一种结构改进的数控旋压机的制作方法

本实用新型涉及管材数控加工设备，具体地说，涉及一种数控旋压机。

背景技术：

公告号为CN104959439B的专利文献中公开了一种旋压机，包括用于夹持待旋压工件的夹料机头及相对夹料机头绕旋转轴线转动的旋压机头；其旋压机头包括第一旋压轮、第二旋压轮及用于驱动两个旋压轮沿挤压方向往复移动的伺服驱动器，该伺服驱动器包括两个独立地驱动一个旋压轮沿挤压方向往复移动的驱动气缸。在工作过程中，将需旋压处理的管件夹持在夹料机头上，通过控制夹料机头与旋压机头绕旋转轴线相对转动，同时，控制两个旋压轮沿管坯径向朝里挤压，即沿挤压方向移动，以对装夹在夹料机头上的管坯进行旋压加工。

管件在经旋压之后，需要进行导内外角、切断翻边、内孔成型等后续修整处理，而这些修整处理通常需在另一台修整设备上进行，其不仅导致了管件多次装夹而难以确保其加工质量的问题，且需要人工进行多次搬运而难以提高管件的加工质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有结构改进的数控旋压机，以提高旋压件加工质量的同时，提高加工效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供数控旋压机包括机架及安装在该机架上且可绕旋转轴线相对转动的旋压机头与夹料机头，旋压机头与夹料机头中的一者受驱动器驱动而相对另一者沿旋转轴线的轴向往复移动；旋压机头包括滑动座、可旋转地安装在滑动座上的旋压轮及用于驱动滑动座沿挤压方向往复移动的伺服驱动器；滑动座上安装有受避让驱动器驱动而沿避让方向往复移动的修整机构，以避让管坯的旋压成型过程；修整机构包括刀座及安装在刀座上的修整刀具；避让驱动器包括定位机构，用于将从避让位置处复位的修整机构定位于预定工作位置处。

利用转动的夹料机头对管件的夹持与旋转驱动，以在一次工件装夹中完成对旋压件的至少一道修整工序，有效地确保加工质量，且可提高管件的加工效率。此外，将修整机构的刀座安装在滑动座，以基于避让驱动器将刀具移动至避让旋压机头的旋压成型过程，并在完成旋压成型后，利用避让驱动器将刀具复位至预定工作位置处，接着利用基于旋压伺服驱动器完成对刀片的伺服进给，从而可减少伺服驱动器的使用数量，且可统一加工定位参考位置，进一步提高工件的加工质量。

具体的方案为刀座包括可沿挤压方向往复移动地安装在滑动座上的第一刀座，修整刀具包括安装在第一刀座上的切断刀片；第一刀座位于滑动座朝向夹料机头的一侧。

另一个具体的方案为刀座包括可沿轴向往复移动地安装在滑动座上的第二刀座，修整刀具包括安装在第二刀座上的内孔刀片；第二刀座位于滑动座指向旋转轴线的一侧。

一个优选的方案为定位机构包括用于将复位行程中的刀座止挡定位在预定工作位置处的止挡机构，或包括用于对刀座的行程位置进行检测的到位检测传感器。其中到位检测传感器可采用接近开关或行程开关，止挡机构对刀座的止挡可以为直接接触式止挡或通过固定在其上的中间部件进行间接止挡，到位检测也可以通过对与之固连的中间部件进行检测实现。定位机构的结构简单，且便于对刀具位置进行定位。

另一个优选的方案为避让驱动器包括行程可调气缸或行程可调油缸，定位机构包括行程可调气缸或行程可调油缸的行程调整机构。

另一个优选的方案为伺服驱动器包括丝杆螺母机构及用于驱动丝杆螺母机构的伺服电机，丝杆螺母机构上的丝杆螺母与滑动座固定连接。

更优选的方案为滑动座包括第一滑动座与第二滑动座，旋压轮包括可转动地安装在第一滑动座上的第一旋压轮及可转动地安装在第二滑动座上的第二旋压轮；丝杆螺母机构为用于驱动两个滑动座沿挤压方向同步反向移动的双头反向丝杆螺母机构。

由于采用双头反向丝杆螺母机构对两个滑动座的同步移动动作进行驱动，即基于单个旋转驱动器就可完成对两个旋压轮的同步驱动，有效地简化其控制方法，且能有效地确保二者间动作的同步性，还节约了旋转驱动器的数量；此外，基于丝杆螺母机构驱动挤压轮沿挤压方向往复移动，即由丝杆直接驱动，以在需反向动作时，确保动作切换操作的响应速度，以提高旋压出管件轮廓的质量。

