熱旋壓機(jī)工件夾緊結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，該熱旋壓機(jī)具有主軸及其前后支承軸承、裝在主軸輸出端的卡盤、固定在機(jī)床床身上的夾緊油缸、介于夾緊油缸和卡盤之間的管狀拉桿，該管狀拉桿套在主軸內(nèi)，并與主軸軸向滑動(dòng)配合，卡盤具有T形滑塊和卡爪，拉桿的尾端聯(lián)接夾緊油缸，首端聯(lián)接T形滑塊，拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)是：在拉桿的尾部套有推環(huán)，該推環(huán)的前后分別有圓螺母、螺紋套將推環(huán)固定在拉桿上，夾緊油缸的活塞與推環(huán)固定連接，在拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接部位還設(shè)有夾緊狀態(tài)鎖定裝置，該鎖定裝置包括鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪傳動(dòng)副，所述齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)輪是小齒輪，裝在電機(jī)輸出軸上，從動(dòng)輪是齒輪螺母，其外圈為齒輪，內(nèi)圈為螺紋，齒輪螺母通過螺紋連接在拉桿上。
【專利說明】熱旋壓機(jī)工件夾緊結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱旋壓機(jī)，尤其涉及該熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鋼瓶例如氧氣瓶、氮?dú)馄康仁歉邏喝萜鳎毷钦w結(jié)構(gòu)，其加工工藝是，采用厚壁鋼管，將其端口部位加熱，在熔融狀態(tài)下，通過旋壓擬合，形成整體空腹結(jié)構(gòu)，
[0003]熱旋壓機(jī)是專門用于加工鋼瓶的機(jī)床設(shè)備。在加工成型鋼瓶時(shí)，需要對鋼瓶坯(鋼管)夾緊，以使鋼瓶坯隨主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿軸向作給進(jìn)運(yùn)動(dòng)。圖1為現(xiàn)有旋壓機(jī)夾緊結(jié)構(gòu)，夾緊原理為斜楔夾緊原理，使用的夾緊驅(qū)動(dòng)裝置為雙夾緊油缸I后夾緊方式，兩個(gè)夾緊油缸I布置在設(shè)備的后端，與夾緊軸承座3相連接。鋼管胚從卡盤7及夾緊軸承座3中穿過，需要夾緊時(shí)兩個(gè)夾緊油缸I向后收縮移動(dòng)，帶動(dòng)夾緊軸承座3移動(dòng)，通過夾緊軸承座3中的雙列圓錐滾柱軸承2帶動(dòng)拉桿4向后移動(dòng)，從而帶動(dòng)設(shè)備前端的卡盤7中的T型滑塊移動(dòng)，夾爪收縮產(chǎn)生徑向夾緊力，夾緊鋼管胚。然后主軸電機(jī)通過皮帶輪5傳動(dòng)，帶動(dòng)整個(gè)卡盤7及鋼管胚旋轉(zhuǎn)。旋壓結(jié)束后夾緊油缸I向前推出，使夾爪松開，取出鋼瓶。
[0004]由于整個(gè)旋壓過程中兩個(gè)夾緊油缸必須始終保持向后收縮狀態(tài)，受力鏈條是開式的外力，不是閉合的內(nèi)力，工件在夾緊后，主軸6旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承不僅要承受徑向力，還要承受軸向拉力，由此帶來三個(gè)不利后果:
[0005]1、能耗高，因?yàn)檩S承受力大,主軸電機(jī)功率必須增大,才能帶動(dòng)整個(gè)主軸及鋼管胚旋轉(zhuǎn)。
[0006]2、轉(zhuǎn)速低，因?yàn)檩S承受力大，且要承受軸向力，所以必須采用柱軸承，而柱軸承的允許轉(zhuǎn)速比球軸承低，使得主軸轉(zhuǎn)速受到限制。
[0007]3、主軸軸承壽命低。
[0008]目前，為了節(jié)約鋼瓶材料，向薄壁的纏繞瓶方向發(fā)展，生產(chǎn)薄壁瓶的旋壓工藝需要更高的轉(zhuǎn)速，主軸轉(zhuǎn)速要求達(dá)到每分鐘350轉(zhuǎn)，目前該結(jié)構(gòu)受夾緊方式限制，主軸轉(zhuǎn)速最大可以達(dá)到每分鐘220轉(zhuǎn)。因此，采用此種夾緊結(jié)構(gòu)，無法滿足薄壁瓶制造工藝的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端，提供一種熱旋壓機(jī)夾緊結(jié)構(gòu)，夾緊力變?yōu)橹鬏S和拉桿之間的內(nèi)力，主軸軸承不再受軸向力。