一种中大型数控环件冷轧机床制造技术

本实用新型专利技术涉及一种中大型数控环件冷轧机床，其特征在于机架由底座、左侧板、右侧板和整体拉杆组成；机架上装置有辗压轮机构装置在主轴上；工件圆度随动式托辊调整结构、托辊调整结构的回转中心与主轴中心同轴；测量头上带有双排测量滚轮；支撑轮采用剖分式背辊结构；主滑块上安装有十字交叉滚柱滚动导轨；主滑块和强力滚珠丝杠副螺母浮动连接；伺服电机与减速机连接，减速机固定在轴承座上；主滑块上安装有光栅传感器Ｘ与光栅传感器构成了闭环控制系统。本实用新型专利技术其结构组成简化，系统稳定性提高，加工精度高，加工范围大。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控机床，尤其涉及一种用于金属环件冷轧成形加工的专用设备。
技术介绍
金属环件是使用广泛的一种零件。典型的工件如滚动轴承的内外环、球笼保持 器、隔套等。所用材料包括黑金属和有色金属等。目前金属环件最普遍的加工方式为采用金属切削机床进行切削加工，这种方法需 要多种设备配合，多道工序作业以完成零件加工，工艺路线长，并且产生大量切削。近年来， 少、无切削的金属环件冷轧技术逐步发展起来，与传统的切削机床加工工艺相比较，其下料 直径较小，因而大副提高了原材料的利用率(根据尺寸不同可提高10% -30% )，同时工件 经冷辗压后金属流线保留完整，材料晶粒得以细化，在随后的热处理再结晶时能够获得细 而均勻的组织，提高了材料的疲劳强度。冷轧技术在环形零件加工中日益被重视。目前使用的环件冷轧机床，主要是小型、和中小型环件冷轧机床，加工范围 ①20mm <最大加工直径< ①200mm，最大加工宽度< 60mm，日渐不能满足生产需要。没有 前辗轮座拆卸机构，前辗轮座拆卸烦琐，辗压轮前轴承与主轴之间多采用过盈配合，拆卸困 难，容易破坏主轴精度，更换模具困难；没有托辊或采用固定式托辊，固定式托辊安装在底 座上，在冷轧开始时，其并不与工件接触，只是工件涨大到一定程度才开始接触，因而工件 圆度不稳定，调整工件锥度比较困难；测量头多为在与工件接触部位镶嵌硬质合金杆形， 工作时与工件为滑动摩擦，与工件只有一个接触点，不利于稳定工件，容易对工件外表面造 成划痕；以前的支撑轮为整体式或剖分悬臂式，整体式支撑轮限制工件的最大加工直径，加 工、调整困难，剖分悬臂式刚性较弱，变形量大，影响加工工件精度，不利于模具使用寿命。 原进给方式多采用电液比例阀控制液压油缸直推或凸轮、连杆进给方式。进给速度采用开 环控制，液压系统运动精度差，易受液压油温升影响机床加工精度，凸轮和连杆机构结构复 杂，制造、维护困难。总体上来说，目前使用的环件冷轧机床加工出来的工件椭圆度及尺寸散差较大， 加工范围较小。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术所存在的种种不足，提供一种简化结构组成，提高系 统稳定性，使加工零件精度提高，加工尺寸范围增大的中大型数控环件冷轧机床。为实现上述专利技术目的，本技术采用了如下技术方案一种中大型数控环件冷轧机床，具有电气控制系统，其特征在于机架由相互固定 相连的底座、左侧板、右侧板和整体拉杆组成，形成对称框架式机架结构；机架上装置有辗 压轮机构，辗压轮通过与其相连的前辗轮座、后辗轮座与左侧板固定连接，装置在主轴上； 前辗轮座和后辗轮座的开口叉上装有滚动小滑块结构；工件圆度随动式托辊调整结构、托 辊调整结构的回转中心与主轴中心同轴，或主轴中心在圆周角之间，或在圆周角的角平分线上；测量头上带有双排测量滚轮，工作时双排测量滚轮与工件为滚动接触；支撑轮采用 剖分式背辊结构；主滑块上安装有十字交叉滚柱滚动导轨与底座连接，主滑块和强力滚珠 丝杠副螺母浮动连接，滚珠丝杠安装在固定于右侧板上的轴承座里；大功率伺服电机与减 速机连接，减速机固定在轴承座上，构成全电驱动进给系统；主滑块上安装有光栅传感器 X，与测量机构上配置的光栅传感器Y构成了闭环控制系统。