进一步的方案为双头反向丝杆螺母机构包括第一丝杆，旋向与第一丝杆相反的第二丝杆，可拆卸地固定连接第一丝杆与第二丝杆的联轴器，与第一丝杆匹配且和第一滑动座固定连接的第一丝杆螺母，及与第二丝杆匹配且和第二滑动座固定连接的第二丝杆螺母。

采用通过可拆卸型联轴器连接两根丝杆，以构成双头反向丝杆螺母机构，在装配过程中，可先通过独立旋转两根丝杆而使两个旋压轮对中，再通过联轴器固连二者，以在装配设备过程中，便于调整两个旋压轮的对中位置。且需要制造的丝杆的长度为整体长度一半左右，能以更低成本制造出精度更高的丝杆。此外，若一侧丝杆螺母机构出现问题时，在维修过程中只需拆装及更换一侧丝杆螺母机构，有效地节约设备维护成本。

进一步的方案为滑动座包括滑动底座及安装在滑动底座上的轮座，旋压轮可转动地安装在轮座上，轮座相对滑动底座在挤压方向上的位置可调；滑动底座通过沿挤压方向布置的导轨滑块机构可移动地安装在机架上，滑动底座与双头反向丝杆螺母机构上的丝杆螺母固定连接。将滑动座设置成包括滑动底座及相对滑动底座在挤压方向上位置可调的轮座，便于安装过程中，精调两个旋压轮的对中位置。

更进一步的方案为滑动底座的上表面部设有沿挤压方向布置的T型滑槽，轮座上设有沿垂直于挤压方向的方向布置的竖向通孔；穿过竖向通孔的螺栓与套装在T型滑槽内的T型螺母配合，以将轮座可拆卸地固定在滑动底座上；滑动座上固设有支座，支座上可转动地安装有调整螺栓；调整螺栓的长度方向沿挤压方向布置，其螺杆端与设于轮座的外侧面部上的螺孔配合，其头部与固设在螺杆上的止挡环分别位于支座的两侧。基于T型滑槽、T型螺母、锁定螺栓与调节螺栓，构成用于调节轮座与滑动底座之间在挤压方向上的位置的调节机构，及用于对两者间的相对位置进行锁定的锁定机构，整体结构简单，便于制造。

附图说明

图1为本实用新型实施例1在略去保护罩后的立体图；

图2为本实用新型实施例1中底座及安装在底座上的旋压机头与修整机构的立体图；

图3为图2中A局部放大图；

图4为本实用新型实施例1中底座及安装在底座上的旋压机头与修整机构在区别于图2视角时的立体图；

图5为本实用新型实施例1中旋压机头的立体图；

图6为图5中B局部放大图；

图7为本实用新型实施例1中旋压机头的结构图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型主要针对旋压机中的旋压机头结构进行改进，主要为在旋压机头上增设修整机构，以利用夹料机头为修整过程提供管件装夹及利用旋压伺服驱动器为修整过程中刀具的提供伺服进给，在下述具体实施方式中主要针对旋压机头的结构进行示例性说明，至于旋压机上的机架、夹料机头、管件上下料系统等功能单元的具体结构参照现有产品进行设计。

实施例1

参见图1至图7，本实用新型旋压机1包括机架10、夹料机头11及旋压机头12，机架10上固设有底座100，旋压机头11与夹料机头12均安装在底座100上。

如图1及图2所示，夹料机头11可绕旋转轴线13转动地固定在底座100的一个端部101上，夹料机头11用于夹持管件01及在完成对管件的旋压处理后将管件01推出。旋压机头12通过沿X轴向布置的导轨滑块机构14可滑动地安装在底座100的另一端部102上，在旋压工作过程中，通过驱动器15驱动旋压机头12相对夹料机头11沿X轴向往复移动；驱动器15为直线位移输出装置，可选用油缸、气缸、直线电机或伺服电机与丝杆螺母机构组成的直线位移输出机构。其中，旋转轴线13为旋压主轴的轴线，其沿X轴向布置，即在旋压工作过程中，夹料机头11与旋压机头12绕旋转轴线13相对转动，从而带动夹持在夹持头11上的管坯01与旋压机头12上的一对旋压轮相对转动。

如图2至图7所示，旋压机头12包括第一旋压轮21，第二旋压轮22，用于驱动两个旋压轮沿挤压方向往复移动的伺服驱动器3，及由伺服驱动器3提供伺服进给驱动的修整机构，在本实施例中，挤压方向沿Y轴向布置且沿管坯01的径向。