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0011]熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，該熱旋壓機(jī)具有主軸及其前后支承軸承、裝在主軸輸出端的卡盤、固定在機(jī)床床身上的夾緊油缸、介于夾緊油缸和卡盤之間的管狀拉桿，該管狀拉桿套在主軸內(nèi)，并與主軸軸向滑動(dòng)配合，所述卡盤具有T形滑塊和卡爪，所述拉桿的尾端聯(lián)接夾緊油缸，首端聯(lián)接T形滑塊，夾緊油缸的活塞伸縮，經(jīng)拉桿傳動(dòng)，帶動(dòng)T形滑塊滑動(dòng)，使卡爪徑向收縮或張開，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊或釋放，其特征在于，所述拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)是:在拉桿的尾部套有推環(huán)，該推環(huán)的前后分別有圓螺母、螺紋套將推環(huán)固定在拉桿上，所述夾緊油缸的活塞與推環(huán)固定連接，活塞伸縮，通過推環(huán)帶動(dòng)拉桿向前或向后移動(dòng)；在拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接部位還設(shè)有夾緊狀態(tài)鎖定裝置，該鎖定裝置包括鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪傳動(dòng)副，所述齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)輪是小齒輪，裝在電機(jī)輸出軸上，從動(dòng)輪是齒輪螺母，其外圈為齒輪，內(nèi)圈為螺紋，齒輪螺母通過螺紋連接在拉桿上；當(dāng)工件被夾緊后，鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，經(jīng)小齒輪減速傳動(dòng)，使齒輪螺母向主軸的尾端面擠進(jìn)，使拉桿和主軸背緊，將工件夾緊狀態(tài)保持，再退出夾緊油缸，然后才啟動(dòng)主軸電機(jī)，進(jìn)行旋壓加工，這樣，在尚未旋壓工件的狀態(tài)下，夾緊工件所用的夾緊力為主軸和拉桿之間的內(nèi)力，主軸軸承不受軸向拉力。
[0012]進(jìn)一步的，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置配有齒輪離合器，該齒輪離合器由鎖定電機(jī)滑座和離合油缸組成，當(dāng)工件夾緊狀態(tài)被保持后，離合油缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鎖定電機(jī)滑座滑動(dòng)，小齒輪與齒輪螺母退出嚙合，當(dāng)再次裝夾工件時(shí)，離合油缸反向啟動(dòng)，齒輪傳動(dòng)副恢復(fù)嚙合。
[0013]再進(jìn)一步的，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置還配有自控器，該自控器根據(jù)鎖定所需力矩對應(yīng)的電流值設(shè)定預(yù)設(shè)值，控制鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。
[0014]所述主軸軸承的后軸承優(yōu)選四點(diǎn)角接觸球軸承。
[0015]上述技術(shù)方案的有益效果是:
[0016]由于夾緊工件所用的夾緊力為主軸和拉桿之間的內(nèi)力，主軸軸承不受軸向力，SP可采用四點(diǎn)角接觸球軸承，主軸轉(zhuǎn)速可以達(dá)到350轉(zhuǎn)/每分鐘。而電機(jī)功率只有200千瓦，從實(shí)際使用情況來看，完全能夠滿足用戶的要求，軸承受力降低，延長了軸承壽命2倍以上。使用此夾緊裝置的設(shè)備不但能旋壓厚壁鋼管，也能夠旋壓薄壁鋼管，拓展了設(shè)備的工藝范圍。
