冷态调频调幅轴向成形液压机生产线的制作方法

本发明涉及液压机设备领域，特别涉及的是一种冷态调频调幅轴向成形液压机生产线。

背景技术：

在航空航天、国防、核能、汽车等工业领域中，为了实现特殊的功能，其零件设计在材料选择、结构设计、综合机械性能等方面有特殊要求，在零件结构设计时必须考虑现有工艺方法和制造技术的可能性，即满足结构工艺性要求，造成零件结构的不合理；对于必须满足的结构设计，因为受传统工艺方法的限制，加工困难、加工精度不容易保证，并且加工效率低，原材料浪费严重，加工过程中能源及其它消耗高，加工成本过高。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种冷态调频调幅轴向成形液压机生产线，其解决了上述技术问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种冷态调频调幅轴向成形液压机生产线，其包括主机、压杆机构、上模、下模和工件夹紧机构；

所述主机包括机身、伺服振动缸、双导柱、振动滑台和固定工作台；所述伺服振动缸安装于机身的上横梁的下表面上，所述振动滑台固定于伺服振动缸的活塞杆下端，所述双导柱安装于机身的上横梁下端，并位于所述伺服振动缸的左右两侧，所述振动滑台通过双导柱进行导向；所述固定工作台固定于所述机身的下横梁的上表面上，并位于所述振动滑台的下部；

所述压杆机构固定于所述伺服振动缸上，用于对工件进行定位；

所述工件夹紧机构固定于所述固定工作台上，用于对工件进行夹紧；

所述上模固定于所述振动滑台上，所述下模固定于所述固定工作台上，用于对工件进行压制。

可选的，所述机身包括上横梁、立柱和下横梁，所述上横梁和下横梁分别固定于所述立柱的上端和下端，并垂直于所述立柱。

可选的，所述压杆机构包括驱动油缸、连接螺母、支撑架、调节螺母、垫块、连接法兰、压杆、导向套和支撑垫；

驱动油缸安装于支撑架上，支撑架通过垫块和连接法兰连接于伺服振动缸，驱动油缸的活塞杆通过连接螺母和压杆相连接；所述伺服振动缸的缸体上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有导向套和支撑垫，所述导向套用于对压杆进行导向，所述导向套的一端和支撑垫的一端接触；所述压杆的外表面上形成有外螺纹，所述调节螺母设于所述压杆上，并且与所述压杆的外螺纹配合，用于限定压杆的运动行程。

可选的，所述上模包括顶针、导向环、成形模和连接体；所述顶针安装于压杆下端；所述导向环设于振动滑台内，用于对所述顶针进行导向，所述成形模通过连接体设于振动滑台下端。

可选的，所述下模包括工件定位座、定位底座、弹簧固定轴、弹簧、固定环和固定套筒；所述底座固定于固定工作台上，在所述底座内沿其轴线方向开设有第二通孔，所述第二通孔内设置有固定套筒，所述固定套筒位于所述第二通孔的下端，所述固定套筒的上端形成有挡板，所述挡板的中部开设有第三通孔；所述工件定位座的下端形成有柱状凸起，所述柱状凸起插入于所述第二通孔内，并使得所述工件定位座位于所述第二通孔的上端；所述柱状凸起的下端固定有弹簧固定轴；所述弹簧固定轴上套设有弹簧，并且所述弹簧固定轴的下端穿过挡板，位于所述固定套筒内，而且，所述弹簧固定轴的下端固定有固定环，所述固定环的直径大于第三通孔的直径，并且所述固定环可以沿所述第二通孔的内壁面滑动。

可选的，所述工件夹紧机构包括左右两个夹爪、夹紧气缸和连接底座；两个夹爪安装于夹紧气缸左右两侧，夹紧气缸安装于连接底座上，连接底座安装于固定工作台上，置于下模的后侧。

