CN116037749B - 一种大型数控立式四旋轮旋压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型数控立式四旋轮旋压机，属于旋压机领域。本发明的四旋轮旋压机，包括旋轮滑枕总成、立柱框架和床身总成，立柱框架具有四根呈矩形分布的立柱，床身总成设于立柱框架的下部，旋轮滑枕总成具有四组呈“十”字形设置的轴向滑架。通过合理的结构布局设计，使整体呈“十”字形的旋轮滑枕总成轴向滑动地安装于矩形四立柱框架上，立柱框架整体结构稳定性更强，轴向导轨的安装螺栓不易受剪切力，旋轮滑枕总成在立柱框架上的轴向进给和旋轮的径向进给控制精度高，大大提高了大型数控立式四旋轮旋压机的旋压加工精度和旋压工作压力，能够满足大型旋压件的加工需要。并且，该旋压机具有加工制作方便、便于运输装配、装配精度高等优点。

Description

一种大型数控立式四旋轮旋压机

技术领域

本发明涉及一种立式旋压机，更具体地说，涉及一种大型数控立式四旋轮旋压机。

背景技术

旋压成形是利用旋压工具对旋转坯料施加压力，使之产生连续局部塑形变形而成形为回转零件的塑性加工方法，在航空航天、军工等金属精密加工领域占有重要地位。旋压成形工艺所采用的设备称为旋压机，按床身结构可分为立式旋压机和卧式旋压机，按旋轮数量可分为单旋轮、双旋轮、三旋轮、四旋轮及滚珠旋压机。其中双旋轮和三旋轮旋压机较为常见，如中国专利申请号202011458826.4公开的“一种立式伺服液压两轮轮毂旋压机”是双旋轮旋压机，中国专利号ZL201510023197.5公开的“立式旋压机”、中国专利号ZL201811449636.9公开的“一种立式旋压机”是三旋轮旋压机。立式四旋轮旋压机的四个旋轮可以均布在主轴四周，相较于双旋轮和三旋轮旋压机，四旋轮旋压机对工件的压力更加均衡，产品制作精度更高，如中国专利号ZL201020627673.7公开的“下拉立式四旋轮数控强力旋压机”、中国专利号ZL201811179866.8公开的“一种立式对轮旋压设备”均是四旋轮旋压机。

上述立式旋压机多组旋轮的轴向进给运动具有独立控制和同步控制两种结构形式。旋轮独立控制是将每组旋轮机构均独立安装在旋压机框架上，每组旋轮机构均由一组轴向驱动装置控制，可以对各组旋轮的轴向进给运动单独控制，也可以使各组旋轮同步升降运动，但这种方式因轴向驱动装置的同步性和装配制造误差等因素而难以保证各组旋轮运动完全同步，导致各组旋轮在旋压过程中压力不平衡，一般比较适合于旋压压力不大的旋压机使用。旋轮同步控制通常是将各组旋轮机构安装在一个整体的轴向滑架上，由轴向滑架的轴向升降运动带动各组旋轮同步升降运动，各组旋轮升降同步性好，整体稳定性更高，但轴向滑架需要占用旋压机高度空间，且轴向滑架位于旋压模具的正上方，轴向滑架下降的位置受到旋压模具的阻挡，因此导致旋轮轴向升降行程较短；并且，对于大型立式旋压机，其占地尺寸接近7m×7m，整体轴向滑架尺寸和重量均很大，加工制作和整体运输均非常困难。

除此之外，由于大型立式四旋轮旋压机的尺寸和重量很大，且加工精度要求高，现有立式四旋轮旋压机的结构设计已经难以满足其制造、装配和运输等要求，具体而言还存在以下技术难点需要克服：

1、大型立式四旋轮旋压机的立柱框架结构稳定性决定了旋轮的工作精度和加工压力，轴向滑架与立柱框架之间的竖向导轨在旋轮工作时容易受到平行于导轨安装面的反作用力，这种反作用力使得竖向导轨的安装螺栓受剪切力而容易断裂。