伺服驱动器3包括安装座30、第一滑动座4、第二滑动座5、双头反向丝杆螺母机构6及伺服电机31。安装座30为板式结构，其下板面与导轨滑块机构14上的滑块141固定连接。在本实施例中，修整机构由切断机构与内孔成形机构组成。

如图2至图4所示，切断机构包括安装在第二滑动座50上的避让驱动器75，由避让驱动器75驱动而可沿Y轴向往复滑动的第一刀座71，及通过固定螺栓710而可拆卸地安装在第一刀座71的条形槽上的切断刀片72；第一刀座71位于第二滑动座5朝向夹料机头11的一侧，避让驱动器75在本实施例中选用气缸或油缸；在旋压工作的过程中，避让驱动器75推动第一刀座71带动切断刀片72朝Y轴负向移动至避让管坯01的旋压成型过程，以避免对管坯的旋压过程造成干涉；并在两个旋压轮完成对管坯01的旋压后，避让驱动器75驱动第一刀座71带动切断刀片72朝Y轴正向移动至预定工作位置处，以对经旋压之后的管坯进行切断处理。其中，使切断刀片72移动至预定工作位置的动作由定位机构控制，该定位机构可以为对第一刀座71在Y轴向上位置进行止挡限位的止挡机构，或为对其位置进行检测的到位检测传感器，或为对气缸的活塞杆行程进行调节而使气缸沿Y轴向正向移动限位为该位置；到位检测传感器可选用行程开关或接近开关，且在到位检测传感器旁边安装有用于对第一刀座71的移动进行缓冲的缓冲器。在对管坯进行切断的过程中，利用伺服驱动器对切断刀片的进给提供伺服驱动。

内孔成形机构包括安装在第二滑动座5上的避让驱动器78，由避让驱动器78驱动而沿X轴向往复滑动的第二刀座73，及可拆卸地安装在第二刀座73上的内孔刀片74；沿Y轴方向，第二刀座73位于第一滑动座4与第二滑动座5之间；在本实施例中，避让驱动器78选用气缸或油缸。在旋压工作的过程中，避让驱动器78推动第二刀座73带动内孔刀片74朝X轴正向移动至避让管坯01的旋压成型过程，以避免对管坯的旋压过程造成干涉；并在两个旋压轮完成对管坯01的旋压后，避让驱动器驱动第二刀座73带动内孔刀片74朝X轴负向移动至预定工作位置处，以对经旋压之后的管坯进行内孔成形。其中，使内孔刀片74移动至预定工作位置的动作由定位机构控制，该定位机构可以为对第二刀座73在X轴向上位置进行止挡限位的止位机构，或为对其位置进行检测的到位检测传感器，或为对气缸的活塞杆行程进行调节而使气缸沿X轴向正向移动限位为该位置；到位检测传感器可选用行程开关或接近开关，且在到位检测传感器旁边安装有用于对第二刀座73移动进行缓冲的缓冲器。在对管坯进行内孔成形的过程中，利用伺服驱动器对内孔刀片的进给提供伺服驱动。

如图3、图5、图6及图7所示，第一滑动座4包括第一滑动底座40及第一轮座41，第一滑动底座40通过沿Y轴向布置的导轨滑块机构42可滑动地安装在安装座30上。第一滑动底座40的上表面部设有两条沿Y轴向布置的T型滑槽400，第一轮座41在与两条T型滑槽400相对应的位置处各设有两个沿Z轴向布置的竖向通孔410，穿过竖向通孔410的螺栓与套装在T型滑槽400内的T型螺母配合，以将第一轮座41可拆卸地固定在第一滑动底座40上，且在拧开螺栓时，可使第一轮座41相对第一滑动底座40沿Y轴向滑动。第一滑动底座40上固设有第一支座43，第一支座43位于第一轮座41的外侧上，第一支座43上可转动地安装有第一调整螺栓44。第一调整螺栓44的长度方向沿Y轴向布置，其螺杆端与设于第一轮座41的外侧面部上的螺孔412配合，且其头部440与固定在其螺杆上的止挡环45分别位于第一支座43的两侧，且与第一支座43两侧为间隙配合。在拧松固定螺栓与T型螺母的前提下，通过拧转调整螺栓44，基于螺杆与螺孔412的配合，推动第一轮座41与第一滑动底座40相对移动，以对二者在Y轴向上的相对位置进行调整，即第一轮座41相对第一滑动底座40在Y轴向上的位置可调。

