专利名称：一种数控全自动金属旋压机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过旋压工艺使金属塑性成型的专业机械，具体 地说是一种数控全自动金属旋压机。
背景技术：
金属旋压工艺是工件通过旋转使之受力点由点到线由线到面，同时在 某个方向用滚压刀具给予 一定的压力，使金属材料沿着这一方向变形和流 动而成型的技术。现有的旋压机多为车床改造而成，由工人推动滚压刀具 进行加工。其加工质量与操作工人技能有关，质量难以保证。并且，这种 形式的旋压机不能自动切换刀具，不能自动上料以及下料，加工效率非常 低、费时、费力、浪费资源。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种全数控、自动化程度高的金 属旋压机。
根据上述技术要求，本实用新型釆用以下技术方案实现 一种数控全自动金属旋压机，包括床身、安装于床身上的尾座、主轴 箱以及位于尾座和主轴箱间的工作台；
主轴箱通过横向导轨安装于机身上，横向导轨与主轴平行，在机身上 还安装有驱动主轴轴向进给的主轴进给电机以及主轴进给丝杆，在主轴箱 内安装有带动主轴旋转的变频电机，在主轴端部安装有固定胚料的芯模； 尾座固设于机身上，在尾座上设有一顶柱，顶柱与主轴同轴心设置；工作 台通过纵向导轨安装于机身上，纵向导轨与主轴相垂直，在机身上还安装 有驱动工作台沿纵向导轨移动的工作台进给电机以及工作台进给丝杆，在 工作台上安装有固定滚压刀具的滚压轮架，在滚压轮架上安装有一自动切 换滚压刀具的刀具切换机构；变频电机、主轴进给电机、工作台进给电机 均与协调各部件工作的数控装置联接；在尾座与主轴箱上还安装有自动上 料机构。
作为对上述方案的改进，上述的刀具切换机构包括一固定于滚压轮架 上的汽缸以及通过第一转轴活动安装于滚压轮架上的刀具安装板，汽缸活 塞杆与刀具安装板同样通过第二转轴活动连接。滚压刀具为滚轮状，为并 列安装于刀具安装板上的两枚。同时，在主轴箱上还设有与滚压刀具对应的 挡料盘，挡料盘安装于挡料气缸活塞杆上，挡料气缸固定于主轴箱上。当 滚压刀具开始加工芯模上的胚料时，挡料盘在挡料气缸的驱动下向滚压刀 具方向伸出，并与胚料接触，形成挡料盘与滚压刀具分别顶于胚料两侧的 夹持形式。当芯模带动胚料转动时，挡料盘与滚压刀具同时随胚料自转， 并通过主轴的移动使胚料逐渐成型。
作为对上述方案的进一步改进，上述的自动上料机构包括位于主轴箱 上方与主轴平行设置的导柱以及固设于主轴箱上方的圆柱汽缸，导柱上滑 设有一滑块，圆柱汽缸活塞杆与滑块连接，在滑块上安装有垂直导柱的竖 向导杆以及驱动导杆上下运动的驱动汽缸，导杆下端部通过第三转轴活动 安装有摆臂，摆臂一端安装有真空吸盘，另一端通过第四转轴活动安装有 平行导杆的滑杆，滑杆穿插于滑块中，在滑杆超出滑块端部安装有限制滑 杆下滑位置的限位块，圆柱汽缸、驱动汽缸上均安装有两个感应器，感应 器与数控装置联接。吸取胚料时，滑块移至靠近尾座位置，驱动汽缸动作， 带动真空吸盘下移至放置胚料位置，真空吸盘动作吸住胚料，然后驱动汽 缸带动真空吸盘以及胚料回缩，之后圆柱汽缸回缩至芯模上方，驱动汽缸 再次动作，带动摆臂以及真空吸盘下移，至预定位置时，由于限位块阻挡， 滑杆不再下移，导杆继续下移使摆臂由水平转换为竖直，同时使真空吸盘 上的胚料刚好刚好顶于芯模上，之后尾座上的顶柱前移，将胚料固定于芯 模上，驱动汽缸回缩，自动上料机构恢复至初始状态。
同时，在主轴箱的尾端还安装有自动下料机构。该机构包括安装于主 轴箱尾端的顶料汽缸，顶料汽缸活塞杆上安装有一顶料杆，顶料杆平行主 轴，端部与芯模平齐。当胚料加工成型后，顶料汽缸动作，顶料杆将芯模上 的成品顶落，完成下料动作，之后顶料汽缸回复至初始位置。
本实用新型的各机械部件、气、液传动装置以及电器控制电路均通过
自动化数控装置控制，可通过系统的搡作面板和数据接口输入、修改加工 程序、参数，实现了全自动加工，提高了工件的加工质量，减轻了操作人