[0017]用推環(huán)替換原夾緊軸承及軸承座，簡化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，降低了制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有熱旋壓機(jī)夾緊結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是本熱旋壓機(jī)夾緊結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3是本結(jié)構(gòu)中的齒輪離合器結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖中標(biāo)記:1為夾緊油缸,2為雙列圓錐滾柱軸承,3為夾緊軸承座,4為拉桿,5為皮帶輪，6為主軸，7為卡盤，8為螺紋套，9為推環(huán)，10為圓螺母，11為齒輪螺母，12為四點(diǎn)角接觸球軸承，13為圓柱滾子軸承，14為鎖定電機(jī),15為小齒輪，16為離合油缸。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0023]如圖2、圖3所示:本熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，該熱旋壓機(jī)具有主軸6及其支承軸承12 (四點(diǎn)角接觸球軸承)、13 (圓柱滾子軸承),裝在主軸輸出端的卡盤7,固定在機(jī)床床身上的夾緊油缸1，介于夾緊油缸I和卡盤7之間的管狀拉桿4，該管狀拉桿套在主軸6內(nèi)，并與主軸6軸向滑動(dòng)配合，所述卡盤7具有T形滑塊和卡爪，所述拉桿4的尾端聯(lián)接夾緊油缸1，首端聯(lián)接T形滑塊，夾緊油缸I的活塞伸縮，經(jīng)拉桿4傳動(dòng)，帶動(dòng)T形滑塊滑動(dòng)，使卡爪徑向收縮或張開，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊或釋放，本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:
[0024]拉桿4與夾緊油缸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，在拉桿的尾部套有推環(huán)9，該推環(huán)9的前后分別有圓螺母10、螺紋套8將推環(huán)固定在拉桿4上，所述夾緊油缸I的活塞與推環(huán)9固定連接，活塞伸縮，通過推環(huán)9帶動(dòng)拉桿4向前或向后移動(dòng)；在拉桿4與夾緊油缸I的聯(lián)接部位還設(shè)有夾緊狀態(tài)鎖定裝置，該鎖定裝置包括鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)14和齒輪傳動(dòng)副，所述齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)輪是小齒輪15，裝在鎖定電機(jī)輸出軸上，從動(dòng)輪是齒輪螺母11，其外圈為齒輪，內(nèi)圈為螺紋，齒輪螺母11通過螺紋連接在拉桿4上；當(dāng)工件被夾緊后，鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，經(jīng)小齒輪15減速傳動(dòng)，使齒輪螺母11向主軸6的尾端面擠進(jìn)，將拉桿4和主軸6背緊，使工件保持在夾緊狀態(tài)，此時(shí)工件、主軸6、拉桿4已經(jīng)連為一體，形成一個(gè)受力閉環(huán)，再退出夾緊油缸I，然后才啟動(dòng)主軸電機(jī)，經(jīng)皮帶輪5帶動(dòng)主軸6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行旋壓加工，此時(shí)，夾緊工件所用的夾緊力為主軸和拉桿之間的內(nèi)力，主軸軸承不受軸向拉力。
[0025]進(jìn)一步的，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置配有齒輪離合器，該齒輪離合器由鎖定電機(jī)滑座和離合油缸16組成，當(dāng)工件夾緊狀態(tài)被保持后，離合油缸16啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鎖定電機(jī)滑座滑動(dòng)，小齒輪15與齒輪螺母11退出嚙合，當(dāng)再次裝夾工件時(shí)，離合油缸16反向啟動(dòng)，齒輪傳動(dòng)副恢見Bw合。
[0026]再進(jìn)一步的，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置還配有自控器，該自控器根據(jù)鎖定所需力矩對應(yīng)的電流值設(shè)定預(yù)設(shè)值，控制鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。
