专利名称：冷辗环机随动形位辊位置控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械设备控制技术，主要涉及一种冷辗环机随动形位辊位置控制装置。
冷辗环机进行辗环时，形位误差关系到环件的精度，圆度和圆柱度是环件形位精度的两大组成部分，直接涉及到冷辗环工艺稳定和发展的问题，而形位辊系统决定了工件的形位误差，(这里的圆柱度主要是指锥度问题)。当前国内生产冷辗环机形位辊(通称圆度辊)是固定形式，即在辗扩过程中，形位辊固定不动，因而在辗扩过程中，不可能一直接触工件。若过早接触工件，则工件产生偏移，圆度误差大；若过晚接触，则工件的圆度、锥度得不到及时校正，即使在辗压最后阶段实行无进给或少进给的精整辗压，也难以校正。另外，固定式形位辊调整工件锥度的方法是水平旋转形位辊轴线，这就受到形位辊与工件相对位置限制。如形位辊处于工件正下方则旋转无用，若将形位辊处于工件和辗压轮之间的“三角带”则又受到形位辊最小直径的限制。
本实用新型的目的是提供一种冷辗环机随动形位辊位置控制装置，以降低圆度、锥度误差，从而提高冷辗环机的产品精度。
本实用新型的目的采用如下技术方案来实现它是将形位辊位置随工件外径增大按指定程序主动定程随动，并将形位辊母线视工件锥度方向和大小而做垂直方向旋转。
所述形位辊位置控制装置，具有一步进电机或油缸组成的伺服系统，设置一转轴，该轴通过绝缘套垫安装在辗压环机机身上，该轴又与一可调整其与辗压轮两者中心距的调节机构联接，在转轴上固定一由直臂和曲臂组成的转臂，直臂的左端通过绝缘套垫与油缸输出端连接或直接与步进电机的输出端连接固定，其下部的冷辗环机机身上设置一可限定直臂左端向下移动位置的挡头，曲臂的右下端上部通过一带螺帽的支销和形位辊支架联接，支架上端设置形位辊，支架下部与一形位辊旋转机构联接，在曲臂下面的冷辗环机架上设置一可限定曲臂向下移动位置的挡块。
所述挡头通过螺纹和冷辗环机机身连接固定，其上端与直臂左端相对。
所述形位辊旋转机构，包括丝杠、动铰和定铰，丝杠与动铰以螺纹连接，与定铰以动配合联结，动铰与形位辊支架以动配合联接，定铰与曲臂右下端为动配合联接，丝杠外侧一端设置手轮。
所述形位辊支架一侧上设置一用于固定支架的压紧螺钉。
由以上结构可看出，本实用新型有以下积极效果。
1、提高了产品精度。在整个辗压过程中由于形位辊与工件定程随动接触，处于稳定状态，出现的圆度和锥度误差随时得以纠正，便于或取消整径工序。
2、提高了生产效率。在接近终辗时不需要无进给的精整阶段，缩短循环周期；形位辊的随动，使工件得以稳定，允许提高辗压轮线速度，在同样辗压周期情况下，压下量减少，可加大进给速度。
3、提高了模具寿命。在同样效率情况下，由于允许辗压轮转速和进给速度提高，压下量较小，辗压力较小，改善了冷辗环机的芯辊和辗压轮受力状态。
4、调试方便，容易操作。经试用，效果良好。
下面结合实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1为所述形位辊位置控制装置及部分冷辗环机构件结构示意图。
图2为
图1中A-A剖视图。
图3为
图1中标号G所示的局部放大示意图。
图中所示，辗压轮5、主轴4、芯辊7、压轮8、动力系统9、检测机构10等均为冷辊环机上固有机构，本实用新型具有一由步进电机或油缸1组成的伺服系统，设置一转轴24，其通过绝缘套垫安装在辗压环机机身上，该轴与一可调整其与辗压轮5中心距离的调节机构19的移动部分连接，其固定部分则与机身联接。调节机构19的移动部分与固定部分通过螺纹或其它方式连接，通过移动部分的进出带动转轴24移动。移动方向若与直线LL平行，则为单座标移动，否则为双座标移动。在转轴24上固定一由直臂2和曲臂3组成的转臂，直臂2的左端通过绝缘套垫与伺服机构1的输出端连接固定，其下部的冷辗环机身上设置一可限定直臂2左端向下移动位置的挡头18，挡头18和机身通过螺纹连接固定，上端与直臂2左端相对。曲臂3的右下端上部通过一带螺帽的支销12和形位辊支架15联接，形位辊11固定在支架15上端，曲臂3的右下端下部和一形位辊旋转机构23联接。见图2，旋转机构23包括丝杠16、动铰20、定铰21。丝杠16与动铰20以螺纹连接，与定铰21以动配合联接，而动铰20与形位辊支架15则以动配合联接，定铰21与曲臂3右下端为动配合联接，丝杠16外部设置一手轮22。当旋转丝杠16时，动铰20和定铰21都在转动且中心距在变化，从而拉动支架15绕支销12旋转，达到形位辊11垂直旋转的目的。所述水平旋转，是指形位辊轴线绕对称线ab或与ab相平行的直线旋转；垂直旋转是指形位辊轴线绕对称线cd或与cd相平行的直线旋转。在支架15的外侧设置一用于固定在支架15的压紧螺钉13。在曲臂3右下端左侧的冷辗环机机身上设置一挡块17，通过调整挡块17与曲臂3右下端之间的距离来限定曲臂3的移动距离。
