專利名稱：一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料成形先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)鍛造是一種用于管件、棒料、鋼絲繩等零件精密成形的工藝方法，鍛錘沿周向均布于被加工零件的周圍，鍛錘在繞零件轉(zhuǎn)動的同時沿徑向方向做高頻、小行程的鍛打運動，使被加工零件由小變形累積到較大變形。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，對具有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)的管件，如來福線槍管、空調(diào)冷卻管、 鍋爐蒸發(fā)管等的制造工藝提出了新的要求，目前對具有內(nèi)螺紋管件通常采用機械加工方法，即使用專用刀具在工件內(nèi)表面加工出相應(yīng)內(nèi)螺紋，該方法加工效率低、對加工機床要求高，成本高，加工刀具也存在嚴(yán)重磨損和更換頻繁的問題。因此，亟須一種先進(jìn)高效的內(nèi)螺紋管成形方法來滿足內(nèi)螺紋管件的加工需求。旋鍛作為一種高效、近凈成形工藝方法，通常用來成形軸對稱形狀的管件、棒件，但在旋鍛成形過程中，由于旋轉(zhuǎn)的鍛錘和工件表面作用時產(chǎn)生摩擦扭矩，可能會造成工件扭曲，并且?guī)?nèi)螺紋結(jié)構(gòu)芯軸的運動方式也會對內(nèi)螺紋管的成形質(zhì)量有顯著影響，旋鍛在內(nèi)螺紋管的成形中還未有應(yīng)用。為了將旋鍛成形工藝成功應(yīng)用于具有內(nèi)螺紋管件精密、高效的成形中，就必須有一種特殊的送料機構(gòu)及芯軸動作機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置，解決了由于旋鍛時鍛錘對工件的扭矩作用帶來的扭曲變形，同時該裝置中具有自導(dǎo)向作用的芯軸，確保了在旋鍛過程中，工件內(nèi)表面成形的螺紋不會錯位，提高了工件成形精度，此外還具有操作方便、控制精度高、穩(wěn)定性好、適用性強的優(yōu)點。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置，包括送料機構(gòu)和芯軸動作機構(gòu)，送料機構(gòu)中送料臺4的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌3的上導(dǎo)軌面配合，芯軸動作機構(gòu)中芯軸進(jìn)給臺11的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌3的上導(dǎo)軌面配合，導(dǎo)軌3安裝在床身2上，第一伺服電機及減速器14、第二伺服電機及減速器15分別安裝在床身2的尾部，并通過聯(lián)軸器分別與第一滾珠絲杠13、第二滾珠絲杠12連接；所述的送料機構(gòu)包括三爪卡盤6，三爪卡盤6通過法蘭盤16連接到送料臺主軸20 上，送料臺主軸20通過兩個第一深溝球軸承18和一個止推軸承19支承，并通過軸承端蓋 7安裝在送料臺支架5上，送料臺支架5固定在送料臺4上，芯軸輔助套筒17固定在送料臺主軸20的孔中，第一滾柱絲杠螺母21安裝在送料臺4的底部，并與第一滾珠絲杠13配合；所述的芯軸動作機構(gòu)包括芯軸8，芯軸8端部的凸臺與芯軸套筒22左端部配合固定，芯軸套筒22通過兩個第二深溝球軸承23支承，并通過軸承擋圈10安裝在芯軸安裝座9上，芯軸安裝座9固定在芯軸進(jìn)給臺11上，第二滾珠絲杠螺母M安裝在芯軸進(jìn)給臺11的底部，并與第二滾珠絲杠12配合。所述的芯軸8由芯模I和拉桿II組成，芯模I與拉桿II用螺紋連接，芯模I長度為鍛模25軸向長度的4/5，芯模I螺紋區(qū)域的錐度為1 600到1 400，鍛打過程中芯模 I前端面與鍛模25左端面之間的軸向距離s小于5mm。本發(fā)明的工作原理如下送料臺4通過第一伺服電機及減速器14、第一滾珠絲杠13和第一滾柱絲杠螺母 21實現(xiàn)軸向前后運動，在鍛打過程中，工件1可實現(xiàn)軸向進(jìn)給，周向自由旋轉(zhuǎn)，芯軸進(jìn)給臺 11通過第二伺服電機及減速器15、第二滾珠絲杠12和第二滾柱絲杠螺母M實現(xiàn)軸向前后運動，在鍛打過程中，芯軸進(jìn)給部件靜止，故芯軸8軸向固定，圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)，在上下料時，芯軸進(jìn)給臺11可快進(jìn)、快退，由于工件1的軸向運動和圓周方向自由旋轉(zhuǎn)，芯軸8的軸向固定和圓周方向自由旋轉(zhuǎn)，工件1可利用芯軸8上芯模I的螺紋自導(dǎo)向作用成形內(nèi)螺紋。