2、大型立式四旋轮旋压机的立柱框架上顶盖由于尺寸过大，现有整体结构的上顶盖设计和加工难度大，且难以运输和装配。

3、立式四旋轮旋压机的主轴旋转精度要求高，现有立式旋压机的主轴主要在上下端采用圆柱滚珠轴承，在中间采用推力圆柱滚子轴承，这种主轴设计的轴向定心作用较差，主轴圆跳动误差较大；并且，主轴及轴承的安装和拆卸较为困难，尤其是需要根据主轴的转速、承载能力、定心精度等要求选择轴承时，各个轴承的规格尺寸不同，对于轴承的拆装更为困难。

4、旋压加工过程中，旋轮及其旋转轴长时间在高温环境下工作，且旋轮及其旋转轴还要承担与工件之间的挤压和摩擦作用，因此给旋轮及其旋转轴的使用寿命和工作稳定性带来了很大的考验；而现有旋轮组件的散热和润滑效果欠佳，容易导致旋轮轴承损坏。

5、对于四旋轮旋压机，旋轮的轴向升降运动一般采用液压油缸控制，而多个液压油缸的同步控制难度较大，液压管路的收缩性及液压传动距离均会影响液压油缸的同步控制精度。

6、现有旋压机的旋轮滑枕总成仅用于驱动旋轮轴向和径向进给运动，功能较为单一，缺少工件辅助脱模和模具修复功能。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的第一目的在于克服现有立式四旋轮旋压机存在结构稳定性较差、加工精度低和旋压压力小的不足，提供一种大型数控立式四旋轮旋压机，采用本发明的技术方案，通过合理的结构布局设计，使整体呈“十”字形的旋轮滑枕总成轴向滑动地安装于矩形四立柱框架上，立柱框架整体结构稳定性更强，轴向导轨的安装螺栓不易受剪切力，旋轮滑枕总成在立柱框架上的轴向进给和旋轮的径向进给控制精度高，大大提高了大型数控立式四旋轮旋压机的旋压加工精度和旋压工作压力，能够满足大型旋压件的加工需要；

本发明的第二目的在于克服现有大型立式四旋轮旋压机存在组成构件尺寸和重量大而导致加工、运输和装配难度大等不足，将立柱框架的上顶盖、旋轮轴向滑架等构件采用拼装结构设计，同时立柱框架采用直角连接件与主床身装配，各部件之间的连接采用定位键定位和传递压力，对于大型立式旋压机具有加工制作方便、便于运输装配、装配精度高等优点，能够提高大型立式旋压机的整体强度，提高旋压机的加工精度；

本发明的第三目的在于克服现有大型立式四旋轮旋压机存在主轴旋转精度差、拆装不便等不足，将主轴套采用上下轴套可拆卸结构，便于主轴轴承的安装和拆卸；并且，主轴由上往下依次通过径向承载轴承、轴向承载轴承和定心轴承转动安装于主轴套内，能够保证主轴的旋转精度和承载能力，提高大型立式四旋轮旋压机的加工精度；

本发明的第四目的在于克服现有立式旋压机的多个轴向驱动油缸动作同步性差的问题，通过轴向驱动油缸的倒装设计，同时利用同步升降液压控制***对其进行升降控制，使四个轴向驱动油缸的液压控制路径相等，从而保证四个轴向驱动油缸的工作同步性和一致性，提高轴向驱动油缸的控制精度，使大型数控立式四旋轮旋压机的轴向滑架升降平衡性更好，进一步提高了旋压加工精度和稳定性；

本发明的第五目的在于解决旋轮轴承散热和润滑效果差的问题，通过在旋轮座上分别设置循环冷却回路和循环冷却润滑回路，能够对旋轮组件进行循环冷却和润滑，有效降低了旋轮的工作温度，提高了轴承的工作稳定性和使用寿命，进一步提高大型四旋轮旋压机的加工精度；同时，旋轮轴通过旋轮轴定心轴承、旋轮轴轴向承载轴承和旋轮轴径向承载轴承安装于旋轮座的轴承室内，能够保证旋转轴的旋转精度和承载能力；

