专利名称：自动矫圆机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械制造领域，尤其是指线修整加工类机床设备，特别是指一种环状金属零件精度矫正机。
背景技术：
环状金属零件在冷加工或热处理后会产生变形，出现圆度超差的现象，造成下一工序加工无法达到使用精度要求甚至产生大量废品。我国尚无自动矫圆机产品，传统的矫正方法是对称测量若干点，记录下超差点的位置和超差量，通过锤击或挤压的方式将超差点矫正到合格公差范围内。传统的圆度矫正方式主要有三大缺点第一，参杂了过多的人为因素，矫正后的工件精度一致性较差，影响零件的互换性，且易出现废品；第二，对矫正人员的技术、经验要求较高，增加了人工成本；第三，生产效率低，不利于大批量生产。
发明内容本实用新型提供一种自动矫圆机，以解决传统的矫正方法精度一致性较差，易出现废品，成本高，生产效率低的问题。本实用新型的技术方案是控制柜与底座一固定连接，主机与控制柜、底座一固定连接，精密丝杠加载装置与主机承载框架固定连接，高精度工件定位旋转装置与主机承载框架固定连接，压头与高精度工件定位旋转装置固定连接，伺服电机一、伺服电机二与主机承载框架固定连接，编码器与精密丝杠加载装置固定连接，编码器与主机承载框架固定连接，测量装置、支撑机构位于压头对面，与主机承载框架固定连接；齿形带轮与编码器连接轴固定连接，角接触球轴承与编码器连接轴固定连接，推力轴承与编码器连接轴固定连接，深沟球轴承与编码器连接轴固定连接，丝杠与编码器连接轴固定连接，螺母与丝杠螺纹连接，螺母通过螺钉二与加载轴固定连接，加载轴与导向套滑动连接，导向套压盖通过螺钉一与壳体连接，导向套压盖与导向套固定连接，圆螺母一与轴承座一螺纹连接，螺钉三与圆螺母一螺纹连接，圆螺母二与角接触球轴承压接，螺钉四与圆螺母二螺纹连接；固定套与主机承载框架固定连接，深沟球轴承一与主轴套接，角接触球轴承与法兰轴套接，齿形带轮与法兰轴固定连接，转盘通过螺钉与主轴固定连接，法兰轴与主轴固定连接，分气块下部与主机承载框架固定连接，分气块上部与分气块固定架固定连接，分气块固定架通过圆螺母三与齿形带轮固定连接，分气块与气管固定连接，摆动气缸与摆动气缸固定架固定连接，气管与摆动气缸固定连接，摆动气缸通过联轴器与主动齿轮固定连接，主动齿轮与三个从动齿轮啮合连接，定位杆与从动齿轮和夹紧轮固定连接，轴承座二通过螺钉五与固定套固定连接，角接触球轴承与轴承座二固定连接，轴承端盖与轴承座二固定连接，深沟球轴承二与从动齿轮的轴转动连接；底座二与主机承载框架固定连接，导向轴与底座滑动连接，锁紧手轮与与底座固定连接，测量挺杆与杠杆固定连接，杠杆与轴承转动连接，回位弹簧一端与杠杆固定连接，另一端与气缸固定连接，测量挺杆与杠杆固定连接，位移传感器通过调节螺钉与杠杆固定连接；两个三角变形支撑位于支撑机两侧，椭圆变形支撑位于支撑机构中间，底座三与主机承载框架固定连接，气缸固定座通过螺栓与底座三固定连接，气缸二的缸体与气缸固定座固定连接，气缸二的活塞杆通过销钉与连接板固定连接，支承座与底座三的燕尾槽滑动连接，支撑块通过顶丝与支承座固定连接。本实用新型的优点在于结构新颖，完全弥补了传统手工方式的不足。自动化程度高，操作人员只需调取矫直参数和操作启动按钮，工件矫正的全程都不需要操作人员干预，将人为因素减少到零，工件矫正精度由一套参数来控制最大限度的保证了矫正后工件精度的一致性；人工成本低，对操作人员要求不高，只 需进行简单培训就可以胜任操作工作；矫圆机的所有动作都是工控机和PLC控制，动作循环周期短，矫正效率高，适合大批量成产的需要；本实用新型是自动化程度非常高的高科技产品，外观简洁美观，结构紧凑，占地面积小，噪音低，无污染。