员劳动强度，节省了人力；并通过增加与数控装置联接的自动上料、自动 下料机构，进一步提高了加工效率；通过刀具切换机构实现多种刀具的自 动切换，可满足多种加工工序要求；同时，通过选用高精度丝杆、伺服电 机等驱动、传动部件可使加工精度更高、性能更稳定。
附图l为本实用新型实施例正面视角结构示意图；附图2为本实施例 俯视状态结构示意图；附图3为本实施例侧面视角结构示意图；附图4为 刀具切换机构结构示意图；附图5为自动上料机构结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面将结具体实施例及附图对本实 用新型结构原理作进一步详细描述
如附图1 5所示，本实施例所揭示的方案主体为一机身1，机身l左 侧安装有主轴箱4、右侧安装有尾座2，在主轴箱4与尾座2之间安装有工 作台3，在主轴箱4和尾座2之间上部安装有自动上料机构，在机身1内 安装有协调控制各部件自动工作的数控装置。其中，主轴箱4通过横向导 轨安装于机身l上，并通过伺服电机以及丝杆使主轴箱4沿导轨滑动。在 主轴箱4中设有主轴41。主轴41通过连轴器与一变频电机连接，在主轴 41靠近尾座端部安装有固定胚料的芯模42。
尾座2与机身1为固定连接，在尾座2靠近主轴箱4端通过液压缸设 有一顶柱21。顶柱21与主轴41同轴心，并通过主轴箱4与顶柱21的相 对平移，可使顶柱21与主轴41接触。液压缸动作通过数控装置控制。
工作台3通过纵向导轨安装于机身l上，纵向导轨与主轴41相垂直。 同时，在机身1上还安装有驱动工作台沿纵向导轨移动的进给电机以及丝 杆。在工作台3上还安装有固定滚压刀具的滚压轮架31，滚压轮架31上 安装有自动切换滚压刀具35的刀具切换机构。刀具切换机构包括一固定于 轮架31上的汽缸32，汽缸32活塞杆上通过第一转轴34活动安装有刀具 安装板33,刀具安装板33同时通过第二转轴36安装于滚压轮架31上。 在刀具安装板33上设有两个刀具安装位37,刀具安装位37上分别安装有 可灵活转动的圆形滚压刀具35 ，分别用于对胚料进行滚压以及用于切割多 余的胚料。两刀具安装位37分别与第一转轴34、第二转轴36之间形成三 角形，当汽缸32伸缩动作时，可轮流使两枚刀具向前方伸出，进行滚压或 者切割动作。同时，在主轴箱旁还设有与滚压刀具配合的挡料盘62,挡料 盘安装于挡料汽缸61活塞杆上，挡料汽缸61则固定于主轴箱上。当滚压 刀具35与芯模42上的胚料接触开始加工时，挡料盘62在挡料气缸61的 驱动下向滚压刀具35方向伸出，并与胚料接触，形成挡料盘62与滚压刀 具35分别顶于胚料两侧的夹持形式。当芯模42带动胚料转动时，挡料盘 62与滚压刀具35同时随胚料自转，并通过主轴41的移动使胚料逐渐成型。 自动上料机构包括横跨于主轴箱4与尾座2之间且平行于主轴41的导 柱51。导柱51上安装有一可沿导柱51灵活滑动的滑块53。滑块53通过 固设于主轴箱4上的圆柱汽缸52驱动。在滑块53上安装有垂直导柱51的 竖向导杆54以及驱动导杆54上下运动的驱动汽缸541。导杆54下端部通 过第三转轴55与 一摆臂56中部活动连接，摆臂56靠近尾座2 —端安装有 直接吸放胚料的真空吸盘57，真空吸盘57通过电磁阀以及气管与真空发 生器连接。摆臂56另 一端通过第四转轴58活动安装有平行导杆的滑杆59, 滑杆59穿插于滑块53中，并且在滑杆59超出滑块53端部安装有限制滑 杆59下滑位置的限位块591。当驱动汽缸541带动导杆54以及滑杆59下 移时至预定位置时，限位块591阻挡滑杆59下移，从而使摆臂56由水平 变为竖直。当然，为了能准确控制各部件动作，在圆柱汽缸52以及驱动汽 缸541两端均安装有感应器，感应器则与控制装置联接。自动上料时，滑 块53移至靠近尾座2位置，驱动汽缸541动作，带动真空吸盘57下移至 放置胚料位置，真空吸盘57动作吸住胚料，然后驱动汽缸541带动真空吸 盘57以及胚料回缩，之后圆柱汽缸52回缩至芯模42上方，驱动汽缸541 再次动作，带动摆臂56以及真空吸盘57下移，至预定位置时，由于限位 块591阻挡，滑杆59不再下移，导杆54继续下移而使摆臂56由水平转换
为竖直，同时使真空吸盘57上的胚料刚好刚好顶于芯模42上，之后尾座 2上的顶柱21前移，将胚料固定于芯模42上，驱动汽缸541回缩，自动