本发明的第六目的在于提供一种带有脱模功能和模具修复功能的大型数控立式四旋轮旋压机，在轴向滑架的底部集成有脱模卸料机构和模具修复机构，能够利用立式四旋轮旋压机的旋轮滑枕总成轴向进给运动，实现旋压工件的脱模以及旋压模具的修复，提高了大型数控立式四旋轮旋压机的功能性和操作便捷性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，包括旋轮滑枕总成、立柱框架和床身总成，

所述立柱框架具有四根呈矩形分布的立柱，四根所述立柱的顶部通过矩形的上顶盖固定连接，每根所述立柱均包括位于下部的床身连接段和位于床身连接段上方的竖向导轨安装段，所述竖向导轨安装段上具有内凹部，在所述内凹部形成有两个相互垂直的竖向导轨安装面，每根所述立柱的内凹部均朝向立柱框架的内侧，且相邻两根立柱中邻近的竖向导轨安装面相平行；所述竖向导轨安装面上均固定安装于轴向导轨；

所述床身总成设于立柱框架的下部，包括主床身和设于主床身中心的主轴，所述主床身分别与四根立柱的床身连接段固定连接；

所述旋轮滑枕总成包括轴向滑架、滑架连接件、旋轮组件、轴向驱动油缸、径向滑架和径向驱动油缸，所述轴向滑架呈“十”字形设置有四组，且轴向滑架两两相对，相邻两组轴向滑架的侧壁分别通过滑架连接件固定连接在一起，每组所述轴向滑架均位于对应的相邻两根立柱之间；四组所述滑架连接件分别位于对应立柱的竖向导轨安装段的内凹部内，且每组滑架连接件均与对应立柱上的轴向导轨滑动配合；每组所述滑架连接件与上顶盖之间分别各通过一组轴向驱动油缸相连接，由四组轴向驱动油缸带动轴向滑架整体轴向升降运动；每组所述轴向滑架内各沿径向滑动设有一组径向滑架，所述径向滑架的前端均设置有旋轮组件，每组所述轴向滑架与对应的径向滑架之间均设有径向驱动油缸。

更进一步地，所述上顶盖包括两个“凵”形的顶盖构件，两个所述顶盖构件的对接部相对地通过法兰板法兰连接形成矩形框架，所述顶盖构件的下端面上与对应的立柱顶面连接处至少在两个相互垂直的方向上设有顶盖定位键，所述顶盖构件的侧面与对应的立柱之间通过若干顶盖调整块相连接。

更进一步地，所述立柱的床身连接段具有两个相互垂直的床身连接面，每根立柱的两个床身连接面分别通过一直角连接件与主床身上相邻两侧壁固定连接；相邻两根所述立柱的下部分别通过加强横梁相连接。

更进一步地，所述主轴通过主轴套安装在主床身上，所述主轴套包括上轴套和下轴套，所述上轴套和下轴套通过螺栓固定连接在一起，并在上轴套和下轴套的连接处周向上通过主轴套连接键连接，所述主轴由上往下依次通过主轴径向承载轴承、主轴轴向承载轴承和主轴定心轴承转动安装于主轴套内。

更进一步地，所述轴向驱动油缸均采用倒装结构，所述轴向驱动油缸的活塞杆上端部与上顶盖相连接，所述轴向驱动油缸的缸体与对应的滑架连接件相连接，所述轴向驱动油缸的进出口均设于活塞杆的上端；四组所述轴向驱动油缸采用同步升降液压控制***控制，所述同步升降液压控制***包括一个轴向油缸电磁阀和两个液压分配器，所述轴向油缸电磁阀和液压分配器分别安装在上顶盖的顶部，所述轴向油缸电磁阀分别通过第一进回油管路与两个液压分配器相连接，且连接液压分配器的两组第一进回油管路的长度相等；每个所述液压分配器分别通过第二进回油管路与相应的两个轴向驱动油缸相连接，且连接各个轴向驱动油缸的四组第二进回油管路的长度相等，所述第一进回油管路和第二进回油管路均为硬质油管；所述滑架连接件与对应的立柱之间还设有沿轴向设置的轴向光栅尺。

