专利名称：一种中小型环类零件冷辗扩机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轴承套圈(深沟球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承)等对称性环类零件加工专用设备，一种中小型环类零件冷辗扩机。
背景技术：
采用精密冷辗套圈是提高轴承产品制造水平的一种极其重要的手段，这一点已得到国内外轴承生产厂商的广泛认可，冷辗技术也被越来越多的生产企业所采用，与传统的套圈加工工艺相比较，其下料直径较小，因而大幅提高了原材料的利用率(根据型号不同可提高15％-30％)，同时坯料经辗压后金属流线保留完整，材料晶粒得以细化，在随后的热处理再结晶时能获得细而均匀的组织，提高了材料的疲劳强度。
由洛阳轴承研究所设计，申请号为95221312.5的新型冷辗环机，其用一对与主轴相连系的小滑块作为芯辊部件的安装座，用一对同轴安装的中间支承轮与一对平行安装的支承辊构成芯辊的负载支承，其结构部件多，增加了制造成本；圆度辊采用固定式圆度辊，安装在机架上，在辗扩开始时，其并不与工件接触，只是在套圈长大到一定程度才开始接触，因而工件圆度不稳定，调整工件锥度也比较困难；原进给方式为油缸直推形式，进给速度控制采用开环，且液压系统进给油路环节较多，多经过一级增压缸，用以增压减速，造成速度稳定性不好。总体上来说，加工出来的工件圆度及尺寸散差较大，加工范围较小。
发明内容
为克服上述技术上存在的种种不足，本实用新型的目的是提供一种中小型环类零件冷辗扩机，简化其结构组成，提高其系统的稳定性，使加工部件精确度提高，以满足生产需要，使冷辗套圈在轴承行业得以大力推广。
为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案所述的中小型环类零件冷辗扩机由为防止机架变形，改进筋板结构及布局的机架结构、辗压轮结构、工件芯辊及可调溢流阀控制油缸后腔压力的工件圆度随动式圆度辊调整结构、机械手装料结构以及机械传动进给机构等组成；辗压轮通过机械传动动力对芯辊上的工件实施辗压，机械进给传动动力通过比例伺服液压系统驱动主滑块进给的直推式结构对芯辊上的工件实施推进支承动力。
所述的中小型环类零件冷辗扩机，其辗压轮(25)装在主轴(24)上，主轴通过四套圆柱滚子轴承与主轴座(28)联接，主轴座通过过渡板(27)与机架(26)相连，主轴座后端联接有圆度辊部件，其传动方式为电机经减速器后通过万向联轴节(29)带动主轴(24)，对工件提供辗压旋转动力。
所述的中小型环类零件冷辗扩机，其采用了过定位的小滑块结构，小滑块(8)安装在主轴座(28)的开口叉上，限制其五个自由度，芯辊(9)装在小滑块(8)上，其轴线与主轴(24)平行，小滑块(8)上均有双“U”型过定位导轨，增强了导轨刚性，为使小滑块能轴向运动，小滑块(8)内部为圆导轨，采用小滑块结构，较好地解决了大负荷小结构时芯辊的横纵向运动问题，使结构简单又能承载大负荷。
所述的中小型环类零件冷辗扩机的支承工件支承轮(11)装在支承轮轴(10)上，通过四套圆柱滚子轴承与支承轮座(12)联接，支承轮座通过过渡板(13)与主滑块(21)部件联接，支承轮轴(10)受辗压轮对芯辊的辗压力的转动而被动旋转。
所述的中小型环类零件冷辗扩机的工件圆度随动式圆度辊调整结构，采用滚动结构的圆度辊(7)装在圆度辊座(6)上，圆度辊座(6)可围绕销轴(5)与圆度板(4)相对旋转，用以调整锥度；圆度板(4)与摆动板(31)联接，其回转中心与主轴(24)同心，其所受圆度力通过两套圆锥滚子轴承传递至圆度套(30)上，再作用至主轴座(28)，形成力量卸荷；主轴(24)不再承受圆度力。
所述的中小型环类零件冷辗扩机的进给传动机构，其可以采用比例伺服液压系统驱动主滑块(21)进给的直推式结构，主进给部件推动球头杆(18)，通过球窝座(19)把力传递到主滑块(21)上，球窝垫(17)，通过压盖(16)来调整球头、球窝的间隙，在液压上采用比例伺服阀控制主油缸(38)，该种方式下，进给系统采用双闭环控制，测量部件(22)(A光栅尺)采集套圈长大尺寸，装在动导轨(20)和静导轨(14)之间的B光栅尺采集滑块位移，形成速度闭环和行程闭环回路，且根据套圈长大尺寸不同采用不同的进给速度。
所述的中小型环类零件冷辗扩机的机械传动进给机构，其还可以采用伺服系统驱动进给系统，伺服电机经减速后驱动凸轮旋转，凸轮驱动装在滑块上的滚轮，带动滑块进给；回程时，凸轮快速反转，由回程油缸拖动滑块后退；伺服电机经减速后驱动凸轮轴(35)旋转，凸轮轴带动凸轮(34)，通过凸轮座(36)固定在机架(26)上，凸轮(34)驱动滚轮(33)，滚轮通过滚轮轴(32)装在滑块(21)上，使滑块实现低速大负荷的稳定进给，滚轮采用调心轴承(22313)，在满足大负荷的情况下还能调心，以使滚轮与凸轮良好接触，并能起到调整锥度的作用。