该实用新型灵活性和可扩展型非常强，可以选配自动上下料和分选设备，实现自动上下料；更换标准齿轮测量装置或激光测量装置可以实现内外齿分度圆的检测和矫正；安装AE设备可以在线检测工件有无裂纹。它不但可以弥补传统圆环类零件矫正的缺点，还可以实现传统圆环类零件矫正无法实现的功能。第一，它可以与生产线接口，与现场总线通讯，实现远程监控；第二，它可以剔除废品件，如有裂纹的工件，无法矫正的复杂变形的工件；第三，它可以保证矫正后的工件精度一致好，成品率高，而且无冲击，不会对工件造成伤害。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型主机的结构示意图；图3是图2的A-A剖视图；图4是本实用新型精密丝杠加载装置的结构示意图；图5是本实用新型高精度工件定位旋转装置结构示意图；图6是本实用新型夹紧轮的结构示意图；图7是图5的A-A剖视图；图8是图5的B-B剖视图；图9是本实用新型测量装置的结构示意图；图10是图9的俯视图；图11是本实用新型支撑机构的结构示意图；图12是本实用新型变形支撑的结构示意图；图13是图12的仰视图。
具体实施方式
控制柜I与底座一 3固定连接，主机2与控制柜I、底座一 3固定连接，精密丝杠加载装置202与主机承载框架201固定连接，高精度工件定位旋转装置204与主机承载框架201固定连接，压头203与高精度工件定位旋转装置204固定连接，伺服电机一 205、伺服电机二 206与主机承载框架201固定连接，编码器207与精密丝杠加载装置202固定连接，编码器207与主机承载框架201固定连接，测量装置209、支撑机构208位于压头203对面，与主机承载框架201固定连接；齿形带轮2202与编码器连接轴2201固定连接，角接触球轴承2203与编码器连接轴2201固定连接，推力轴承2204与编码器连接轴2201固定连接，深沟球轴承2205与编码器连接轴2201固定连接，丝杠2213与编码器连接轴2201固定连接，螺母2212与丝杠2213螺纹连接，螺母2212通过螺钉二 2214与加载轴2209固定连接，力口载轴2209与导向套2208滑动连接，导向套压盖2210通过螺钉一 2211与壳体2207连接，导向套压盖2210与导向套2208固定连接，圆螺母一 2216固定与轴承座一 2206螺纹连接，螺钉三2215与圆螺母一 2216螺纹连接，圆螺母二 2218与角接触球轴承2203压接，螺钉四2217与圆螺母二 2218螺纹连接；固定套2403与主机承载框架201固定连接，深沟球轴承一 2402与主轴2405套接，角接触球轴承2417与法兰轴2406套接，齿形带轮2420与法兰轴2406固定连接，转盘2401通过螺钉与主轴2405固定连接，法兰轴2406与主轴2405固定连接，分气块2409下部与主机承载框架201固定连接，分气块2409上部与分气块固定架2408固定连接，分气块固定架2408通过圆螺母三2421与齿形带轮2420固定连接，分气块2409与气管2416固定连接，摆动气缸2415与摆动气缸固定架2404固定连接，气管2416与摆动气缸2415固定连接，摆动气缸2415通过联轴器2414与主动齿轮2422固定连接，主动齿轮2422与三个从动齿轮2412啮合连接，定位杆2411与从动齿轮2412、夹紧轮2410固定连接，轴承座二 2418通过螺钉五2407与固定套2403固定连接，角接触球轴承2417与轴承 座二 2418固定连接，轴承端盖2419与轴承座二 2418固定连接，深沟球轴承二 2413与从动齿轮2412的轴转动连接；底座二 