可选的，所述的冷态调频调幅轴向成形液压机生产线还包括所述自动上下料机构设置于所述主机的侧部，用于对工件进行上料和下料；

所述自动上下料机构包括上料系统、定位系统、操作系统和下料系统；所述上料系统用于输送工件至主机附近；所述定位系统用于将工件定位在上料系统上；所述操作系统用于将工件由上料系统输送至下模，以及将工件由下模输送至下料系统；所述下料系统用于将工件下料。

可选的，所述上料系统包括两个板式滚轮、轴承、减速器、联轴器、连接架、两个滚轮轴、轴承盖、支撑架、平板输送链和电机；

一个板式滚轮与一个滚轮轴通过键连接，形成板式滚轮组件；两个板式滚轮组件分别位于所述支撑架的前端和后端；所述滚轮轴的两端分别通过轴承可转动地支撑于所述支撑架上，所述轴承的外部设置有轴承盖；

所述电机设置于所述连接架上，并且和减速器传动连接；所述减速器通过联轴器和位于前端的滚轮轴传动连接，所述平板输送链安装于两个板式滚轮上；

所述下料系统的结构与所述上料系统的结构相同。

可选的，所述定位系统包括末端定位块、二级定位块、初始定位块、三个气缸和连接支架；三个气缸均设置于所述连接支架上，并且分别与末端定位块、二级定位块、初始定位块连接，所述初始定位块、二级定位块和末端定位块沿上料方向依次设置；所述连接支架安装于压机前侧，上料系统的左侧。

可选的，所述操作系统包括四个夹爪、四个旋转气缸、支撑架、水平移动滑台、齿轮、齿条、减速器、伺服电机、水平直线导轨、可移底座、驱动气缸、滚轮槽支架、四滚轮组、下料旋转气缸连接座、垂直直线导轨、支架、上料旋转气缸连接座和垂直滑台；

四个夹爪分别固定于四个旋转气缸输出轴上，其中两个夹爪和旋转气缸组成上料夹爪，另外两个夹爪和旋转气缸组成下料夹爪，上料夹爪安装于上料旋转气缸连接座上，下料夹爪安装于下料旋转气缸连接座上，上料旋转气缸连接座和下料旋转气缸连接座固定于垂直滑台上，垂直滑台的侧部固定连接有可滑动设置于所述垂直直线导轨上的滑块，垂直直线导轨固定于支架上，并竖直设置，支架和水平移动滑台相连，驱动气缸和可滑动地设置于所述水平直线导轨上的滑块安装于水平移动滑台上，水平直线导轨和可移底座相连，可移底座下方设有四滚轮组，四滚轮组可沿滚轮槽支架做前后运动，滚轮槽支架固定于机身工作台上；伺服电机和减速器传动连接，所述减速器和齿轮传动连接，所述伺服电机固定在可移底座上，齿条安装于水平移动滑台上，并和齿轮啮合。

本发明具有如下有益效果：本发明采用调频法轴向成形原理，在常规的前进运动上叠加一个摆动，即边前进边振动，从而大大降低成形过程中的轴向力。在振动的每一个返回运动中，模具实际上脱离工件，使材料中的应力得以释放，润滑油不断补充，因此润滑膜得到改善，从而使轴向力降低约50％。

附图说明

图1为本发明的冷态调频调幅轴向成形液压机生产线的结构示意图。

图2为本发明的冷态调频调幅轴向成形液压机生产线的结构示意图。

图3是本发明压杆机构的结构示意图。

图4是本发明上模的结构示意图。

图5是本发明的夹紧机构和下模的左视示意图。

图6是本发明的夹紧机构和下模的俯视示意图。

图7是本发明的自动上下料机构的俯视示意图。

图8是本发明的自动上下料机构的主视示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

参考图1和图2，本实施例提供了一种冷态调频调幅轴向成形液压机生产线，其用于内外花键、内外齿轮，薄壁内外花键(齿轮)、盲孔内外花间(齿轮)等零件的加工，并包括：主机2、压杆机构1、上模5、下模10、工件夹紧机构9、自动上下料机构8和控制系统。

