu)”代替龐大復雜的液壓系統(tǒng)，并能簡化電氣控制系統(tǒng)，僅200噸的擺輾機每臺可節(jié)省7萬元(現(xiàn)生產(chǎn)的200噸擺輾機每臺售價50萬元)，所以，雙斜面擺輾機也會給企業(yè)帶來豐厚的利潤。
[0023](4)能精確控制輾壓行程。斜面推板頂點是平面，所以上死點是固定的，因此，可以精確控制工作臺的位移，其誤差小于0.03、.05mm左右；采用“斜面推板”加上工作臺的螺紋微調(diào)，能精確的控制輾壓行程，已試制出小型雙斜面擺輾機“樣機”(30KN)，經(jīng)試驗:在“陶瓷環(huán)+銅片+鋼套”的組合件上，成功實現(xiàn)了精密擺動輾壓，而且輾壓出來的零件表面光亮，粗糙度可達到Ra0.63mm以下。因此，“雙斜面擺輾機”能實現(xiàn)精密擺壓成形，這是國內(nèi)外現(xiàn)有擺輾機達不到的。
[0024](5)斜面推板上有兩段斜度，可以獲得兩種進給速度:快進和工進，這種變速結(jié)構(gòu)比液壓簡單、實用、耐用。而且成本不足液壓系統(tǒng)造價的1/10。
[0025](6)雙斜面錐體機架，可節(jié)省鋼材10%以上，是等強度、高穩(wěn)定性的“金字塔”形機架。
[0026](7)支承工作臺的圓導柱與橫梁采用直線軸承，成為滾動摩擦，改變傳統(tǒng)的滑動摩控結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)也能節(jié)省電動推桿電機功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型雙斜面擺動輾壓機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為圖1的K向放大圖。
[0029]圖中:1_主軸；2-偏心套筒；3_行星齒輪；4_內(nèi)齒輪；5_聯(lián)軸器；6_上斜盤；7-下斜盤；8-擺頭；9-模具；10-工作臺；11_圓導柱；12-推料斜面推板；13_卸料電動推桿；14-進退料電動推桿；15_進退料一號斜面推板；16_進退料二號斜面推板(兩支)；17_卸料桿；18_圓導柱滾輪；19_卸料桿滾輪。
【具體實施方式】
[0030]有關本實用新型的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0031]參考圖1-2所示，雙斜面擺動輾壓機，包括機架、擺碾頭總成，所述擺碾頭總成設置在機架上，所述擺碾頭總成包括主電機、主軸、偏心套筒2、行星齒輪3、內(nèi)齒輪4、上斜盤
6、下斜盤7、擺頭8，所述主電機通過主軸I連接偏心套筒2，偏心套筒內(nèi)套有行星齒輪3，所述偏心套筒通過下端的半圓形軸頭連接上斜盤6并帶動上斜盤6轉(zhuǎn)動，所述行星齒輪3與固定不轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪4相嚙合，行星齒輪3通過下端的聯(lián)軸器5連接下斜盤7并帶動下斜盤7轉(zhuǎn)動，所述擺頭8連接在下斜盤7下端，所述上斜盤和下斜盤的斜度相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反，通過兩者的不同向的轉(zhuǎn)動從而帶動擺頭8產(chǎn)生擺碾動作。所述機架為雙斜面金字塔形結(jié)構(gòu)。[0032]還包括位于擺頭正下方的工作臺10，所述工作臺外部裝有圓導柱11，所述工作臺上端安裝用來承載零件的模具9。
[0033]所述圓導柱設置內(nèi)螺紋，工作臺設置外螺紋，圓導柱和工作臺通過螺紋配合旋轉(zhuǎn)，帶動模具中的零件上升，實現(xiàn)對零件輾壓高度的微調(diào)。
[0034]所述圓導柱下端設置圓導柱滾輪18。所述圓導柱滾輪連接有壓力驅(qū)動裝置。所述壓力驅(qū)動裝置包括依次連接的進退料電動推桿14、進退料一號斜面推板15、進退料二號斜面推板16，所述進退料二號斜面推板前端斜面連接在圓導柱滾輪底面。所述進退料電動推桿與進退料電機連接，該電機為無級調(diào)速電機，所述進退料一號斜面推板、進退料二號斜面推板均運行在各自的軌道上。其工作過程如下:電動推桿工作推動一號斜面推板前進，一號斜面推板上的斜面推動二號斜面推板尾部的滾輪，這樣二號斜面推板前進，二號斜面推板上的斜面推動圓導柱上的滾輪前進(上升)，帶動工作臺上的零件上升，實現(xiàn)擺頭對零件施加壓力，完成擺動輾壓。
[0035]所述工作臺中心設置用來使零件脫出的卸料桿17，卸料桿上端連接模具，下端設置卸料桿滾輪19，所述卸料桿滾輪連接卸料裝置，所述卸料裝置包括依次連接的卸料電動推桿13、卸料斜面推板12，所述卸料斜面推板前端斜面連接在卸料桿滾輪19底面。所述卸料電動推桿連接卸料電動推桿電機，該電機為無級調(diào)速電機，所述卸料斜面推板運行在下方屬于自己的軌道上。其工作程序如下:卸料電動推桿電機工作，經(jīng)卸料電機推桿推動卸料斜面推板前進，卸料斜面推板向前進給時，斜面推板上的斜面推動卸料滾輪上升，將模具中的零件推出完成卸料。