2902与主机承载框架201固定连接，导向轴2910与底座2902滑动连接，锁紧手轮2901与与底座2902固定连接，测量挺杆2903与杠杆2909固定连接，杠杆2909与轴承2908转动连接，回位弹簧2907 —端与杠杆2909固定连接，另一端与气缸2904固定连接，测量挺杆2903与杠杆2909固定连接，位移传感器2905通过调节螺钉2906与杠杆2909固定连接；两个三角变形支撑2801位于支撑机构208两侧，椭圆变形支撑2802位于支撑机构208中间，底座三2808与主机承载框架201固定连接，气缸固定座2801通过螺栓与底座三2808固定连接，气缸二 2802的缸体与气缸固定座2801固定连接，气缸二 2802的活塞杆通过销钉2806与连接板2805固定连接，支承座2807与底座三2808的燕尾槽滑动连接，支撑块2804通过顶丝2803与支承座2807固定连接。本实用新型由控制柜、主机和底座组成。主机结构由主机承载框架,精密丝杠加载装置，高精度工件定位旋转装置，测量装置和支撑机构组成。加载过程是伺服电机二通过齿形带带动丝杠加载装置的丝杠转动，丝杠加载装置将转动运动转化为压头的水平移动。同时编码器反馈丝杠的转动角度，作为压头位移的反馈量。伺服电机二的给定量与编码器的反馈值做比较形成一个全闭环的伺服控制，实现压头位移的精确控制。工件定位旋转装置的夹紧动作是由气动元件实现的，旋转动作是由伺服电机一通过齿形带实现的，工件变形角度坐标由伺服电机一自带的编码器记录。主机框架由钢板焊接而成，外形为U型结构，是各装置的载体，它有足够的刚度和强度承担矫正变形和矫正力。精密丝杠加载装置提供加载力，通过全闭环位移控制实现对工件的精确位移加载。齿形带轮带动丝杠旋转，螺母沿丝杠轴线做直线运动。螺母通过螺钉二与加载轴连接，在导向套内滑动。导向套压盖通过螺钉一固定在壳体上，将导向套轴向定位。轴承座一通过圆螺母一固定，螺钉三起到防松的作用。角接触球轴承、推力轴承和深沟球轴承一为丝杠提供支撑，推力轴承承担着矫正过程的轴向力；深沟球轴承一承担径向力和提供旋转支撑；角接触球轴承和螺母三主要作用是给轴承预紧消除轴承间隙，螺钉四给圆螺母二防松。高精度工件定位旋转装置有两个功能第一是夹紧工件同时将工件定位与转盘同轴；第二是驱动工件旋转。该装置的精度直接影响工件的测量精度，它是自动矫圆机至关重要的一个装置。固定套固定在主机承载框架上，深沟球轴承一和角接触球轴承作为旋转部件的支撑。工件驱动部分由齿形带轮、法兰轴、主轴、转盘组成；工件夹紧定位部分由分气块、夹紧轮、定位杆、从动齿轮、联轴器、摆动气缸、气管和主动齿轮组成。齿形带轮旋转带动法兰轴、主轴、转盘和工件夹紧定位部分同步转动。分气块下部固定于主机承载框架上,上部随齿形带轮转动，它的作用是防止转动时缠绕气管。压缩空气通过分气块经气管驱动摆动气缸摆动，摆动气缸与主动齿轮通过联轴器连接，主动齿轮带动三个从动齿轮转动，从动齿轮与定位杆和夹紧轮固定连接，这样就可以实现三个夹紧轮分布直径的变化。定位夹紧时，三个夹紧轮同时压紧工件的内圆柱面，同时将工件中心定位在转盘回转中心，转盘旋转带动工件转动。该装置定位准确，夹持范围大，结构紧凑。测量装置是工件圆度检测装置，可以根据不同高度的工件调节测量点高度。底座 二固定于主机承载框架上，导向轴与测量装置上部各部件固定于一体，可以在底座中上下滑动，锁紧手轮可以将导向轴锁紧，这样就实现了测量点高度的调整。测量挺杆与杠杆刚性连接，杠杆可以绕轴承摆动。测量时，气缸一缩回，离开杠杆，在回位弹簧的拉动下，测量挺杆压紧工件外圆柱面。工件被高精度工件定位旋转装置带动旋转一周，位移传感器实时跟踪测量工件外表面的跳动值。矫正和下件时，气缸一推动杠杆偏转，回位弹簧被拉伸，测量挺杆离开工件外表面，此时测量装置不测量。支撑机构布置在压头的对面，承担着矫直力。有三角变形支撑和椭圆变形支撑两种。当工件是椭圆变形时，两个三角变形支撑升起高于工件，椭圆支撑起作用；当工件是三角变形时，椭圆变形支撑升起高于工件，三角变形支撑起作用。底座三固定于主机承载框架上，气缸固定座通过螺栓连接固定在与底座三上，气缸二缸体固定在气缸固定座上，活塞杆通过销钉与连接板连接，驱动支承座在燕尾槽中上下滑动，最终带动支撑块上下移动，实现两种支撑的切换。支撑块通过顶丝固定，实现支撑块快换。