上料机构恢复至初始状态，完成自动上料动作。
为了进一步提高自动化程度，在主轴箱4中还安装有自动下料机构。 该机构包括安装于主轴箱4尾端的顶料汽缸，顶料汽缸活塞杆上安装有一 顶料杆，顶料杆平行主轴，端部与芯模平齐。当胚料加工成型后，顶料汽缸 动作，顶料杆将芯模上的成品顶落，完成下料动作，之后顶料汽缸回复至 初始位置。
当然，为了能够各部件自动协调工作，控制各汽缸的电磁阀以及感应 器、电机均联接于数控装置中，由数控装置统一控制。
权利要求1.一种数控全自动金属旋压机，包括床身(1)、安装于床身上的尾座(2)、主轴箱(4)以及位于尾座和主轴箱间的工作台(3)；主轴箱通过横向导轨安装于机身上，横向导轨与主轴平行，在机身上还安装有驱动主轴(41)轴向进给的主轴进给电机以及主轴进给丝杆，在主轴箱内安装有带动主轴旋转的变频电机，在主轴端部安装有固定胚料的芯模(42)；尾座固设于机身上，在尾座上设有一顶柱(21)，顶柱与主轴同轴心设置；工作台通过纵向导轨安装于机身上，纵向导轨与主轴相垂直，在机身上还安装有驱动工作台沿纵向导轨移动的工作台进给电机以及工作台进给丝杆，在工作台上安装有固定滚压刀具的滚压轮架(31)；变频电机、主轴进给电机、工作台进给电机均与协调各部件工作的数控装置联接；其特征在于在滚压轮架上安装有一自动切换滚压刀具(35)的刀具切换机构；在尾座与主轴箱上还安装有自动上料机构。
2. 根据权利要求l所述的数控全自动金属旋压机，其特征在于所述的刀 具切换机构包括一固定于滚压轮架上的汽缸(32)以及通过第一转轴(34) 活动安装于滚压轮架上的刀具安装板(33)，汽缸活塞杆与刀具安装板 通过第二转轴(36)活动连接。
3. 根据权利要求2所述的数控全自动金属旋压机，其特征在于所述的滚 压刀具为滚轮状，并列安装于刀具安装板上，有两枚。
4. 根据权利要求3所述的数控全自动金属旋压机，其特征在于:在主轴箱 上还设有与滚压刀具对应的挡料盘(62)，挡料盘安装于挡料气缸(61) 活塞杆上，挡料气缸固定于主轴箱上。
5. 根据权利要求l所述的数控全自动金属旋压机，其特征在于所述的自 动上料机构包括位于主轴箱上方与主轴平行设置的导柱(51)以及固设于主轴箱上方的圆柱汽缸(52)，导柱上设有一滑块(53),圆柱汽缸活塞 杆与滑块连接，在滑块上安装有垂直导柱的竖向导杆(54)以及驱动导杆 上下运动的驱动汽缸(541)，导杆下端部通过第三转轴(55)活动安装有 一摆臂(56)，摆臂一端安装有真空吸盘(57)，另一端通过第四转轴(58) 活动安装有平行导杆的滑杆(59)，滑杆穿插于滑块中，在滑杆超出滑块 端部安装有限制滑杆下滑位置的限位块(591)，圆柱汽缸、驱动汽缸上 均安装有两个感应器，感应器与数控装置联接。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的数控全自动金属旋压机，其特征在 于在主轴箱的尾端还安装有自动下料机构。
7. 根据权利要求6所述的数控全自动金属旋压机，其特征在于所述的下 料机构包括安装于主轴箱尾端的顶料汽缸，顶料汽缸活塞杆上安装有一 顶料杆，顶料杆平行主轴，端部与芯模平齐。
专利摘要本实用新型涉及一种通过旋压工艺使金属塑性成型的专业机械，具体地说是一种数控全自动金属旋压机。该机床主要包括包括床身、安装于床身上的尾座、主轴箱、位于尾座和主轴箱间的工作台、刀具切换机构、自动上料、自动下料机构以及控制各部件协调运作的自动化数控装置。本实用新型通过自动化数控装置的控制，实现了全自动加工，提高了工件的加工质量，减轻了操作人员劳动强度，节省了人力；并通过增加与数控装置联接的自动上料、自动下料机构，进一步提高了加工效率；通过刀具切换机构实现多种刀具的自动切换，可满足多种加工工序要求；同时，通过选用高精度丝杆、伺服电机等驱动、传动部件可使加工精度更高、性能更稳定。
文档编号B21D22/14GK201061811SQ200720052598
公开日2008年5月21日 申请日期2007年6月7日 优先权日2007年6月7日
发明者周平虎 申请人:周平虎