专利名称：实现椭圆运动轨迹的摆头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及摆辗机设备技术领域，具体说涉及一种实现椭圆运动轨迹的摆头装置。
背景技术：
摆动辗压是以连续的局部变形代替普通锻造工艺的整体变形的特种锻造成形工艺，其辗压力仅是普通锻压工艺的1/10-1/20，因此，摆动辗压可以用小设备辗压大锻件。结合图1所示，摆辗机的摆头工作状态结构示意图，该结构包括摆头1’、滑块2’和进给油缸3’，摆头1’上部为柱形，摆头1’的下部为圆锥形，滑块2’设置于摆头1’的下方， 进给油缸3’位于滑块2’的下方并与滑块2’连接，毛坯4’放置于滑块2’与摆头1’之间， 摆头1’为上模，滑块2’为下模，摆头1’的上端设有轴，轴与传动装置连接，摆头1’的中心线与机器主轴中心线相交成一夹角，该夹角为摆头的摆角，当机器主轴旋转时，摆头中心线绕机器主轴中心线旋转，摆头1’产生摆动，与此同时，滑块2’在进给油缸3’作用下上升， 并对毛坯4’施压，摆头1’的母线就在毛坯4’上连续不断地滚动，最后达到整体成形的目的。目前，国内、外摆辗机的摆头可以实现直线运动轨迹，如图2所示直线轨迹示意图，利用摆头的直线轨迹可以加工齿条等长条形零件的成形，但是该运动轨迹不能实现齿条等长条形零件的成形加工，因为该运动轨迹的摆头过机器主轴中心，即摆头的中心线与机器主轴的中心线重合，摆角为0度，摆辗机相当于压机，设备失去了摆头因有摆角实现局部成形的优势，摆头摆角为0度时摆头受力很大，容易造成摆头轴断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其可以加工齿条等长条形零件的成形且摆头轴不易断裂。为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为一种实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其中包括摆头轴、传动装置及转向相反转速相同的内、外偏心套，所述摆头轴的轴安装于所述内偏心套的内腔，所述内偏心套安装于外偏心套的内腔，所述传动装置分别与所述内、外偏心套连接，所述外偏心套的偏心距小于或大于内偏心套的偏心距。本发明实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其中所述传动装置包括电机、皮带轮、皮带轮轴和变速箱，所述电机与皮带轮连接，所述皮带轮轴与所述变速箱的输入轴同轴，所述皮带轮轴上安装有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮上安装有第二齿轮轴，所述第二齿轮轴与所述内偏心套连接，所述变速箱的输出轴上安装有第三齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮上安装有第四齿轮轴，所述第四齿轮轴与所述外偏心套连接，所述第二齿轮轴与第四齿轮轴同轴，所述第二齿轮轴穿过第四齿轮轴。本发明实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其中当外偏心套的偏心距R1小于内偏心套的偏心距R2时，随着所述外偏心套的偏心距R1逐渐增大，所述摆头轴端的中心点运动轨迹为以2(Ri+R2)为长轴、2|礼-1 2|为短轴且长轴逐渐增大短轴逐渐减小的椭圆。本发明实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其中当外偏心套的偏心距R1大于内偏心套的偏心距R2时，随着所述外偏心套的偏心距R1逐渐增大，所述摆头轴端的中心点运动轨迹为以2(Ri+R2)为长轴、2|礼-1 2|为短轴且长轴和短轴都逐渐增大的椭圆。采用上述方案后，本发明实现椭圆运动轨迹的摆头装置的传动装置带动内偏心套和外偏心套转动，使内偏心套与外偏心套的转向相反转速相同，这样在内偏心套与外偏心套的偏心距不相等的情况下，摆头轴端的中心点运动轨迹为不过中心点的椭圆，用此椭圆运动轨迹的摆头装置可以加工齿条等长条形零件的成形，且由于摆头轴运动不过机器主轴中心，因此摆头轴不容易断裂。
图1是现有摆辗机的摆头工作状态结构示意图；图2是现有摆辗机的摆头生成的直线运动轨迹示意图；图3是本发明实现椭圆运动轨迹的摆头装置结构示意图；图4是本发明在外偏心套偏心距小于内偏心套偏心距时生成的椭圆运动轨迹示意图；图5是本发明在外偏心套偏心距大于内偏心套偏心距时生成的椭圆运动轨迹示意图。