所述主机为液压机，所述液压机包括机身2.1、伺服振动缸2.2、双导柱2.3、振动滑台2.4和固定工作台2.5。

其中，所述机身2.1包括上横梁2.1.1、立柱2.1.2和下横梁2.1.3，机身通过焊接成整体框架式结构，具体地，所述上横梁2.1.1和下横梁2.1.2分别固定于所述立柱的上端和下端，并垂直于所述立柱2.1.2，以使得所述机身2.1为偏载机身，机身承载位置置于机身右侧1/3处，左右不对称受力，前后对称受力。

所述伺服振动缸2.2安装于机身2.1的上横梁2.1.1的下表面上，振动滑台2.4固定于伺服振动缸2.2的活塞杆下端，双导柱2.3安装于机身的上横梁2.1.1下端，并位于所述伺服振动缸2.2的左右两侧，所述振动滑台2.4通过双导柱2.3进行导向。伺服振动缸2.2上下运动时驱动振动滑台2.4实现上下运动，同时通过双导柱2.3进行导向，约束运动过程中滑台的偏移，实现导向功能，确保加工件精度。

所述固定工作台2.5固定于所述下横梁2.1.3的上表面上，并位于所述振动滑台2.4的下部。

参考图3，所述压杆机构1固定于所述伺服振动缸上，用于对工件进行定位；具体地，所述压杆机构1包括驱动油缸1.1、连接螺母1.2、支撑架1.3、调节螺母1.4、垫块1.5、连接法兰1.6、压杆1.7、导向套1.8和支撑垫1.9。

驱动油缸1.1安装于支撑架1.3上，支撑架1.3通过垫块1.5和连接法兰1.6与伺服振动缸2.2相连接，驱动油缸1.1的活塞杆通过连接螺母1.2和压杆1.7相连接；所述伺服振动缸2.2的缸体上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有导向套1.8和支撑垫1.9，所述导向套1.8用于对压杆1.7进行导向，所述导向套1.8的一端和支撑垫1.9的一端接触。所述压杆1.7的外表面上形成有外螺纹，所述调节螺母1.4设于所述压杆1.7上，并且与所述压杆1.7的外螺纹配合；本实施例中，所述调节螺母位于所述垫块1.5的上方，以通过所述调节螺母1.4限定压杆1.7的运动行程，即调节驱动油缸1.1的行程并起到固定挡块的作用。当驱动油缸1.1接通油路时，通过压杆1.7和顶针5.1的作用，可实现对工件的定位、压紧、松开的作用。

参考图4，所述上模5包括顶针5.1、导向环5.2、成形模5.3和连接体5.4。顶针5.1安装于压杆1.7下端，导向环5.2设于振动滑台2.4内，用于对所述顶针5.1进行导向，成形模5.3通过连接体5.4设于振动滑台2.4下端。工作时，顶针5.1在驱动油缸1.1的驱动下夹紧工件，成形模5.3跟随伺服振动缸2.2和振动滑台2.4做上下运动，从而实现成形工艺。

参考图5和图6，所述下模10包括工件定位座10.1、定位底座10.2、弹簧固定轴10.3、弹簧10.4、固定环10.5、固定套筒10.6和挡板10.7。所述底座10.2固定于固定工作台2.5上，并且，在所述底座10.2内沿其轴线方向开设有第二通孔，所述第二通孔内设置有固定套筒10.6，所述固定套筒10.6位于所述第二通孔的下端，并且，所述固定套筒10.6的上端形成有挡板10.7，所述挡板的中部开设有第三通孔；所述工件定位座10.1的下端形成有柱状凸起，所述柱状凸起插入于所述第二通孔内，并使得所述工件定位座10.1位于所述第二通孔的上端；所述柱状凸起的下端固定有弹簧固定轴10.3；所述弹簧固定轴10.3上套设有弹簧10.4，并且所述弹簧固定轴10.3的下端穿过挡板10.7，位于所述固定套筒10.6内，而且，所述弹簧固定轴10.3的下端固定有固定环10.5，所述固定环10.5的直径大于第三通孔的直径，并且所述固定环10.5可以沿所述第二通孔的内壁面滑动，以使得所述弹簧的两端分别顶设在工件定位座10.1和挡板10.7上；由此使得下模10通过安装压缩弹簧，可实现工件的上下移动同时实现工件的柔性定位。