更进一步地，所述轴向滑架采用拼装结构，包括上框架、下框架、侧连接架和后连接板，所述上框架和下框架的左右两侧及后侧分别通过左右两侧的侧连接架和后连接板上下拼接在一起，在所述上框架和下框架之间形成供径向滑架安装的滑动腔，所述滑动腔的上部设有安装在上框架上的径向上导轨，所述滑动腔的下部设有安装在下框架上的径向下导轨；所述径向滑架的上侧设有与上述的径向上导轨滑动配合的径向上滑块，所述径向滑架的下侧设有与上述的径向下导轨滑动配合的径向下滑块；所述旋轮组件安装于径向滑架的前座板上，所述径向驱动油缸的后端与后连接板相连接，所述径向驱动油缸前端与前座板的背面相连接；所述径向驱动油缸的后端还固定安装有油缸控制阀块，所述油缸控制阀块为比例伺服阀，所述轴向滑架与径向滑架之间还设有沿径向设置的径向光栅尺。

更进一步地，所述上框架的左右两侧分别设有上框侧连接部，所述下框架的左右两侧分别设有下框侧连接部；所述侧连接架包括内侧连接板、中间连接板和外侧连接板，所述内侧连接板和外侧连接板通过若干中间连接板固定连接在一起，所述内侧连接板与对应侧的上框侧连接部和下框侧连接部采用螺栓和受力销轴连接，所述外侧连接板与对应侧的滑架连接件采用螺栓和受力销轴连接。

更进一步地，所述旋轮组件包括旋轮座、旋轮和旋轮轴，所述旋轮固定安装在旋轮轴的下端，所述旋轮座内具有密闭的轴承室，所述旋轮轴由上往下依次通过旋轮轴定心轴承、旋轮轴轴向承载轴承和旋轮轴径向承载轴承安装于旋轮座的轴承室内，所述旋轮座的侧壁上设有散热夹套，所述旋轮座上还分别设有冷却液进口、冷却液出口、润滑油进口和润滑油出口，所述冷却液进口通过进液通道连通散热夹套，所述冷却液出口通过出液通道连通散热夹套，形成循环冷却回路；所述润滑油进口通过进油通道连通轴承室，所述润滑油出口通过出油通道连通轴承室，形成循环冷却润滑回路。

更进一步地，四组所述轴向滑架的下部均设有脱模卸料组件，所述脱模卸料组件包括直线驱动器、导向滑块、导向座和卡爪，所述直线驱动器和导向座分别安装于对应的轴向滑架底部，所述导向滑块滑动设于导向座上，所述卡爪固定于导向滑块的前端，所述导向滑块的后端与直线驱动器的驱动端传动连接，由直线驱动器带动导向滑块和卡爪沿径向伸缩运动；所述卡爪的伸缩运动方向与旋轮组件的伸缩运动方向一致。

更进一步地，至少一组所述轴向滑架的底部还设有模具修复机构，所述模具修复机构包括固定座、滑动支架、刀具安装座、修复工作部和伺服丝杠传动机构，所述固定座固定安装在轴向滑架的底部，所述滑动支架直线滑动地安装于固定座上，所述伺服丝杠传动机构设于固定座与滑动支架之间，用于驱动滑动支架在固定座上前后移动，所述刀具安装座固定在滑动支架的前端面上，所述修复工作部可拆卸地安装于刀具安装座上；所述修复工作部为车刀组件或抛光组件。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其立柱框架具有四根呈矩形分布的立柱，旋轮滑枕总成具有四组呈“十”字形设置的轴向滑架，通过合理的结构布局设计，使整体呈“十”字形的旋轮滑枕总成轴向滑动地安装于矩形四立柱框架上，立柱框架整体结构稳定性更强，轴向导轨的安装螺栓不易受剪切力，旋轮轴向进给和径向进给控制精度高，提高了大型数控立式四旋轮旋压机的旋压加工精度和旋压工作压力，能够满足大型旋压件的加工需要；