具体实施例方式如图3所示，本发明实现不过中心点的螺旋线运动轨迹的摆头装置包括摆头轴1、 转动方向相反转速相同的内偏心套2和外偏心套3及传动装置4。摆头轴1由摆头11和轴 12构成，轴12位于摆头的上部，摆头11的下部为圆锥形，轴12上部安装在内偏心套2的内腔，内偏心套2安装于外偏心套3的内腔。外偏心套3的偏心距小于或大于内偏心套2的偏心距。传动装置4包括电机41、皮带轮42、皮带轮轴43和变速箱44，电机41通过三角皮带与皮带轮42连接，皮带轮轴43与变速箱44的输入轴同轴，皮带轮轴43上(即变速箱 44的输入轴上)安装有第一齿轮45，第一齿轮45与第二齿轮46啮合，第二齿轮46上安装有第二齿轮轴47，第二齿轮轴47与内偏心套2的上端连接在一起，变速箱44的输出轴441 上安装有第三齿轮48，第三齿轮48与第四齿轮49啮合，第四齿轮49上安装有第四齿轮轴 491，第四齿轮轴491与外偏心套3连接，第二齿轮轴47与第四齿轮轴491同轴，第二齿轮轴47穿过第四齿轮轴491。 启动电机41，带动皮带轮42转动，皮带轮42带动皮带轮轴43转动，皮带轮轴43 带动第一齿轮45转动，第一齿轮45带动第二齿轮46转动，第二齿轮46带动第二齿轮轴47 转动，第三齿轮轴47带动内偏心套2转动；由于变速箱44的输入轴与皮带轮轴43同轴，因此皮带轮轴43带动变速箱44内的齿轮组啮合转动，使变速箱44的输出轴转动，带动第三齿轮48转动，第三齿轮48带动第四齿轮49转动，第四齿轮49带动第四齿轮轴491转动， 第四齿轮轴491带动外偏心套3转动，该装置外偏心套3的转动方向与内偏心套2的转动方向相反，外偏心套3的转速等于内偏心套2的转速，摆头轴1端的中心点运动轨迹为不过中心点的椭圆。
如图4所示，当外偏心套3的偏心距R1小于内偏心套2的偏心距R2时，摆头轴1 所生成的运动轨迹为以2 (RJR2)为长轴、2|礼-1 2|为短轴的椭圆，图中R2值固定，当R1逐渐增大时，各相应的椭圆轨迹示意图，由左图依次向右图可以看出，椭圆轨迹的长轴逐渐增大，短轴逐渐减小。如图5所示，当外偏心套3的偏心距R1大于内偏心套2的偏心距R2时，摆头轴1 所生成的运动轨迹为以2 (RJR2)为长轴、2(RrR2)为短轴的椭圆，图中R2值固定，当R1逐渐增大时，各相应的椭圆轨迹示意图，由左图依次向右图可以看出，椭圆轨迹的长轴逐渐增大，短轴也逐渐增大。
用上述椭圆运动轨迹的该装置可以加工齿条等长条形零件的成形。由于摆头轴1 端运动不过辗压机的主轴中心，因此摆头轴1不容易断裂。以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其特征在于包括摆头轴(1)、传动装置(4)及转向相反转速相同的内、外偏心套(2，3)，所述摆头轴(1)的轴(12)安装于所述内偏心套(2)的内腔，所述内偏心套(2)安装于外偏心套(3)的内腔，所述传动装置⑷分别与所述内、外偏心套(2，3)连接，所述外偏心套(3)的偏心距小于或大于内偏心套(2)的偏心距。
2.如权利要求1所述的实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其特征在于所述传动装置(4) 包括电机(41)、皮带轮(42)、皮带轮轴(43)和变速箱(44)，所述电机(41)与皮带轮(42) 连接，所述皮带轮轴(43)与所述变速箱(44)的输入轴同轴，所述皮带轮轴(43)上安装有第一齿轮(45)，所述第一齿轮(45)与第二齿轮(46)啮合，所述第二齿轮(46)上安装有第二齿轮轴(47)，所述第二齿轮轴(47)与所述内偏心套(2)连接，所述变速箱(44)的输出轴(441)上安装有第三齿轮(48)，所述第三齿轮(48)与第四齿轮(49)啮合，所述第四齿轮 (49)上安装有第四齿轮轴(491)，所述第四齿轮轴(491)与所述外偏心套(3)连接，所述第二齿轮轴(47)与第四齿轮轴(491)同轴，所述第二齿轮轴(47)穿过第四齿轮轴(491)。
3.如权利要求1或2所述的实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其特征在于当外偏心套(3)的偏心距R1小于内偏心套(2)的偏心距R2时，随着所述外偏心套(3)的偏心距R1逐渐增大，所述摆头轴(1)端的中心点运动轨迹为以2 (RJR2)为长轴、2|礼-1 2|为短轴且长轴逐渐增大短轴逐渐减小的椭圆。
4.如权利要求1或2所述的实现椭圆运动轨迹的摆头装置，其特征在于当外偏心套 (3)的偏心距R1大于内偏心套(2)的偏心距R2时，随着所述外偏心套(3)的偏心距R1逐渐增大，所述摆头轴(1)端的中心点运动轨迹为以2 (RJR2)为长轴、2|礼-1 2|为短轴且长轴和短轴都逐渐增大的椭圆。
全文摘要
一种实现椭圆运动轨迹的摆头装置，属于摆辗机设备技术领域，包括摆头轴、传动装置及转向相反转速相同的内、外偏心套，所述摆头轴的轴安装于所述内偏心套的内腔，所述内偏心套安装于外偏心套的内腔，所述传动装置分别与所述内、外偏心套连接，所述外偏心套的偏心距小于或大于内偏心套的偏心距。本发明的传动装置分别带动内、外偏心套转动，使内偏心套与外偏心套的转向相反转速相同，这样在内偏心套与外偏心套的偏心距不相等的情况下，摆头轴端的中心点运动轨迹为椭圆，用椭圆运动轨迹的该装置可以加工齿条等长条形零件的成形，且由于摆头轴运动不过机器主轴中心，因此摆头轴不容易断裂。
文档编号B21D37/00GK102284610SQ20111015882
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者冯文成, 刘旭东, 姚万贵, 石一磬, 袁红霞, 邵长斌, 郑世新 申请人:北京机电研究所, 张家口宣化泰达机械设备制造有限公司