作为优选，固定在左侧板上的前辗轮座采用圆锥孔轴承内套，所述内套为可拆卸 结构。作为优选，左侧板上安装有旋转式前辗轮座拆卸机构。作为优选，所述前辗轮座与后辗轮座上装置的滚动小滑块为H型结构，其轴线与 主轴平行且与主轴轴线等高或略低2 5mm。作为优选，所述支撑轮与二根背辊相切，二根背辊中心竖直共线，支撑轮中心与二 根背辊中心组成等腰三角形。作为优选，所述的主滑块采用十字交叉滚柱滚动导轨与底座连接，主滑块和强力 滚珠丝杠副螺母浮动连接，滚珠丝杠安装在固定于右侧板上的轴承座里，大功率伺服电机 与减速机连接，减速机固定在轴承座上，构成了大功率全电驱动伺服进给系统。作为优选，所述的电气控制系统采用外置独立式电气控制柜，触摸屏安装在控制 柜外罩上的旋转控制箱上。本技术具有以下有益效果1.工件加工尺寸段大，范围广。加工的工件最大直径可达0 260mm，最大宽度可达 85mm,向下可以延伸。2.调整方便快捷，便于更换模具。改善轴系结构，减小轴系变形，增加前辗轮座拆 卸机构，前辗轮座圆锥孔轴承内套与主轴配合，可实现对前辗轮座快速拆卸，不会损坏主轴 和轴承，前辗轮座拆卸机构的使用，在更换模具时不用将前辗轮座从机床搬上搬下，缩短了 模具更换时间。3.方便了冷辗工艺参数的调整。通过触摸屏的人机对话方式，设定伺服电机的进 给速度转换点，可方便设定多个冷辗工进速度及速度转换点，为最终提高冷辗工件质量提 供了有效的手段。4.提高了冷辗工件的尺寸精度及形位精度。机架采用对称框架式结构使机床具有 良好的刚性，机架单端变形<0. 03mm，为辗扩精度的提高奠定了基础，圆度随动式托辊调整 结构保证了工件在加工过程中的平稳性和工件锥度的消除，双排测量滚轮使工件在加工中 更稳定，伺服电机机械进给速度平稳均勻，刚性好，机械变形小，两把光栅传感器Y、X构成 的闭环控制系统，测量精度高，抗干扰能力强。外置式液压站减小了温升对工件加工尺寸精 度的影响。5.机床结构简单、成本低。取消了大功率液压进给系统，降低了设备功耗和维护费用。附图说明图1是本技术的一种工作区示意图；图2是图1的结构示意图；图3是图1的原理简图；图4是图1的数控原理简图；图5是图1的整体布局俯视图；图6是旋转控制箱简图。图中1_左侧板，2-托辊油缸，3-转臂，4-转轴，5-辗压轮，6-机械手，7-工件， 8-芯棍，9-光栅传感器Y，10-支撑轮，11-主滑块，12-光栅传感器X，13-滚珠丝杠，14-滚 珠丝杠副螺母，15-右侧板，16-大功率伺服电机，17-减速机，18-圆柱滚子轴承，19-轴承 座，20-推力调心滚子轴承，21-圆锥滚子轴承，22-整体拉杆，23-十字交叉滚柱滚动导轨， 24-底座，25-背辊，26-测量头，27-测量滚轮，28-托辊，29-托辊支架板，30-定位销轴， 31-手轮，32-主轴，33-前辗轮座拆卸机构，34-后辗轮座，35-前辗轮座，36-滚动小滑块， 37-轴承内套，38-外置式液压站，39-水冷器，40-风冷器，41-高压橡胶油管，42-磁性分 离器，43-电气柜，44-触摸屏，45-旋转操作面板，46-旋转轴，47-PVC面膜按钮，48-把手， 49-开关按钮。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。