(2)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其上顶盖包括两个“凵”形的顶盖构件，两个顶盖构件的对接部相对地通过法兰板法兰连接形成矩形框架，结构简单，连接后整体结构强度高，具有加工制作方便、便于运输装配等优点；顶盖构件的下端面上与对应的立柱顶面连接处至少在两个相互垂直的方向上设有顶盖定位键，利用定位键能够保证立柱与上顶盖之间的连接精度，并且能够利用定位键承受剪切作用，提高旋压机的立柱框架整体结构强度；

(3)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其立柱的床身连接段具有两个相互垂直的床身连接面，每根立柱的两个床身连接面分别通过一直角连接件与主床身上相邻两侧壁固定连接，立柱与主床身连接牢固可靠；相邻两根立柱的下部分别通过加强横梁相连接，提高了立柱框架的结构强度和整体性，有利于提高旋压机的工作压力和加工精度；

(4)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其主轴通过主轴套安装在主床身上，主轴套包括上轴套和下轴套，上轴套和下轴套通过螺栓固定连接在一起，并在上轴套和下轴套的连接处周向上通过主轴套连接键连接，采用上下轴套可拆卸结构，便于主轴轴承的安装和拆卸；主轴由上往下依次通过主轴径向承载轴承、主轴轴向承载轴承和主轴定心轴承转动安装于主轴套内，能够保证主轴的旋转精度和承载能力，提高大型立式旋压机的加工精度；

(5)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其轴向驱动油缸均采用倒装结构，同时利用同步升降液压控制***对其进行升降控制，使四个轴向驱动油缸的液压控制路径相等，从而保证四个轴向驱动油缸的工作同步性和一致性，提高轴向驱动油缸的控制精度，使大型数控立式四旋轮旋压机的轴向滑架升降平衡性更好，进一步提高了旋压加工精度和稳定性；

(6)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其轴向滑架采用拼装结构，能够在上下框架上加工导轨安装面和准确定位安装导轨，保证了滑枕导轨的安装便捷性和安装精度，提高了旋轮滑枕的径向滑移稳定性；并且，上下框架之间采用连接板连接，连接位置采用螺栓和受力销轴，由受力销轴承担上下剪切作用，提高了轴向滑架的拼接位置精度和结构强度；

(7)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其旋轮组件包括旋轮座、旋轮和旋轮轴，旋轮轴通过旋轮轴定心轴承、旋轮轴轴向承载轴承和旋轮轴径向承载轴承安装于旋轮座的轴承室内，能够保证旋轮的旋转精度和承载能力，进一步保证了旋压加工精度；在旋轮座上分别设有循环冷却回路和循环冷却润滑回路，能够对旋轮总成进行循环冷却和润滑，有效降低了旋轮的工作温度，提高了轴承的工作稳定性和使用寿命，有利于提高旋压机的加工精度；

(8)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其四组轴向滑架的下部均设有脱模卸料组件，脱模卸料组件包括直线驱动器、导向滑块、导向座和卡爪，该脱模卸料组件直接安装在旋压机的轴向滑架底部，利用轴向滑架实现旋压工件的脱模，结构设计简单紧凑，降低了旋压机的制造成本，并且旋轮滑枕总成自身控制精度高，承载能力强，利用轴向滑架带动脱模卸料组件将旋压工件从模具上顶出，工件脱模更加平稳可靠，操作安全性高；

(9)本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其至少一组轴向滑架的底部还设有模具修复机构，在旋压机的滑枕框架上安装模具修复机构，利用伺服丝杠传动机构驱动修复工作部对旋压模具进行车削、抛光等修复，无需将旋压模具拆卸修复，简化了旋压模具的修复操作流程，缩短了修复周期，有利于提高旋压加工效率；并且，该旋压机模具修复机构结构简单紧凑，伺服控制精度高，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机的立体结构示意图；