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、在鍛打過程中，工件軸向進(jìn)給，周向可自由旋轉(zhuǎn)，芯軸軸向固定，周向也可自由旋轉(zhuǎn)，內(nèi)螺紋管的螺紋通過芯軸上的螺紋自導(dǎo)向旋鍛成形，避免了傳統(tǒng)旋鍛機中鍛錘對采用固定裝夾形式的工件的扭矩作用和帶來的扭曲變形以及內(nèi)螺紋錯位現(xiàn)象，故鍛打的工件成形質(zhì)量好、效率高。2、送料機構(gòu)中的送料臺主軸在軸向方向用推力軸承支承，能承受較大的軸向推力，保證了鍛打過程中對工件的準(zhǔn)確夾緊和送料的精度。3、芯軸動作機構(gòu)中的芯軸由芯模和拉桿組成，芯模與拉桿用螺紋連接，利用芯軸輔助套筒對芯軸沿軸向支承，芯軸在鍛打過程中承受拉力，軸向剛度好，不會發(fā)生屈曲變形，有利于內(nèi)螺紋管的高精度旋鍛成形，并且便于更換芯模，適用性強。4、內(nèi)螺紋旋鍛成形送料裝置的運動均由伺服電機及減速器和滾柱絲杠螺母副實現(xiàn)，控制精度高，易于實現(xiàn)自動化控制，且生產(chǎn)效率高。


圖1為本發(fā)明內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置示意圖。圖2為本發(fā)明送料機構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明芯軸動作機構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中芯軸結(jié)構(gòu)與鍛模位置對比示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。參照圖1，一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置，包括送料機構(gòu)和芯軸動作機構(gòu)，送料機構(gòu)中送料臺4的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌3的上導(dǎo)軌面配合，芯軸動作機構(gòu)中芯軸進(jìn)給臺11的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌3的上導(dǎo)軌面配合，導(dǎo)軌3安裝在床身2上，第一伺服電機及減速器14、第二伺服電機及減速器15分別用螺釘固定在在床身2的尾部，并通過聯(lián)軸器分別與第一滾珠絲杠13、第二滾珠絲杠12連接；
參照圖1和圖2，所述的送料機構(gòu)包括三爪卡盤6，工件1通過三爪卡盤6上的卡爪進(jìn)行固定，三爪卡盤6通過用螺釘與法蘭盤16連接，法蘭盤16用螺釘固定到到送料臺主軸20上，送料臺主軸20通過兩個第一深溝球軸承18和一個止推軸承19支承，并通過送料臺主軸20左端軸承端蓋7用螺釘安裝在送料臺支架5上，送料臺支架5用螺釘固定在送料臺4上，芯軸輔助套筒17固定在送料臺主軸20的孔中，第一滾柱絲杠螺母21用螺釘連接安裝在送料臺4的底部，并與第一滾珠絲杠13配合；參照圖1和圖3，所述的芯軸動作機構(gòu)包括芯軸8，芯軸8端部的凸臺與芯軸套筒 22左端部用螺釘固定，芯軸套筒22通過兩個第二深溝球軸承23支承，并通過軸承擋圈10 用螺釘安裝在芯軸安裝座9上，芯軸安裝座9用螺釘連接安裝在芯軸進(jìn)給臺11上，第二滾珠絲杠螺母M用螺釘連接安裝在芯軸進(jìn)給臺11的底部，并與第二滾珠絲杠12配合。參照圖4，所述的芯軸8由芯模I和拉桿II組成，芯模I與拉桿II用螺紋連接，芯模I長度為鍛模25軸向長度的4/5，芯模I螺紋區(qū)域的錐度為1 600到1 400，鍛打過程中芯模I前端面與鍛模25左端面之間的軸向s距離小于5mm。本發(fā)明的工作原理自上一個內(nèi)螺紋管加工周期結(jié)束，送料機構(gòu)和芯軸動作機構(gòu)均處于初始加工位置，然后將工件1裝夾到三爪卡盤6上進(jìn)行夾緊，保證工件1在鍛打成形過程中的固定。然后第二伺服電機及減速器15動作，第二驅(qū)動滾珠絲杠12與第二滾柱絲杠螺母M帶動芯軸進(jìn)給臺11快進(jìn)到鍛打工作位置。開始鍛打，通過第一伺服電機及減速器14驅(qū)動，第一滾珠絲杠13驅(qū)動與第一滾柱絲杠螺母21帶動送料臺4和工件1軸向進(jìn)給，由于送料臺主軸20 圓周方向沒有固定，故工件1圓周方向可自由旋轉(zhuǎn)。芯軸進(jìn)給臺11在工件1的鍛打過程中軸向靜止，因而芯軸8軸向固定，由于芯軸8圓周方向沒有固定，故芯軸8在圓周方向也可自由旋轉(zhuǎn)。由于旋鍛設(shè)備中鍛模25對工件1的不斷鍛打，工件1內(nèi)表面會由于芯軸8上芯模I螺紋的自導(dǎo)向作用形成與其一致的螺紋，并且會沿著該螺紋精確運動。