[0027]所述主軸軸承的后軸承優(yōu)選四點(diǎn)角接觸球軸承12，轉(zhuǎn)速從原來的220轉(zhuǎn)/每分鐘，提高到350轉(zhuǎn)/每分鐘，電機(jī)功率從原來的250千瓦降低到200千瓦，軸承受力降低，延長了軸承壽命2倍以上，同時(shí)降低了能耗。
[0028]本結(jié)構(gòu)的工作過程:
[0029]將鋼管坯從卡盤7穿進(jìn)主軸6，啟動(dòng)夾緊油缸1，其活塞向后收縮，收縮行程約100mm，通過推環(huán)9、拉桿4傳動(dòng)，使卡盤7中的T形滑塊滑動(dòng)，帶動(dòng)卡爪徑向收縮，將鋼管坯卡緊，兩個(gè)平行的夾緊油缸I總共可以產(chǎn)生最大75噸的拉緊力，可滿足最大規(guī)格的鋼瓶夾緊。再啟動(dòng)鎖定電機(jī)14，小齒輪15帶動(dòng)齒輪螺母11旋轉(zhuǎn)，向前移動(dòng)靠近主軸6的尾端面，與主軸6背緊，齒輪螺母11的最大預(yù)緊力約為5000N，設(shè)計(jì)預(yù)緊力算式如下:
[0030]①計(jì)算需要的擰緊力矩T (N.m)
[0031]
【權(quán)利要求】
1.熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，該熱旋壓機(jī)具有主軸及其前后支承軸承、裝在主軸輸出端的卡盤、固定在機(jī)床床身上的夾緊油缸、介于夾緊油缸和卡盤之間的管狀拉桿，該管狀拉桿套在主軸內(nèi)，并與主軸軸向滑動(dòng)配合，所述卡盤具有T形滑塊和卡爪，所述拉桿的尾端聯(lián)接夾緊油缸，首端聯(lián)接T形滑塊，夾緊油缸的活塞伸縮，經(jīng)拉桿傳動(dòng)，帶動(dòng)T形滑塊滑動(dòng)，使卡爪徑向收縮或張開，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊或釋放，其特征在于，所述拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)是:在拉桿的尾部套有推環(huán)，該推環(huán)的前后分別有圓螺母、螺紋套將推環(huán)固定在拉桿上，所述夾緊油缸的活塞與推環(huán)固定連接，活塞伸縮，通過推環(huán)帶動(dòng)拉桿向前或向后移動(dòng)；在拉桿與夾緊油缸的聯(lián)接部位還設(shè)有夾緊狀態(tài)鎖定裝置，該鎖定裝置包括鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪傳動(dòng)副，所述齒輪傳動(dòng)副的主動(dòng)輪是小齒輪，裝在電機(jī)輸出軸上，從動(dòng)輪是齒輪螺母，其外圈為齒輪，內(nèi)圈為螺紋，齒輪螺母通過螺紋連接在拉桿上；當(dāng)工件被夾緊后，鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，經(jīng)小齒輪減速傳動(dòng)，使齒輪螺母向主軸的尾端面擠進(jìn)，使拉桿和主軸背緊，將工件夾緊狀態(tài)保持，再退出夾緊油缸，然后才啟動(dòng)主軸電機(jī)進(jìn)行旋壓加工，這樣，夾緊工件所用的夾緊力為主軸和拉桿之間的內(nèi)力，主軸軸承不受軸向拉力。
2.如權(quán)利要求1所述的熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置配有齒輪離合器，該齒輪離合器由鎖定電機(jī)滑座和離合油缸組成，當(dāng)工件夾緊狀態(tài)被保持后，離合油缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鎖定電機(jī)滑座滑動(dòng)，小齒輪與齒輪螺母退出嚙合，當(dāng)再次裝夾工件時(shí)，離合油缸反向啟動(dòng)，齒輪傳動(dòng)副恢復(fù)嚙合。
3.如權(quán)利要求1所述的熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述夾緊狀態(tài)鎖定裝置還配有自控器，該自控器根據(jù)鎖定所需力矩對應(yīng)的電流值設(shè)定預(yù)設(shè)值，控制鎖定驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的熱旋壓機(jī)的工件夾緊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主軸軸承的后軸承為四點(diǎn)角接觸球軸承。
【文檔編號(hào)】B21D22/14GK103878262SQ201410129004
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】黃仲平 申請人:四川豪特設(shè)備有限公司