在第一轮座41的内侧面设有条形安装槽411，通过第一轮轴块210、条形安装槽411及固定螺栓211的配合，使第一旋压轮21可拆卸地安装在第一轮座41上；且第一旋压轮21可转动地安装在第一轮轴块210上，即第一旋压轮21可转动地安装在第一滑动座4上。

第二滑动座5包括第二滑动底座50及第二轮座51，第二滑动底座50通过沿Y轴向布置的导轨滑块机构52可滑动地安装在安装座30上，在本实施例中，导轨滑块机构52、42为同一导轨滑块机构。第二滑动底座50的上表面部设有两条沿Y轴向布置的T型滑槽500，第二轮座51在与两条T型滑槽500相对应的位置处各设有两个沿Z轴向布置的竖向通孔510，穿过竖向通孔510的螺栓与套装在T型滑槽500内的T型螺母配合，以将第二轮座51可拆卸地固定在第二滑动底座50上，且在拧开螺栓时，可使第二轮座51相对第二滑动底座50沿Y轴向滑动。第二滑动底座50上固设有第二支座53，支座53位于第二轮座51的外侧上，第二支座53上可转动地安装有第二调整螺栓54。第二调整螺栓54的长度方向沿Y轴向布置，其螺杆端与设于第二轮座51的外侧面部上的螺孔512配合，且其头部540与固定在其螺杆上的止挡环55分别位于第二支座53的两侧，且与第二支座53两侧为间隙配合。在拧松固定螺栓与T型螺母的前提下，通过拧转调整螺栓54，基于其螺杆与螺孔512的配合，推动第二轮座51与第二滑动底座50相对移动，以对二者在Y轴向上的相对位置进行调整，即第二轮座51相对第二滑动底座50在Y轴向上的位置可调。

在第二轮座51的内侧面设有条形安装槽511，通过第二轮轴块220、条形安装槽511及固定螺栓221的配合，使第二旋压轮22可拆卸地安装在第二轮座51上；且第二旋压轮22可转动地安装在第二轮轴块220上，即第二旋压轮22可转动地安装在第二滑动座5上。

在本实施例中，第二滑动座4与第一旋压轮21组成的结构和第二滑动座5与第二旋压轮22组成的结构关于第一平面对称布置，该第一平面过旋转轴线13且与XOZ平面平行。

双头反向丝杆螺母机构6包括第一丝杆61，与第一丝杆61匹配的第一丝杆螺母62，第二丝杆63，与第二丝杆63匹配的第二丝杆螺母64，及可拆卸地连接第一丝杆61与第二丝杆63内端部的联轴器65。其中，第二丝杆63的旋向与第一丝杆61反向，第一丝杆螺母62与第一滑动底座40固定连接，第二丝杆螺母64与第二滑动底座50固定连接。伺服电机31通过同步带32与同步轮33的配合而带动第一丝杆61转动，同时通过联轴器65带动第二丝杆63与第一丝杆61同步地以等转速转动，进而带动第一滑动座4与第二滑动座5沿Y轴向同步且反向地等速移动，即伺服驱动器3驱动第一旋压轮21与第二旋压轮22沿挤压方向同步、等速且反向的移动。

在本实施例中，第一刀座71通过沿Y轴向布置的导轨滑块机构安装在第二滑动底座50邻近夹料机头11的一侧，第二刀座73通过沿X轴向布置的导轨滑块机构76安装在第二滑动底座50邻近第一滑块底座40的一侧，即安装在第二滑动座5指向旋转轴线13的一侧。

在工作过程中，伺服电机31通过双头反向丝杆螺母机构6驱动第一旋压轮21与第二旋压轮22同步、方向且等速地沿挤压方向往复移动，即朝靠近管坯01方向同步移动或朝远离管坯01方向同步移动，从而在管坯01上旋出期望的轮廓结构。并在完成旋压成型之后，通过切断刀片72与内孔刀片74进行修整加工处理。

实施例2

作为对本实用新型旋压机实施例2的说明，以下仅对与上述旋压机实施例1的不同之处进行说明。

采用整根的双头反向丝杆替代上述旋压机实施例1中的第一丝杆、第二丝杆与联轴器构建本旋压机中的双头反向丝杆螺母机构。

本实用新型的主要构思是通过在旋压机头上增设修整机构，以利用夹料机头为修整过程提供管件装夹，及利用旋压伺服驱动器为修整过程中刀具的提供伺服进给，从而达到提高旋压机加工精度与效率的目的；根据本构思，旋压轮的数量、动滑块的结构并不局限于上述各实施例，还有多种显而易见的变化。