由图1可见一种中大型数控环件冷轧机床，包括机架、前辗轮座拆卸机构33、机 械手6装料机构、辗压轮5机构、随动式托辊调整机构、滚动小滑块36、测量头26和主滑块 11全电驱动进给系统，其机床机架由相互固定相连的底座24、左侧板1、右侧板15和四根整 体拉杆22等组成。由图1可见随动式托辊辊调整机构将转轴4固定在后辗轮座34上，转臂3以转 轴4中心0为回转中心，运动轨迹为圆弧RR’，转臂3右侧面的定位销轴30上连接有支架 板，托辊支架板29上装有托辊28，托辊28的上位为B点，下位为A点，主轴32中心0’在 圆周角A0B之间，或在圆周角A0B的角平分线上。机械手6装料时，托辊28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中大型数控环件冷轧机床，具有电气控制系统，其特征在于：机架由相互固定相连的底座（２４）、左侧板（１）、右侧板（１５）和整体拉杆（２２）组成，形成对称框架式机架结构；机架上装置有辗压轮机构，辗压轮（５）通过与其相连的前辗轮座（３５）、后辗轮座（３４）与左侧板（１）固定连接，装置在主轴（３２）上；前辗轮座（３５）和后辗轮座（３４）的开口叉上装有滚动小滑块（３６）结构；工件（７）圆度随动式托辊调整结构、托辊调整结构的回转中心（Ｏ）与主轴（３２）中心（Ｏ’）同轴，或主轴（３２）中心（Ｏ’）在圆周角（ＡＯＢ）之间，或在圆周角（ＡＯＢ）的角平分线上；测量头（２６）上带有双排测量滚轮（２７），工作时双排测量滚轮（２７）与工件（７）为滚动接触；支撑轮（１０）采用剖分式背辊（２５）结构；主滑块（１１）上安装有十字交叉滚柱滚动导轨（２３）与底座（２４）连接，主滑块（１１）和强力滚珠丝杠副螺母（１４）浮动连接，滚珠丝杠（１３）安装在固定于右侧板（１５）上的轴承座（１９）里；大功率伺服电机（１６）与减速机（１７）连接，减速机（１７）固定在轴承座（１９）上，构成全电驱动进给系统；主滑块（１１）上安装有光栅传感器Ｘ（１２），与测量机构（２３）上配置的光栅传感器Ｙ（９）构成了闭环控制系统。...

【技术特征摘要】
一种中大型数控环件冷轧机床，具有电气控制系统，其特征在于机架由相互固定相连的底座(24)、左侧板(1)、右侧板(15)和整体拉杆(22)组成，形成对称框架式机架结构；机架上装置有辗压轮机构，辗压轮(5)通过与其相连的前辗轮座(35)、后辗轮座(34)与左侧板(1)固定连接，装置在主轴(32)上；前辗轮座(35)和后辗轮座(34)的开口叉上装有滚动小滑块(36)结构；工件(7)圆度随动式托辊调整结构、托辊调整结构的回转中心(O)与主轴(32)中心(O’)同轴，或主轴(32)中心(O’)在圆周角(AOB)之间，或在圆周角(AOB)的角平分线上；测量头(26)上带有双排测量滚轮(27)，工作时双排测量滚轮(27)与工件(7)为滚动接触；支撑轮(10)采用剖分式背辊(25)结构；主滑块(11)上安装有十字交叉滚柱滚动导轨(23)与底座(24)连接，主滑块(11)和强力滚珠丝杠副螺母(14)浮动连接，滚珠丝杠(13)安装在固定于右侧板(15)上的轴承座(19)里；大功率伺服电机(16)与减速机(17)连接，减速机(17)固定在轴承座(19)上，构成全电驱动进给系统；主滑块(11)上安装有光栅传感器X(12)，与测量机构(23)上配置的光栅传感器Y(9)构成了闭环控制系统。2.根据权利要求1所述一种中大型数控环件冷轧机床，其特征在于固定在左侧板(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘余，蓝育忠，
申请(专利权)人：河南创世科技发展有限公司，刘余，蓝育忠，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]