由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性机架是各个部件的安装基础，辗扩尺寸精度很大程度上取决于机架(26)变形程度，原机架受力截面最小处(圆度辊下部)仅为70×400mm，且整体筋板结构及布局均不理想，改进后截面为185×500mm，改善筋板结构及布局，并增加大截面拉杆(15)，辗扩零件精度有较大提高。原机架单端变形达0.2-0.3mm，改进后变形实测仅为0.05mm，辗扩零件精度有较大提高；改善轴系结构，减小轴系变形；加大轴径，选用承载力更大的轴承，在支承轮系上改双辊支承为单辊支承，简化了结构，提高了承载力，降低了成本，同时也提高了轴系回转精度。加大轴系直径后，辗扩时轴变形减小，有利于稳定辗扩，同时也简化了支承轮系结构，提高了回转精度并降低了生产制造成本；随动式圆度辊结构由于受力上采用卸荷结构，受力由主轴座承受，改善主轴受力状况，缩小主轴支承跨距，减小主轴受力变形，提高主轴刚度；圆度辊处于下位时，由于其位置比固定式底，故圆度轮对芯辊的反作用力也较小，改善了芯辊受力，提高了芯辊寿命。同时辗扩过程圆度辊始终于工件接触，大大降低了辗扩时产生震动的可能性；机械传动进给机构中，由于进给动力源可控精度较高，从而可实现高精度辗扩，且稳定性和可靠性也比较高；在直推式实施例中，减少液压环节、采用快速响应比例阀，提高了液压系统的响应频率，同时由于液压传动比机械传动的刚性低，提高了对毛坯的适应性，降低毛坯制造要求，降低生产成本；中小型环类零件冷辗扩机的芯辊满足既能轴向运动，又能横向运动，结构上采用了过定位的小滑块结构，小滑块(8)安装在主轴座(28)的开口叉上，限制其五个自由度，芯辊(9)装在小滑块上，其轴线与主轴(24)平行，其上均有双“U”型过定位导轨，增强了导轨刚性，为使小滑块能轴向运动，小滑块(8)内部为圆导轨。采用小滑块结构，较好地解决了大负荷小结构时芯辊的横纵向运动问题，使结构简单又能承载大负荷。
图1是中小型环类零件冷辗扩机主视结构示意图；图2是中小型环类零件冷辗扩机圆度辗压辊结构示意图；图3是中小型环类零件冷辗扩机凸轮进给结构示意图；如图中所示1-油缸固定座，2-活塞杆，3-限位块，4-圆度板，5-圆度辊销轴，6-圆度辊座，7-圆度辊，8-小滑块，9-芯辊，10-支承轮轴，11-支承轮，12-支承轮座，13-过渡板，14-静导轨，15-拉杆，16-球窝盖，17-球窝垫，18-球头杆，19-球窝座，20-动导轨，21-主滑块，22-测量部件，23-机械手部件，24-辗轮主轴，25-辗轮，26-机架，27-过渡板，28-辗轮主轴座，29-万向联轴节，30-圆度辊套，31-摆动板，32-滚轮轴，33-滚轮，34-凸轮，35-凸轮轴，36-凸轮座，37-回程油缸，38-主油缸。
具体实施例方式一
本实用新型是针对中小型环类零件的辗扩机，为保证进给系统的进给精度，其机械传动加工零件的辗扩机械动力传递，可以是采用比例伺服液压系统驱动主滑块(21)进给，主进给部件推动球头杆(18)，通过球窝座(19)把力传递到主滑块(21)上，球窝垫(17)，通过压盖(16)来调整球头、球窝的间隙，在液压上采用比例伺服阀控制主油缸(37)，该种方式下，进给系统采用双闭环控制，测量部件(22)(A光栅尺)采集套圈长大尺寸，装在动导轨(20)和静导轨(14)之间的B光栅尺采集滑块位移，形成速度闭环和行程闭环回路，根据套圈长大尺寸不同采用不同的进给速度。
具体实施例方式二中小型环类零件冷辗扩机的机械传动进给机构，其还可以采用伺服系统驱动进给系统，伺服电机经减速后驱动凸轮轴带动凸轮(34)低速旋转旋转；回程时，凸轮快速反转，由回程油缸拖动滑块后退；凸轮通过凸轮座(36)固定在机架(26)上，凸轮(34)驱动装在滑块上的滚轮(33)，滚轮通过滚轮轴(32)装在滑块(21)上，从而带动滑块进给，使滑块实现低速大负荷的稳定进给；滚轮采用调心轴承(22313)，在满足大负荷的情况下还能调心，以使滚轮与凸轮良好接触，并能起到调整锥度的作用；两种机械传动力使主滑块稳定进给，支承轮(11)装在支承轮轴上，通过四套圆柱滚子轴承与支承轮座(12)联接，支承轮座通过过渡板(13)与主滑块(21)部件联接；平行安装的支承轮构成工件芯辊两端的支承；辗压轮的主轴(24)装在主轴座(28)上，在主轴座后端联接有圆度辊部件；圆度辊结构具有液压控制随动机构，在辗压主轴的动力驱动下实施对装在芯辊上的工件进行辗压，工件圆度随动式圆度辊调整结构，采用滚动结构的圆度辊(7)装在圆度辊座(6)上，圆度辊座(6)可围绕销轴(5)与圆度板(4)相对旋转，用以调整锥度；圆度板(4)与摆动板(31)联接，其回转中心与主轴(24)同心，其所受圆度力通过两套圆锥滚子轴承传递至圆度套(30)上，再作用至主轴座(28)，形成力量卸荷；主轴(24)不再承受圆度力。