图2为本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机的轴向剖视结构示意图；

图3为本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机的径向剖视结构示意图；

图4为本发明中立柱框架与床身总成的连接结构示意图；

图5为本发明中立柱框架与床身总成的拆分结构示意图；

图6为本发明中立柱与上顶盖的拆分结构示意图；

图7为图6中K处的局部放大结构示意图；

图8为本发明中单根立柱的立体结构示意图；

图9为本发明中单根立柱的横截面示意图；

图10为图9中M处的局部放大结构示意图；

图11为图9中A-A方向的剖视结构示意图；

图12为本发明中床身总成的立体结构示意图；

图13为本发明中主轴与主轴套的装配关系剖视示意图；

图14为本发明中同步升降液压控制***在立柱框架上的安装结构示意图；

图15为本发明中同步升降液压控制***的液压原理示意图；

图16为本发明中旋轮滑枕总成的立体结构示意图；

图17为本发明中旋轮滑枕总成的拆分结构示意图；

图18为本发明中径向滑架和旋轮组件在轴向滑架上的组装状态结构示意图；

图19为本发明中的轴向滑架、径向滑架、旋轮组件三者的拆分状态结构示意图；

图20为本发明中的径向滑架和旋轮组件在轴向滑架上的组装状态剖视结构示意图；

图21为本发明中的脱模卸料组件的结构示意图；

图22为本发明中旋轮组件的立体结构示意图；

图23为图22中B-B方向的剖视结构示意图；

图24为图23中D-D方向的剖视结构示意图；

图25为图22中C-C方向的剖视结构示意图；

图26为图25中E-E方向的剖视结构示意图；

图27为本发明中的模具修复机构在轴向滑架上的构安装结示意图；

图28为本发明中的模具修复机构的立体结构示意图；

图29为本发明中的模具修复机构的剖视结构示意图；

图30为本发明中的模具修复机构的拆分结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、旋轮滑枕总成；11、轴向滑架；111、上框架；111a、径向上导轨；111b、上框侧连接部；112、下框架；112a、径向下导轨；112b、下框侧连接部；113、侧连接架；113a、内侧连接板；113b、中间连接板；113c、外侧连接板；114、后连接板；12、滑架连接件；121、轴向滑块；13、旋轮组件；131、旋轮座；131-1、散热夹套；131-2、冷却液进口；131-3、冷却液出口；131-4、润滑油进口；131-5、润滑油出口；131-6、进油通道；131-7、进液通道；131-8、出液通道；132、旋轮；133、旋轮轴；134、旋轮轴定心轴承；135、旋轮轴轴向承载轴承；136、旋轮轴径向承载轴承；137、轴承锁紧螺母；138、轴承隔套；139、中间限位环；1310、上封盖；14、轴向驱动油缸；141、轴向油缸电磁阀；142、液压分配器；143、第一进回油管路；144、第二进回油管路；15、径向滑架；151、径向上滑块；152、径向下滑块；153、前座板；16、径向驱动油缸；16a、油缸控制阀块；17、脱模卸料组件；171、直线驱动器；172、安装板；173、导向滑块；174、导向座；175、卡爪；18、模具修复机构；181、固定座；181a、导轨支架；181b、水平导轨；181c、丝杠支座；181d、轴承座；181e、行程限位块；182、连接座板；182a、水平滑块；183、滑动支架；184、刀具安装座；184a、安装孔；184b、连接销轴；184c、开口销；185、修复工作部；186、电机减速器；187、伺服电机；188、丝杠；189、丝杠螺母；

200、立柱框架；21、立柱；211、轴向导轨；211a、导轨楔紧块；212、水平顶板；212a、立柱键槽；213、床身连接板；214、竖向导轨安装段；215、竖向导轨安装面；216、床身连接段；217、过渡面；218、水平加强板；219、导轨安装座；219a、楔槽；210、竖向加强板；22、上顶盖；221、顶盖构件；221a、顶盖键槽；221b、调整块连接孔；222、法兰板；223、顶盖调整块；224、顶盖定位键；23、直角连接件；24、加强横梁；25、轴向光栅尺；

300、床身总成；31、主床身；311、轴套安装座；312、主轴床身连接键；32、主轴；33、主轴套；331、上轴套；332、下轴套；34、主轴轴承组；341、主轴径向承载轴承；342、主轴轴向承载轴承；343、主轴定心轴承；344、轴承上压盖；345、轴承下限位环；346、中间隔套；347、下锁紧螺母；35、减速机；36、万向传动轴；37、上端盖；38、主轴套连接键。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

