专利名称：气门镦锻成形机的制作方法
技术领域：
本发明为一种锻压机械，具体涉及一种气门镦锻成形机。
目前，通用的气门镦锻成形机是采用液压伺服控制系统，操纵两只液压油缸相对运动，由于液压传动系统的局限性和某些液压元件的响应滞后，很难实现对各项成形参数的实时控制，因而成形的废品率较高。如果采用高性能的液压元件和传感元件来提高控制性能，则会大幅度提高机器制造成本。
本发明的气门镦锻成形机，包括电动机、电极、机座，其特征在于，所述电动机为伺服电机，它通过连接件安装在机座上，电极位于砧子缸的端部；砧子缸、电夹头、镦锻缸和温度检测器通过连接件固定在机座的台面上；砧子缸和镦锻缸相对安装；镦锻缸的结构为法兰、套筒、壳体与支座连接，支座固定在机座的台面上，导向键位于套筒的轴向槽中并与螺母的导向槽配合，螺母可沿导向键和套筒的轴线方向作直线往复运动；镦锻缸顶杆与螺母连接，支座的内孔与壳体配合并安装在机座的台面上；螺杆的螺纹与螺母配合，其轴肩通过轴承支承在套筒和法兰之间，以限制其轴向位移；伺服电机带动变速传动装置驱动螺杆旋转，将旋转运动转换为两缸之顶杆的相对直线运动，把经电极加热的杆形坯料镦锻成形。
上述的变速传动装置可以为同步带轮变速装置，其结构为大同步带轮固定在螺杆的端部，小同步带轮安装在伺服电机的伸出轴上，通过同步带连接两个同步带轮；伺服电动机通过同步带轮驱动螺杆旋转。
上述的变速传动装置也可以为齿轮变速装置、蜗轮蜗杆变速装置或谐波变速装置。
上述砧子缸结构可以与镦锻缸相同。
本发明采用伺服电机通过变速传动装置驱动镦锻缸顶杆相对运动。其中的镦锻缸顶杆的动力学参数(速度，位移，压力)决定于其伺服电机的控制参数，砧子缸顶杆的动力学参数(速度，位移，压力)决定于其伺服电机的控制参数，镦锻气门时，这些参数可以随杆形坯料的材质、变形程度、温度等条件而实时变化。因此可以提高气门镦锻成形的尺寸精度、减少或避免产生材质裂纹，降低废品率。
图2为气门镦锻成形机之镦锻缸的结构原理图，法兰12、套筒17、壳体14通过螺栓与支座13连接，支座13通过螺栓固定在机座11的台面上，导向键15位于套筒17的轴向槽中并与螺母16的导向槽配合，螺母16可沿导向键15和套筒17的轴线方向作直线往复运动。镦锻缸顶杆8通过螺钉与螺母16连接，支座18的内孔与壳体14配合并通过螺栓安装在机座11的台面上。螺杆29的螺纹与螺母16配合，其轴肩通过轴承19、20支承在套筒17和法兰21之间，以限制其轴向位移；大同步带轮23通过键24和螺母25固定在螺杆29的端部，小同步带轮27通过键28安装在伺服电机10的伸出轴上，通过同步带26连接两个同步带轮。密封圈22、30用于防止润滑油外漏。
伺服电动机1、10通过同步带轮驱动螺杆旋转，通过螺旋副将旋转运动转换为两缸之顶杆的相对直线运动，把经电极加热的杆形坯料镦锻成形。
为了提高传动效率和传动精度，螺杆和螺母可以用滚珠丝杠和滚珠螺母代替。
根据镦锻工艺和传动比的要求，所说的同步带轮变速装置可以是齿轮变速装置、蜗轮蜗杆变速装置、谐波变速装置或者其它变速装置。
根据镦锻工艺的要求，所说的砧子缸2和砧子缸顶杆3可以是简单定位装置或者为固定装置。