液压控制随动后退，由溢流阀调节其后退的外力。在结构上，随动辊座装在主轴座(28)外側，受力上采用卸荷结构，受力由主轴座(28)承受，改善主轴(25)受力状况，缩小主轴(25)支承跨距，减小主轴(25)受力变形，提高主轴(25)刚度；同时在辊座上有锥度调节机构，调节其上、下死点(3)位置及溢流压力，起到控制圆度的作用；辗扩时套圈长大推动圆度辊(7)后退，圆度辊(7)推动活塞杆(2)后退，由可调溢流阀控制油缸后腔压力，从而实现圆度力可调；由于其下始点(3)位置较固定式圆度辊位置低，故圆度轮对芯辊的反作用力也较小，改善了芯辊受力，提高了芯辊寿命。
权利要求1.一种中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机，其具有防止机架变形改进筋板结构及布局的机架结构(26)，在机架上装置有圆辗压轮结构、过定位小滑块结构，工件支撑轮结构，工件圆度随动式圆度辊调整结构，主滑块结构，进给传动机构；其圆辗压轮结构的辗压轮(25)装置在主轴(24)上，主轴(24)通过四套圆柱滚子轴承与主轴座(28)联接；过定位小滑块结构的小滑块(8)安装在主轴座(28)的开口叉上；工件支撑轮结构的支撑座(12)与进给传动结构的主滑块(21)部件联结；工件圆度随动式圆度辊调整结构的回转中心与主轴(24)同心。
2.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机，其圆辗压轮结构的主轴座(28)通过过渡板(27)与机架(26)相连；主轴座后端联接有圆度辊部件，万向联轴节(29)套装在主轴(24)上。
3.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机的过定位小滑块结构，其芯辊(9)装在小滑块上，其轴线与主轴(24)平行，其上均有双“U”型过定位导轨，小滑块(8)内部为圆导轨。
4.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机的工件支承轮结构，支承轮(11)装在支承轮轴(10)上，通过四套圆柱滚子轴承与支承轮座(12)联接，支承轮座通过过渡板(13)与主滑块(21)部件联接。
5.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机的工件圆度随动式圆度辊调整结构，采用滚动结构的圆度辊(7)装在圆度辊座(6)上，圆度辊座(6)与圆度板(4)用销钉固定连接，圆度辊座(6)与销轴(5)活动连接；圆度板(4)与摆动板(31)联接，圆度套(30)套装在主轴(24)上。
6.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机的进给传动机构，其主滑块(21)安装在动导轨(20)上，球窝座(19)安装在主滑块(21)上，球头杆(18)由球窝盖(16)和球窝垫(17)安装在球窝座(19)中，主油缸(38)与球头杆(18)连接，动导轨(20)装在静导轨(14)上。
7.如权利要求1所述的中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机的机械传动进给机构的凸轮(34)安装在凸轮轴(35)上，凸轮轴(35)安装在凸轮座(36)上，凸轮座(36)固定在机架(26)上；滚轮(33)通过滚轮轴(32)装在滑块(21)上。
专利摘要一种中小型环类零件冷辗扩机，其特征在于所述的冷辗扩机，其具有防止机架变形改进筋板结构及布局的机架结构(26)，在机架上装置有圆辗压轮结构、过定位小滑块结构，工件支撑轮结构，工件圆度随动式圆度辊调整结构，主滑块结构，进给传动机构；其圆辗压轮结构的辗压轮(25)装置在主轴(24)上，主轴(24)通过四套圆柱滚子轴承与主轴座(28)联接；过定位小滑块结构的小滑块(8)安装在主轴座(28)的开口叉上；工件支撑轮结构的支撑座(12)与进给传动结构的主滑块(21)部件联结；工件圆度随动式圆度辊调整结构的回转中心与主轴(24)同心。
文档编号B21H1/12GK2647468SQ0324601
公开日2004年10月13日 申请日期2003年6月23日 优先权日2003年6月23日
发明者李新东, 时大方, 李斌, 张秀琴, 韩银圈, 霍留柱, 杨建国, 李丹 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司