工件1內(nèi)表面螺紋段加工完畢后，通過旋鍛設(shè)備上的變徑機構(gòu)動作，使鍛模開口變大，停止對工件1的鍛打，工件1則繼續(xù)由送料機構(gòu)推動軸向進(jìn)給，直到螺紋段與芯軸螺紋脫離。此時，內(nèi)螺紋管旋鍛成形結(jié)束，芯軸8通過芯軸進(jìn)給工作臺11、第二滾柱絲杠螺母對、第二滾柱絲杠12、第二伺服電機及減速器15動作而反向運動，快速退回到初始加工位置，之后工件1通過送料臺4、第一滾柱絲杠螺母21、第一滾柱絲杠13、第一伺服電機及減速器14動作而快速反向運動，到初始加工位置。至此，一個加工周期結(jié)束。附圖中1為工件；2為床身；3為導(dǎo)軌；4為送料臺；5為送料臺支架；6為三爪卡盤；7為軸承端蓋；8為芯軸；9為芯軸安裝座；10為軸承擋圈；11為芯軸進(jìn)給臺；12為第二滾珠絲杠；13為第一滾柱絲杠；14為第一伺服電機及減速器；15為第二伺服電機及減速器；16為法蘭盤；17為芯軸輔助套筒；18為第一深溝球軸承；19為推力軸承；20為送料臺主軸；21為第一滾珠絲杠螺母；22為芯軸套筒；23為第二深溝球軸承；24為第二滾柱絲杠螺母；25為鍛模；d為鍛模25的軸向長度；s為芯軸I前端面與鍛模25左端面距離。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置，包括送料機構(gòu)和芯軸動作機構(gòu)，送料機構(gòu)中送料臺(4)的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌(3)的上導(dǎo)軌面配合，芯軸動作機構(gòu)中芯軸進(jìn)給臺(11)的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌(3)的上導(dǎo)軌面配合，導(dǎo)軌(3)安裝在床身(2)上，其特征在于第一伺服電機及減速器(14)、第二伺服電機及減速器(15)分別安裝在床身(2)的尾部，并通過聯(lián)軸器分別與第一滾珠絲杠(13)、第二滾珠絲杠(1 連接；所述的送料機構(gòu)包括三爪卡盤(6)，三爪卡盤(6)通過法蘭盤(16)連接到送料臺主軸 (20)上，送料臺主軸00)通過兩個第一深溝球軸承(18)和一個止推軸承(19)支承，并通過軸承端蓋(7)安裝在送料臺支架(5)上，送料臺支架(5)固定在送料臺(4)上，芯軸輔助套筒(17)固定在送料臺主軸00)的孔中，第一滾柱絲杠螺母安裝在送料臺(4)的底部，并與第一滾珠絲杠(1 配合；所述的芯軸動作機構(gòu)包括芯軸(8)，芯軸(8)端部的凸臺與芯軸套筒02)左端部配合固定，芯軸套筒02)通過兩個第二深溝球軸承03)支承，并通過軸承擋圈(10)安裝在芯軸安裝座(9)上，芯軸安裝座(9)固定在芯軸進(jìn)給臺(11)上，第二滾珠絲杠螺母04)安裝在芯軸進(jìn)給臺(11)的底部，并與第二滾珠絲杠(12)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)螺紋管旋鍛送料裝置，其特征在于所述的芯軸(8) 由芯模⑴和拉桿(II)組成，芯模⑴與拉桿(II)用螺紋連接，芯模⑴長度為鍛模05) 軸向長度的4/5，芯模(I)螺紋區(qū)域的錐度為1 600到1 400，鍛打過程中芯模(I)前端面與鍛模05)左端面的軸向距離s小于5mm。
全文摘要
一種內(nèi)螺紋管旋鍛成形送料裝置，包括送料機構(gòu)和芯軸動作機構(gòu)，送料機構(gòu)中送料臺的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌的上導(dǎo)軌面配合，送料臺主軸軸向由推力軸承支承，芯軸動作機構(gòu)中芯軸進(jìn)給臺的下導(dǎo)軌面與導(dǎo)軌的上導(dǎo)軌面配合，導(dǎo)軌安裝在床身上，工件和芯軸軸向均由伺服電機和滾滾珠絲杠螺母副驅(qū)動，圓周方向均可自由旋轉(zhuǎn)，內(nèi)螺紋管的螺紋通過芯軸上螺紋自導(dǎo)向作用旋鍛成形，芯軸由芯模和拉桿通過螺紋聯(lián)接，鍛打過程中承受軸向拉力，不會產(chǎn)生屈曲變形，本發(fā)明解決了由于旋鍛時對工件的扭矩作用帶來的扭曲變形，提高了工件成形的精度，此外還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制精度高、穩(wěn)定性好、適用性強等優(yōu)點。
文檔編號B21J13/08GK102189213SQ201110054988
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者孫振宇, 張琦, 張美君, 李泳嶧, 趙升噸 申請人:西安交通大學(xué)