本发明的工作原理如下砧子缸2和镦锻缸9的结构和传动原理相同，区别在于镦锻缸9的行程大于砧子缸2的行程。图2所示为气门镦锻成形机之镦锻缸9的结构原理图，当伺服电机10作正向旋转运动时，经过小同步带轮27、同步带26、大同步带轮23使螺杆29正向旋转，带动螺母16沿导向键15和套筒17的轴线向左移动，于是镦锻缸顶杆8向左外伸。同理，当伺服电机10作反向旋转运动时，镦锻缸顶杆8向右退回。镦锻缸顶杆8的动力学参数(速度，位移，压力)决定于其伺服电机10的控制参数，砧子缸顶杆3的动力学参数(速度，位移，压力)决定于其伺服电机1的控制参数，镦锻气门时，这些参数随杆形坯料7的材质、变形程度、温度等条件而变化。
杆形坯料7由电夹头6夹持，镦锻缸9的镦锻缸顶杆8前进使杆形坯料7在电夹头6中移动至与砧子缸顶杆3上的电极4接触，通电使杆形坯料7之端部升温，由温度检测器5测量温度。当进入变形温度区时，镦锻缸顶杆8施加压力使杆形坯料7的端部镦粗，砧子缸顶杆3可相应缓慢后退或前进，且其后退速度要小于镦锻缸顶杆8的前进速度。镦锻结束时，镦锻缸顶杆8向右退回，砧子缸顶杆3左移复位，电夹头6松开，成形工件自由下落移出。
权利要求
1.一种气门镦锻成形机，包括电动机、电极、机座，其特征在于，所述电动机为伺服电机(10)，它通过连接件安装在机座(11)上，电极(4)位于砧子缸(2)的端部；砧子缸(2)、电夹头(6)、镦锻缸(9)和温度检测器(5)通过连接件固定在机座(11)的台面上；砧子缸(2)和镦锻缸(9)相对安装；镦锻缸(9)的结构为法兰(12)、套筒(17)、壳体(14)与支座(13)连接，支座(13)固定在机座(11)的台面上，导向键(15)位于套筒(17)的轴向槽中并与螺母(16)的导向槽配合，螺母(16)可沿导向键(15)和套筒(17)的轴线方向作直线往复运动；镦锻缸顶杆(8)与螺母(16)连接，支座(18)的内孔与壳体(14)配合并安装在机座(11)的台面上；螺杆(29)的螺纹与螺母(16)配合，其轴肩通过轴承(19、20)支承在套筒(17)和法兰(21)之间，以限制其轴向位移；伺服电机(10)带动变速传动装置驱动螺杆(29)旋转，将旋转运动转换为两缸之顶杆的相对直线运动，把经电极(4)加热的杆形坯料(5)镦锻成形。
2.基于权利要求书1所述的气门镦锻成形机，其特征在于，所述变速传动装置为同步带轮变速装置，其结构为大同步带轮(23)固定在螺杆(29)的端部，小同步带轮(27)安装在伺服电机(10)的伸出轴上，通过同步带(26)连接两个同步带轮；伺服电动机(10)通过同步带轮驱动螺杆(29)旋转。
3.基于权利要求书1所述的气门镦锻成形机，其特征在于，所述变速传动装置为齿轮变速装置、蜗轮蜗杆变速装置或谐波变速装置。
4.基于权利要求书1、2或3所述的气门镦锻成形机，其特征在于，所述砧子缸(2)结构与镦锻缸(9)相同。
5.基于权利要求书1、2或3所述的气门镦锻成形机，其特征在于，所述螺杆(29)和螺母(16)可以是滚珠丝杠和滚珠螺母。
6.基于权利要求书4所述的气门镦锻成形机，其特征在于，所述螺杆(29)和螺母(16)可以是滚珠丝杠和滚珠螺母。
全文摘要
本发明公开了一种气门镦锻成形机。砧子缸和镦锻缸相对安装在机座上，采用伺服电动机通过同步带轮驱动螺杆旋转，通过螺旋副将旋转运动转换为两缸之顶杆的相对直线运动，把经电极加热的杆形坯料镦锻成形。伺服电机的控制参数可以控制两个顶杆的运动(方向、速度、位置和压力)，这些参数均可根据杆料的材质、尺寸以及成形时的温度实时改变，因此可以提高气门镦锻成形的质量，降低废品率。
文档编号B21J9/00GK1460563SQ0312816
公开日2003年12月10日 申请日期2003年6月17日 优先权日2003年6月17日
发明者黄树槐, 卢怀亮, 叶春生, 禹世昌 申请人:华中科技大学