权利要求1.一种自动矫圆机，其特征在于控制柜与底座一固定连接，主机与控制柜、底座一固定连接，精密丝杠加载装置与主机承载框架固定连接，高精度工件定位旋转装置与主机承载框架固定连接，压头与高精度工件定位旋转装置固定连接，伺服电机一、伺服电机二与主机承载框架固定连接，编码器与精密丝杠加载装置固定连接，编码器与主机承载框架固定连接，测量装置、支撑机构位于压头对面，与主机承载框架固定连接；齿形带轮与编码器连接轴固定连接，角接触球轴承与编码器连接轴固定连接，推力轴承与编码器连接轴固定连接，深沟球轴承与编码器连接轴固定连接，丝杠与编码器连接轴固定连接，螺母与丝杠螺纹连接，螺母通过螺钉二与加载轴固定连接，加载轴与导向套滑动连接，导向套压盖通过螺钉一与壳体连接，导向套压盖与导向套固定连接，圆螺母一与轴承座一螺纹连接，螺钉三与圆螺母一螺纹连接，圆螺母二与角接触球轴承压接，螺钉四与圆螺母二螺纹连接；固定套与主机承载框架固定连接，深沟球轴承一与主轴套接，角接触球轴承与法兰轴套接，齿形带轮与法兰轴固定连接，转盘通过螺钉与主轴固定连接，法兰轴与主轴固定连接，分气块下部与主机承载框架固定连接，分气块上部与分气块固定架固定连接，分气块固定架通过圆螺母三与齿形带轮固定连接，分气块与气管固定连接，摆动气缸与摆动气缸固定架固定连接，气管与摆动气缸固定连接，摆动气缸通过联轴器与主动齿轮固定连接，主动齿轮与三个从动齿轮啮合连接，定位杆与从动齿轮和夹紧轮固定连接，轴承座二通过螺钉五与固定套固定连接，角接触球轴承与轴承座二固定连接，轴承端盖与轴承座二固定连接，深沟球轴承二与从动齿轮的轴转动连接；底座二与主机承载框架固定连接，导向轴与底座滑动连接，锁紧手轮与与底座固定连接，测量挺杆与杠杆固定连接，杠杆与轴承转动连接，回位弹簧一端与杠杆固定连接，另一端与气缸固定连接，测量挺杆与杠杆固定连接，位移传感器通过调节螺钉与杠杆固定连接；两个三角变形支撑位于支撑机两侧，椭圆变形支撑位于支撑机构中间，底座三与主机承载框架固定连接，气缸固定座通过螺栓与底座三固定连接，气缸二的缸体与气缸固定座固定连接，气缸二的活塞杆通过销钉与连接板固定连接，支承座与底座三的燕尾槽滑动连接，支撑块通过顶丝与支承座固定连接。
专利摘要本实用新型涉及一种自动矫圆机，属于机械制造领域。控制柜与底座一固定连接，主机与控制柜、底座一固定连接，精密丝杠加载装置与主机承载框架固定连接，高精度工件定位旋转装置与主机承载框架固定连接，压头与高精度工件定位旋转装置固定连接，伺服电机一、伺服电机二与主机承载框架固定连接，编码器与精密丝杠加载装置固定连接，编码器与主机承载框架固定连接，测量装置、支撑机构位于压头对面,与主机承载框架固定连接。本实用新型的优点在于结构新颖，完全弥补了传统手工方式的不足。矫正效率高，适合大批量成产的需要。是自动化程度非常高的高科技产品，外观简洁美观，结构紧凑，占地面积小，噪音低，无污染。
文档编号B21D51/00GK202570881SQ20112055881
公开日2012年12月5日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者杨永贺, 王永明, 袁德志, 赵占远, 张鹏, 陈景光 申请人:长春汇凯科技有限公司