参考图5和图6，所述工件夹紧机构9包括左夹爪9.1.1、右夹爪9.1.2、夹紧气缸9.2、连接底座9.3。所述左夹爪9.1.1和右夹爪9.1.2安装于夹紧气缸9.2左右两侧，夹紧气缸9.2安装于连接底座9.3上，连接底座9.3安装于固定工作台2.5上，置于下模10的后侧，通过控制夹紧气缸9.2的运动，可实现工件0的夹紧和松开。

参见图7和图8，所述自动上下料机构8包括上料系统8.1、定位系统8.2、操作系统8.3和下料系统8.4。

所述上料系统8.1用于输送工件至主机附近；所述定位系统8.2用于将工件定位在上料系统8.1上；所述操作系统8.3用于将工件由上料系统8.1输送至下模，以及将工件由下模输送至下料系统8.4；所述下料系统8.4用于将工件下料。

所述上料系统8.1包括两个板式滚轮8.1.1、轴承8.1.2、减速器8.1.3、联轴器8.1.4、连接架8.1.5、两个滚轮轴8.1.6、轴承盖8.1.7、支撑架8.1.8、平板输送链8.1.9和电机8.1.10。

一个板式滚轮8.1.1与一个滚轮轴8.1.6通过键连接，形成板式滚轮组件，以在滚轮轴转动时，能驱动板式滚轮转动，两个板式滚轮组件分别位于所述支撑架的前端和后端；此时，所述滚轮轴8.1.6的两端分别通过轴承8.1.2可转动地支撑于所述支撑架上，所述轴承8.1.2的外部设置有轴承盖8.1.7。

所述电机8.1.10设置于所述连接架8.1.5上，并且和减速器8.1.3传动连接；所述减速器8.1.3通过联轴器8.1.4和位于前端的滚轮轴8.1.6传动连接，所述平板输送链8.1.9安装于两个板式滚轮8.1.1上，即位于前端的板式滚轮8.1.1和位于后端的板式滚轮8.1.1之间通过平板输送链8.1.9传动连接，从而形成闭合平板输送链。

当电机8.1.10驱动减速器8.1.3运动时，通过联轴器8.1.4、位于前端的滚轮轴8.1.6、位于前端的板式滚轮8.1.1和位于后端的板式滚轮8.1.1的传动，平板输送链8.1.9沿导向方向实现工件的输送。

所述下料系统8.4的结构和传动原理与上料系统8.1基本相同。

所述定位系统8.2包括末端定位块8.2.1、二级定位块8.2.2、初始定位块8.2.3、三个气缸8.2.4和连接支架8.2.5。三个气缸8.2.4均设置于所述连接支架8.2.5上，并且分别与末端定位块8.2.1、二级定位块8.2.2、初始定位块8.2.3连接，所述初始定位块8.2.3、二级定位块8.2.2和末端定位块8.2.1沿上料方向依次设置；所述连接支架8.2.5安装于压机前侧，上料系统的左侧，三个气缸8.2.4均设有磁性开关。当气缸工作时，可把工件定位在所需的位置，便于操作系统8.3抓取料。

所述操作系统8.3包括四个夹爪8.3.1、四个旋转气缸8.3.2、支撑架8.3.3、水平移动滑台8.3.4、齿轮8.3.5、齿条8.3.6、减速器8.3.7、伺服电机8.3.8、水平直线导轨8.3.9、可移底座8.3.10、驱动气缸8.3.11、滚轮槽支架8.3.12、四滚轮组8.3.13、下料旋转气缸连接座8.3.14、垂直直线导轨8.3.15、支架8.3.16、上料旋转气缸连接座8.3.17和垂直滑台8.3.18。