其工作过程如下工作前，形位辊11中心O3处于O4位置，根据辗压轮5的直径不同，通过调节机构19调节转轴24轴心(即旋转臂的旋转中心)O与辗压轮中心O1的距离OO1，以保证形位辊11和辗压轮5外圆表面之间的间隙不变。根据环坯直径大小，通过调整挡头18，从而调整形位辊11上死点位置，以接触工件为准。根据工件6外径D大小调整挡块17，即调定形位辊11的下死点，从而限制转臂的最大摆角T°，为工件6的测量提供可靠的基准。工作开始后，机械手将上料槽中的工件坯料6送到指定位置，芯辊7穿入到工件6内。冷辗环机上的动力系统9驱动压轮8，推动芯辊7继而带动工件6压向旋转着的辗压轮5，压轮8按设定的速度做各种进给运动，工件6在芯辊7径向压力和辗压轮5切向摩擦力共同作用下做旋转的运动。工件的壁厚t逐渐减薄，外径逐渐增大。步进电机或油缸组成的伺服系统，按给定的程序带动直臂工作，对于步进电机来说，工件外径D值大小由测量机构给出，而形位辊中心O3角位移Q是D值的函数Q=φ(D)，而伺服机构行程Y又是Q的函数即Y=f〔φ(D)〕，步进电机即按此数学模型给定的程序工作。而对于油缸则按工件与形位辊之间导通，绝缘程序工作。直臂2带动转轴24及曲臂3动作，即带动形位辊11主动移动。总之，形位辊11瞬间位置是按工件外径大小给定的，形位辊11与工件接触或脱离时间由设定的程序给定。从而随时校正工件的形位误差。形位辊11中心O3的运动轨迹是以转轴24轴心O为圆心，以OO3为半径的圆弧KK。由于工件外径D逐渐增大，形位辊11向左下方主动逐渐退让，直至压紧形位辊下死点挡块17为止。同时冷辗环机上的检测机构10也逐渐推向右方，当检测轮向右退到设定位置时，工件“尺寸到”，压轮8、芯辊7向右复位，芯辊退出，工件落入下料槽，完成一个循环。根据抽检零件的锥度大小和方向可调整旋转机构23上的丝杠16，见图2，丝杠16带动动铰20拉动支架15绕支销12轴线垂直摆动，以改变形位辊11和工件6相接触母线间夹角，从而调节工件6的锥度。
权利要求1.一种冷辗环机随动形位辊位置控制装置，具有一由步进电机或油缸组成的伺服系统(1)，其特征在于设置一转轴(24)，其通过绝缘套安装在冷辗环机机身上，转轴(24)与一可调整其和辗压轮(5)中心距离的调节机构(19)联接，在转轴(24)上固定一由直臂(2)和曲臂(3)组成的转臂，直臂(2)的左端通过绝缘套垫与油缸的输出端连接固定，或直接与步进电机输出端连接，其下部的机身上设置一可限定直臂(2)左端移动位置的挡头(18)，曲臂的右下端通过一支销(12)和形位辊支架(15)联接，支架(15)上部设置形位辊(11)，下部与一形位辊旋转机构(23)联接，在曲臂(3)内侧的冷辗环机机架上设置一可限定曲臂(3)移动位置的挡块(17)。
2.根据权利要求1所述的冷辗环机随动形位辊位置控制装置，其特征在于所述挡头(18)通过螺纹和冷辗环机机身连接固定，上端与直臂(2)左端相对。
3.根据权利要求1所述的冷辗环机随动形位辊位置控制装置，其特征在于所述形位辊旋转机构(23)包括丝杠(16)、动铰(20)、定铰(21)，丝杠(16)与动铰(20)以螺纹连接，与定铰(21)以动配合联接，动铰(20)与形位辊支架(15)以动配合联接，定铰(21)与曲臂(3)右端下部为动配合联接，丝杠(16)外部设置一手轮(22)。
4.根据权利要求1所述的冷辗环机随动形位辊位置控制装置，其特征在于形位辊支架(15)一侧上设置用于固定支架的压紧螺钉(13)。
专利摘要本实用新型公开了一种冷辗环机随动形位辊位置控制装置,具有一步进电机或油缸组成的伺服系统,有一转轴,通过绝缘套安装在冷辗压环机机身上,转轴与一调节机构联接,在转轴上固定一由直臂和曲臂组成的转臂,直臂左端和步进电机或油缸的输出端连接固定,其下部的机身上设置一挡头,曲臂右端与形位辊支架联接,支架上部设置形位辊,下部与一旋转机构联接,在曲臂内侧的机架上设置一挡块。本实用新型操作方便,可提高冷辗环机的产品精度。
文档编号B21B31/20GK2431985SQ00235628
公开日2001年5月30日 申请日期2000年6月27日 优先权日2000年6月27日
发明者易明道, 刘余, 陈社伟, 史晓东, 刘岷 申请人:洛阳国投精密机械有限公司, 河南国投节能投资有限公司