[0036]總的工作方法:
[0037]1.將零件坯料放入模具9中。
[0038]2.起動擺頭電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動主軸I和偏心套筒2轉(zhuǎn)動，偏心套筒2前端的半圓形軸頭帶動上斜盤6轉(zhuǎn)動(正轉(zhuǎn))。同時偏心套筒中的行星齒輪軸轉(zhuǎn)動，由于內(nèi)齒輪4固定，因此行星齒輪3轉(zhuǎn)動，行星齒輪3前端的聯(lián)軸器5帶動下斜盤7轉(zhuǎn)動(反轉(zhuǎn))，這樣兩個斜盤一正一反轉(zhuǎn)動，使擺頭產(chǎn)生擺動。
[0039]3.啟動進退料電動推桿電機,進退料電動推桿14推動進退料一號斜面推板15向下V1方向移動，推動進退料二號斜面推板16向左V2方向移動。進退料二號斜面推板16上的斜面推動圓導柱11上的滾輪18向上V3移動，從而使工作臺10向上進給V3，這樣擺頭8的擺動，加上模具中的零件坯料的上升進給V3，從而實現(xiàn)了擺動輾壓。
[0040](a)擺動輾壓進給量的大小，由斜面推板的斜度和電動推桿的推進速度決定。為此，電動推桿的電機采用無級調(diào)速電機進行控制，調(diào)整節(jié)電動推桿的推進速度，來調(diào)整節(jié)工作臺的進給速度。
[0041](b)擺動輾壓行程由斜面推板控制(固定值)而輾壓零件高度尺寸是變化的，為此通過工作臺中的螺紋對輾壓高度進行調(diào)節(jié)，并可實現(xiàn)微調(diào)整，從而可以實現(xiàn)精密輾壓。
[0042]4.進退料電動推桿14后退，拉動進退料一號斜面推板15后退回到初始位置。卸料電動推桿13前移，推動卸料斜面推板向右前進V4,推動進退料二號斜面推板后退回到初始位置，卸料推板上的斜面推動卸料桿17上的滾輪19上升，將模具中的零件推出。
[0043]上述全部動作程序，均由PLC進行自動控制。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利范圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.雙斜面擺動輾壓機，包括機架、擺碾頭總成，所述擺碾頭總成設置在機架上，其特征在于，所述擺碾頭總成包括主電機、主軸、偏心套筒、行星齒輪、內(nèi)齒輪、上斜盤、下斜盤、擺頭，所述主電機通過主軸連接偏心套筒，偏心套筒內(nèi)套有行星齒輪，所述偏心套筒通過下端的半圓形軸頭連接上斜盤并帶動上斜盤轉(zhuǎn)動，所述行星齒輪與固定不轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪相嚙合，行星齒輪通過下端的聯(lián)軸器連接下斜盤并帶動下斜盤轉(zhuǎn)動，所述擺頭連接在下斜盤下端，所述上斜盤和下斜盤的斜度相同，但旋轉(zhuǎn)方向相反，通過兩者的不同向的轉(zhuǎn)動從而帶動擺頭產(chǎn)生擺碾動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，還包括位于擺頭正下方的工作臺，所述工作臺外部裝有圓導柱，所述工作臺上端安裝用來承載零件的模具。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，所述圓導柱設置內(nèi)螺紋，工作臺設置外螺紋，圓導柱和工作臺通過螺紋配合旋轉(zhuǎn)，帶動模具中的零件上升，實現(xiàn)對零件輾壓高度的微調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，所述圓導柱下端設置圓導柱滾輪，所述圓導柱滾輪連接有壓力驅(qū)動裝置，所述壓力驅(qū)動裝置包括依次連接的進退料電動推桿、進退料一號斜面推板、進退料二號斜面推板，所述進退料二號斜面推板前端斜面連接在圓導柱滾輪底面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，所述進退料電動推桿與進退料電機連接，該電機為無級調(diào)速電機，所述進退料一號斜面推板、進退料二號斜面推板均運行在各自的軌道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，所述工作臺中心設置用來使零件脫出模具的卸料桿，卸料桿上端連接模具，下端設置卸料桿滾輪，所述卸料桿滾輪連接卸料裝置，所述卸料裝置包括依次連接的卸料電動推桿、卸料斜面推板，所述卸料斜面推板前端斜面連接在卸料桿滾輪底面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙斜面擺動輾壓機，其特征在于，所述卸料電動推桿連接卸料電動推桿電機，該電機為無級調(diào)速電機，所述卸料斜面推板運行在下方屬于自己的軌道上。
【文檔編號】B21J9/02GK203764866SQ201320887603
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】趙國英 申請人:趙國英