四个夹爪8.3.1分别固定于四个旋转气缸8.3.2输出轴上，其中两个夹爪和旋转气缸组成上料夹爪，另外两个夹爪和旋转气缸组成下料夹爪，上料夹爪安装于上料旋转气缸连接座8.3.17上，下料夹爪安装于下料旋转气缸连接座8.3.14上，上料旋转气缸连接座和下料旋转气缸连接座均固定于垂直滑台8.3.18上，垂直滑台8.3.18的侧部固定连接有可滑动地设置于所述垂直直线导轨8.3.15上的滑块，垂直直线导轨8.3.15固定于支架8.3.16上，并竖直设置，支架8.3.16和水平移动滑台8.3.4相连，驱动气缸8.3.11和可滑动地设置于所述水平直线导轨8.3.9上的滑块安装于水平移动滑台8.3.4上，水平直线导轨8.3.9和可移底座8.3.10相连，可移底座8.3.10下方设有四滚轮组8.3.13，四滚轮组8.3.13可沿滚轮槽支架8.3.12做前后运动，滚轮槽支架8.3.12固定于机身工作台上。伺服电机8.3.8、减速器8.3.7和齿轮8.3.5相连成驱动组件，驱动组件固定在可移底座8.3.10上，齿条8.3.6安装于水平移动滑台8.3.4上，当伺服电机工作时驱动齿轮8.3.5和齿条8.3.6，实现水平移动滑台8.3.4前后运动。当驱动气缸8.3.11工作时，可驱动支撑架8.3.3做上下运动，同时带动上、下料夹爪组上下运动。当上料和下料旋转气缸工作时，可实现工件的夹紧、松开、上料、下料。手动推拉操作系统8.3，操作系统8.3可实现前后移动，便于操作系统的拆卸、维护。

所述控制系统可以包括液压系统4、电气系统3和气动系统6等；所述液压系统4用于控制各液压缸(伺服振动缸和驱动油缸)；所述气动系统6用于控制各气缸(夹紧气缸、定位系统的气缸、旋转气缸和驱动气缸)；所述电气系统3包括高频响伺服阀、位移传感器、控制器和工控机。高频响伺服阀，响应时间短，是控制液压系统控制的重要部件；位移传感器对压机位置进行检测和监视；控制器采集和输出时间响应时间快，处理能力强；工控机通过高级语言和特殊软件进行关联，可以设定压机工艺参数，观察压机运行状态，查看压机压力曲线和位移曲线，并且可以调出之前工艺曲线进行查看，以及控制所述液压系统和气动系统。

所述控制器数据采集可以达到500ms采样一次,整个电气系统的频率响在于1ms左右,与整个液压系统相融合，实现了生产线的精确控制。

本发明所述的一种冷态调频调幅轴向成形液压机生产线，其工作流程如下：

人工或机器人把工件放置于上料系统8.1的板式链轮上，上料系统8.1和下料系统8.4工作，上料系统8.1把工件输送至压机前侧，定位系统8.2的识别系统发出信号，操作系统8.3向前运动至抓取位，此时操作系统8.3夹紧工件，发讯开关发出信号，操作系统8.3向后运动，把工件从上料位移至压机中心，同时操作系统8.3把已压制完成位于压机中心的工件移至下料系统8.4板式链轮上，操作系统8.3继续工作，把工件放置于下模10上定位，工件夹紧机构9夹紧，压杆机构1下行，顶针5.1顶紧工件，工件夹紧机构9松开，伺服振动缸2.2下行，上模5实现振动挤压，挤压至设定位置，伺服振动缸2.2回程，压杆机构1和顶针5.1回程，松开工件，操作系统8.3夹紧工件，实现向上运动，操作系统8.3向前运动至抓取位，完成一个工作循环。

本发明采用了比例伺服控制技术，可实现压力、速度、位移、卸压准确控制，实现压制件的柔性可控，精度高，效率高，保证了压制件的质量。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。