一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构的制作方法
【专利摘要】一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构，包括沿机身周向均布四套相同的锻打机构，每个锻打机构包括一个大齿轮，四个大齿轮布置在机身的四个角，四个大齿轮之间通过六个小齿轮进行传动，小齿轮由电机带动，每个大齿轮安装于一个曲轴上，曲轴通过连杆与顶块相连，顶块通过导向条与调模螺母相连，调模螺母通过螺纹内接锤头，锤头上安装有下料模具，四个模具之间设置棒管料，同时调模螺母通过调模套外接调模蜗轮，调模蜗轮与蜗杆配合，蜗杆由装于机身上的小伺服电机驱动，下料机构因曲轴初始安装相位的不同有周向顺次循环加载模式和对称顺次循环加载模式，本实用新型可实现近净下料，下料断面质量高，节省材料，降低能耗，生产效率高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于材料加工机械【技术领域】，具体涉及一种带90°相位差的四锤头循 环加载低周疲劳下料机构。 一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构
【背景技术】
[0002] 在机械制造行业中，下料是金属成形加工的第一道工序，也是起重要作用的一道 工序。然而现有的针对金属棒管料的下料机构其下料过程均不同程度的存在材料利用率 低、下料力大、断面质量差和生产效率低等问题。像最原始的采用车床、老式弓锯床、高速带 锯机等机构进行下料，虽然能获得平整断面，但存在生产效率低，浪费原材料等缺点。为弥 补上述缺点工业上之后广泛采用冲床或专用的棒管料剪裁机进行下料，但是这种用普通机 构进行剪切下料，其下料力大、能耗大，所下的棒料断面呈现明显的马蹄形，对后续加工影 响较大，而且对于管料其下料过程中需要加额外的芯棒进行辅助下料，工序比较复杂而且 易使管料发生变形。基于剪切下料方式的不足，低应力下料方法得到了人们的广泛关注，进 而基于低应力法的下料机构的研制也受到了广泛关注。
【发明内容】
[0003] 鉴于现有技术在棒管料下料方面存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种带 90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构，能够实现金属棒管料的精密下料。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采用以下列技术方案来实现：
[0005] -种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构，包括沿机身13周向均 布四套相同的锻打机构，每个锻打机构包括一个大齿轮11，四个大齿轮11布置在机身13的 四个角，四个大齿轮11之间通过六个小齿轮15进行传动，小齿轮15由电机14带动，每个 大齿轮11安装于一个曲轴10上，曲轴10通过连杆9与顶块7相连，顶块7通过导向条3 与调模螺母5相连，调模螺母5通过螺纹内接锤头2,锤头2上安装有下料模具1，四个模具 1之间设置待加工的棒管料17,同时调模螺母5通过调模套6外接调模蜗轮4,调模蜗轮4 与蜗杆12配合，蜗杆12由装于机身13上的小伺服电机16驱动。
[0006] 所述的下料机构因曲轴初始安装相位的不同有两种工作模式：周向顺次循环加载 模式和对称顺次循环加载模式。
[0007] 本实用新型具有以下优点：
[0008] 本实用新型可实现近净下料的目的，下料断面质量高，节省材料，降低能耗，生产 效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的正面剖视图。
[0010] 图2是图1的A-A剖视图。
[0011] 图3是图2的B-B剖视图。
[0012] 图4是图2的C-C剖视图。
[0013] 图5是图2的D-D剖视图，表不第一种安装方式下的机构运动不意图。
[0014] 图6是图2的D-D剖视图，表示第二种安装方式下的机构运动示意图。 具体实施方案
[0015] 下面结合附图对本实用新型做详细描述。
[0016] 如图1、图2、图3和图4所示，一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料 机构，包括采用沿周向均布四套相同的锻打机构用以实现快速精密下料，每个锻打机构包 括一个大齿轮11，四个大齿轮11布置在机身13的四个角，四个大齿轮11之间通过六个小 齿轮15进行传动，小齿轮15由电机14带动，每个大齿轮11通过花键装于一个曲轴10上， 曲轴10通过连杆9以及柱销8与顶块7相连，顶块7通过导向条3与调模螺母5相连，调 模螺母5通过螺纹内接锤头2,锤头2上安装有下料模具1，四个模具1之间设置待加工的 棒管料17,同时调模螺母5通过调模套6外接调模蜗轮4,调模蜗轮4与蜗杆12配合，蜗杆 12由装于机身13上的小伺服电机16驱动。
