一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置的制作方法

本发明属于金属轧制技术领域，特别是涉及一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置。

背景技术：

目前，薄壁圆筒工件的辊压成形主要是通过传统的辊压机实现的，传统的辊压机在进行薄壁圆筒工件的辊压成形前，通常需要人工完成工件卡装作业，导致工件的卡装精度不高，而在工件辊压成形过程中，工件始终需要由工人手工进行扶持，导致工人的劳动强度很大，而且生产效率低下。

由于工件在辊压成形过程中始终承受着较大的力，在手工扶持下，如果扶持力度不够，很容易出现工件受力不均的情况，进而导致工件出现偏斜和错位，同时也会给工人的人身安全带来一定的隐患。另外，由于传统的辊压机在运行过程中还存在较大的振动，这直接增加了手工扶持的难度，最终导致工件的加工质量难以保证。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置，工件卡装精度高，且无需手工进行扶持，能够有效降低工人的劳动强度，同时提高工件加工质量和工件生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置，包括底座、立柱、上工作辊、下工作辊、工作辊驱动组件、压下驱动组件、工件扶持辊及工件卡装组件；所述上工作辊和下工作辊通过工作辊驱动组件安装在立柱顶部，所述压下驱动组件用于驱动上工作辊执行压下动作；所述工件扶持辊安装在立柱中部；所述工件卡装组件安装在底座上，工件位于工件卡装组件内，工件在辊压加工时，工件筒壁位于上工作辊和下工作辊之间的辊缝内。

所述工作辊驱动组件包括工作辊驱动电机、主动轴及从动轴；所述工作辊驱动电机固装在立柱上，工作辊驱动电机的电机轴依次通过减速齿轮组及联轴器与主动轴端部相固连；所述主动轴与从动轴相平行，在主动轴与从动轴之间连接有惰轮齿轮系，通过惰轮齿轮系使主动轴与从动轴同步反向转动；所述下工作辊通过轴套定位安装在主动轴上，所述上工作辊通过轴套定位安装在从动轴上。

所述压下驱动组件包括压下电机、蜗杆、蜗轮、主动推拉杆、左传动连杆、左从动推拉杆、左滑块、左滑槽、右传动连杆、右从动推拉杆、右滑块及右滑槽；所述压下电机固装在立柱上，压下电机的电机轴依次通过减速齿轮组及联轴器与蜗杆端部固连，蜗杆与蜗轮相啮合；所述蜗轮通过其中心孔套装在主动推拉杆上，蜗轮的中心孔内表面设置有内螺纹，主动推拉杆的外表面设置有外螺纹，蜗轮与主动推拉杆螺纹连接；所述主动推拉杆顶端与左传动连杆及右传动连杆内端相铰接，且左传动连杆和右传动连杆结构相同且对称设置在主动推拉杆两侧；所述左传动连杆外端铰接在立柱上，在左传动连杆上设置有左滑套，所述左从动推拉杆一端铰接在左滑套上，左从动推拉杆另一端固连在左滑块上，左滑块位于左滑槽内，左滑槽固装在立柱上；所述右传动连杆外端铰接在立柱上，在右传动连杆上设置有右滑套，所述右从动推拉杆一端铰接在右滑套上，右从动推拉杆另一端固连在右滑块上，右滑块位于右滑槽内，右滑槽固装在立柱上；所述从动轴的两端分别通过轴承连接在左滑块和右滑块上。

所述工件卡装组件包括工件托架及工件夹持爪；所述工件托架的主体结构呈半圆形，在工件托架表面分布有若干弹性橡胶托辊；所述工件夹持爪位于工件托架顶端，且呈两组对称分布，在工件夹持爪上也设有弹性橡胶托辊，工件夹持爪相对于工件托架具有翻转自由度，且工件夹持爪上设有锁紧定位结构。

在所述底座上设置有两条平行的滑轨，在滑轨上安装有滑台板，所述工件托架固定安装在滑台板上；在所述底座侧部设置有两根丝杠，且丝杠平行于滑轨，在每根丝杠上均安装有丝母，丝母与滑台板相固连；第一根丝杠采用步进电机驱动，第二根丝杠采用手轮驱动。

在两组所述工件夹持爪上以及滑台板上各安装有一个限位销，且通过总共三个限位销对工件形成三点限位。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，工件卡装精度高，且无需手工进行扶持，能够有效降低工人的劳动强度，同时提高工件加工质量和工件生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置立体图；

图2为本发明的一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置正视图；

图3为本发明的一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置右视图；

图4为本发明的工作辊驱动组件及压下驱动组件的结构示意图；

图5为本发明的工件卡装组件的结构示意图；

图中，1—底座，2—立柱，3—上工作辊，4—下工作辊，5—工件扶持辊，6—工件，7—工作辊驱动电机，8—主动轴，9—从动轴，10—惰轮齿轮系，11—压下电机，12—蜗杆，13—蜗轮，14—主动推拉杆，15—左传动连杆，16—左从动推拉杆，17—左滑块，18—左滑槽，19—右传动连杆，20—右从动推拉杆，21—右滑块，22—右滑槽，23—左滑套，24—右滑套，25—工件托架，26—工件夹持爪，27—弹性橡胶托辊，28—滑轨，29—滑台板，30—丝杠，31—丝母，32—步进电机，33—手轮，34—限位销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～5所示，一种适用于薄壁圆筒工件辊压加工的内嵌式辊压装置，包括底座1、立柱2、上工作辊3、下工作辊4、工作辊驱动组件、压下驱动组件、工件扶持辊5及工件卡装组件；所述上工作辊3和下工作辊4通过工作辊驱动组件安装在立柱2顶部，所述压下驱动组件用于驱动上工作辊3执行压下动作；所述工件扶持辊5安装在立柱2中部；所述工件卡装组件安装在底座1上，工件6位于工件卡装组件内，工件6在辊压加工时，工件6筒壁位于上工作辊3和下工作辊4之间的辊缝内。