[0017] 所述的下料机构因曲轴初始安装相位的不同有两种工作模式：周向顺次循环加载 模式和对称顺次循环加载模式。
[0018] 图5和图6中的曲轴10用加粗线示意于图中，其中粗实线小圆表示曲轴10的安 装轴，粗虚线大圆表示曲轴10的凸圆部分。
[0019] 如图5所示，周向顺次循环加载模式：初始安装时将①号曲轴10和③号曲轴10顺 时针旋转〇°，将②号曲轴10和④号曲轴10顺时针旋转180°安装，其偏转角度是相对于 图5中右上角所画的0°方向而言的。
[0020] 如图6所示，对称顺次循环加载模式：初始安装时也可以将①号曲轴10顺时针旋 转0°、将②号曲轴10逆时针旋转90°、将③号曲轴10顺时针旋转90°、将④号曲轴10顺 时针旋转180°安装，其偏转角度是相对于图6中右上角所画的0°方向而言的。
[0021] 本实用新型的工作原理为：
[0022] 电机14通过小齿轮15带动四个大齿轮11同步转动，大齿轮11带动曲轴10转动， 曲轴10的转动通过连杆9、顶块7和调模螺母5转化为锤头2的轴向往复运动从而带动模 具1做轴向的往复运动，以实现对棒管料径向锻打下料的目的。
[0023] 安装在机身13上的小伺服电机16通过蜗杆12带动蜗轮4转动，由于导向条3约 束使得蜗轮4和调模螺母5之间只有轴向自由度而没有周向自由度，从而使得蜗轮4带动 调模螺母5转动，调模螺母5通过螺纹与锤头2相连，从而使得锤头2上下运动，从而达到 调节|旲具1?度的目的。
[0024] 在周向顺次循环加载模式下，四个曲轴10的安装方式如图5所示，这样在电机14 的带动下四个大齿轮11分别按图5中箭头所示方向旋转，在一个周期内①号曲轴10先带 动其上的模具1到达下死点，旋转90°后②号曲轴10带动其上的模具1到达下死点，旋转 180°后③号曲轴10带动其上的模具1到达下死点，旋转270°后④号曲轴10带动其上的 模具1到达下死点，一个周期结束即旋转360°后①号曲轴10又带动其上的模具1到达下 死点，其他三个曲轴10上的模具1均已离开下死点。这样在一个周期内四个模具1在曲轴 10的带动下分别顺次由模具的上死点运动到下死点再到上死点，即实现了周向顺次给棒管 料17加载弯曲疲劳载荷进行疲劳下料的目的。
[0025] 在对称顺次循环加载模式下，机构安装方式如图6所示，这样在电机14的带动下 四个大齿轮11分别按图6中箭头所示方向旋转，在一个周期内①号曲轴10先带动其上的 模具1到达下死点，旋转90°后③号曲轴10带动其上的模具1到达下死点，旋转180°后 ②号曲轴10带动其上的模具1到达下死点，旋转270°后④号曲轴10带动其上的模具1到 达下死点，一个周期结束即旋转360°后①号曲轴10又带动其上的模具1到达下死点，其他 三个曲轴10上的模具1均已离开下死点。这样在一个周期内在曲轴10的带动下分别是① 号和③号的模具1顺次对称给棒管料17施加一定的弯矩，紧接着是②号和④号的模具1顺 次对称给帮管料17施加一定的弯矩，这样实现对棒管料17施加循环对称偏载，以达到疲劳 下料的目的。
【权利要求】
1. 一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构，其特征在于：采用沿周向 均布四套相同的锻打机构，每个锻打机构包括一个大齿轮（11)，四个大齿轮（11)布置在机 身（13)的四个角，四个大齿轮（11)之间通过六个小齿轮（15)进行传动，小齿轮（15)由电 机（14)带动，每个大齿轮（11)安装于一个曲轴（10)上，曲轴（10)通过连杆（9)与顶块 ⑵相连，顶块（7)通过导向条⑶与调模螺母（5)相连，调模螺母（5)通过螺纹内接锤头 (2)，锤头（2)上安装有下料模具（1)，四个模具（1)之间设置待加工的棒管料（17)，同时调 模螺母（5)通过调模套（6)外接调模蜗轮（4)，调模蜗轮（4)与蜗杆（12)配合，蜗杆（12) 由装于机身（13)上的小伺服电机（16)驱动。
2. 根据权利要求1所述的一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构，其 特征在于：所述的下料机构因曲轴（10)相对于机身（13)的初始安装相位的不同有两种工 作模式：周向顺次循环加载模式和对称顺次循环加载模式。
【文档编号】B21K27/02GK203875272SQ201420264587
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】赵升吨, 景飞, 张琦, 陈超, 朱俊, 杨凯 申请人:西安交通大学