所述工作辊驱动组件包括工作辊驱动电机7、主动轴8及从动轴9；所述工作辊驱动电机7固装在立柱2上，工作辊驱动电机7的电机轴依次通过减速齿轮组及联轴器与主动轴8端部相固连；所述主动轴8与从动轴9相平行，在主动轴8与从动轴9之间连接有惰轮齿轮系10，通过惰轮齿轮系10使主动轴8与从动轴9同步反向转动；所述下工作辊4通过轴套定位安装在主动轴8上，所述上工作辊3通过轴套定位安装在从动轴9上。

所述压下驱动组件包括压下电机11、蜗杆12、蜗轮13、主动推拉杆14、左传动连杆15、左从动推拉杆16、左滑块17、左滑槽18、右传动连杆19、右从动推拉杆20、右滑块21及右滑槽22；所述压下电机11固装在立柱2上，压下电机11的电机轴依次通过减速齿轮组及联轴器与蜗杆12端部固连，蜗杆12与蜗轮13相啮合；所述蜗轮13通过其中心孔套装在主动推拉杆14上，蜗轮13的中心孔内表面设置有内螺纹，主动推拉杆14的外表面设置有外螺纹，蜗轮13与主动推拉杆14螺纹连接；所述主动推拉杆14顶端与左传动连杆15及右传动连杆19内端相铰接，且左传动连杆15和右传动连杆19结构相同且对称设置在主动推拉杆14两侧；所述左传动连杆15外端铰接在立柱2上，在左传动连杆15上设置有左滑套23，所述左从动推拉杆16一端铰接在左滑套23上，左从动推拉杆16另一端固连在左滑块17上，左滑块17位于左滑槽18内，左滑槽18固装在立柱2上；所述右传动连杆19外端铰接在立柱2上，在右传动连杆19上设置有右滑套24，所述右从动推拉杆20一端铰接在右滑套24上，右从动推拉杆20另一端固连在右滑块21上，右滑块21位于右滑槽22内，右滑槽22固装在立柱2上；所述从动轴9的两端分别通过轴承连接在左滑块17和右滑块21上。

所述工件卡装组件包括工件托架25及工件夹持爪26；所述工件托架25的主体结构呈半圆形，在工件托架25表面分布有若干弹性橡胶托辊27；所述工件夹持爪26位于工件托架25顶端，且呈两组对称分布，在工件夹持爪26上也设有弹性橡胶托辊27，工件夹持爪26相对于工件托架25具有翻转自由度，且工件夹持爪26上设有锁紧定位结构。

在所述底座1上设置有两条平行的滑轨28，在滑轨28上安装有滑台板29，所述工件托架25固定安装在滑台板29上；在所述底座1侧部设置有两根丝杠30，且丝杠30平行于滑轨28，在每根丝杠30上均安装有丝母31，丝母31与滑台板29相固连；第一根丝杠30采用步进电机32驱动，第二根丝杠30采用手轮33驱动。

在两组所述工件夹持爪26上以及滑台板29上各安装有一个限位销34，且通过总共三个限位销34对工件6形成三点限位。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先将工件托架25移动到滑轨28的最外端，再将待加工的工件6吊装到工件托架25上，由工件托架25上的若干弹性橡胶托辊27对工件6起到支撑和径向定位作用，然后将工件夹持爪26向上翻转，并使工件夹持爪26上的弹性橡胶托辊27也贴靠在工件6外表面，最后使工件6外侧边沿抵靠在三个限位销34上，以对工件6起到轴向定位作用。

通过步进电机32或手轮33驱动丝杠30动作，进而带动滑台板29及工件托架25向立柱2移动靠近，直到工件6的筒壁移动到上工作辊3和下工作辊4之间的辊缝中，保证下工作辊4与工件6内表面相接触，工件扶持辊5与工件6外表面相接触。

启动工作辊驱动电机7，带动主动轴8转动，进而通过惰轮齿轮系10带动从动轴9同步反向转动，实现上工作辊3与下工作辊4的同步反向转动。

启动压下电机11，带动蜗杆12转动，进而带动与之啮合的蜗轮13转动，随着蜗轮13的转动，与蜗轮13螺纹连接的主动推拉杆14将沿着蜗轮13轴向下移，进而向下同步拉动左传动连杆15和右传动连杆19，并同步带动左从动推拉杆16和右从动推拉杆20向下移动，从而带动左滑块17沿左滑槽18下移，同时带动右滑块21沿右滑槽22下移，最终带动从动轴9及上工作辊3下移，直到上工作辊3与工件6外表面相接触。

按照设定的压下量继续控制上工作辊3下移，直到工件6的筒壁由上工作辊3和下工作辊4共同配合并辊压成形。当工件6辊压成形加工过程全部结束后，只需控制上工作辊3上移，便可进行后续的卸料工作了。另外，在整个工件辊压过程中，采用高精度传感器实现压下量和辊压力的可视化控制。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。