结合图1至图3所示，本实施例的一种大型数控立式四旋轮旋压机，包括旋轮滑枕总成100、立柱框架200和床身总成300，床身总成300设于立柱框架200的下部，与立柱框架200一起作为整个立式四旋轮旋压机的基础；旋轮滑枕总成100安装于立柱框架200上，用于配合床身总成300上的旋压模具对工件进行旋压成形。其中，

参照图4至图11所示，立柱框架200具有四根呈矩形分布的立柱21，四根立柱21的顶部通过矩形的上顶盖22固定连接，能够提高立柱21的承载能力。每根立柱21均包括位于下部的床身连接段216和位于床身连接段216上方的竖向导轨安装段214，床身连接段216用于与床身总成300连接，竖向导轨安装段214用于安装供旋轮滑枕总成100轴向升降的导轨。该竖向导轨安装段214上具有内凹部，在内凹部形成有两个相互垂直的竖向导轨安装面215，每根立柱21的内凹部均朝向立柱框架200的内侧，且相邻两根立柱21中邻近的竖向导轨安装面215相平行；竖向导轨安装面215上均固定安装于轴向导轨211。轴向导轨211分别固定在内凹部的两个竖向导轨安装面215上，使得旋轮滑枕总成100对立柱21产生的压力垂直于相应的轴向导轨211，有效解决了轴向导轨211的安装螺栓受剪切力容易断裂的问题。

参照图4和图5所示，床身总成300设于立柱框架200的下部，包括主床身31和设于主床身31中心的主轴32，主床身31分别与四根立柱21的床身连接段216固定连接，使其与立柱框架200形成一个整体，提高了立式四旋轮旋压机的整体性和结构强度。主轴32能够受控旋转运动，主轴32的上端面上用于安装旋压模具，由主轴32带动旋压模具做旋转运动。

参照图16和图17所示，旋轮滑枕总成100包括轴向滑架11、滑架连接件12、旋轮组件13、轴向驱动油缸14、径向滑架15和径向驱动油缸16，轴向滑架11呈“十”字形设置有四组，且轴向滑架11两两相对，即四组轴向滑架11绕主轴轴线圆周分布，相对的两个轴向滑架11所在的直线相垂直，构成一个“十”字形。相邻两组轴向滑架11的侧壁分别通过滑架连接件12固定连接在一起，每组轴向滑架11均位于对应的相邻两根立柱21之间(如图1所示)；四组滑架连接件12分别位于对应立柱21的竖向导轨安装段214的内凹部内，且每组滑架连接件12均与对应立柱21上的轴向导轨211滑动配合，在旋轮组件13挤压工件时，产生的反向作用力由垂直方向的轴向导轨211支撑，轴向导轨211的安装螺栓不受剪切力作用，有效解决了螺栓断裂的问题。每组滑架连接件12与上顶盖22之间分别各通过一组轴向驱动油缸14相连接，由四组轴向驱动油缸14带动轴向滑架11整体轴向升降运动，实现旋轮的轴向进给控制。每组轴向滑架11内各沿径向滑动设有一组径向滑架15，相对的两个轴向滑架11中的径向滑架15滑动方向相对。径向滑架15的前端均设置有旋轮组件13，每组轴向滑架11与对应的径向滑架15之间均设有径向驱动油缸16，径向驱动油缸16用于带动旋轮组件13沿径向进给运动。四个旋轮组件13均布在旋压机主轴的四周，旋轮组件13的轴向进给和径向进给更加稳定，使四个旋轮组件13同步对工件进行旋压，旋压作业更加平稳。籍此，通过上述结构布局的合理设计，使整体呈“十”字形的旋轮滑枕总成100轴向滑动地安装于矩形四立柱框架上，立柱框架200整体结构稳定性更强，轴向导轨211的安装螺栓不易受剪切力，旋轮滑枕总成100在立柱框架200上的轴向进给和旋轮的径向进给控制精度高，提高了大型数控立式四旋轮旋压机的旋压加工精度和旋压工作压力，能够满足大型旋压件的加工需要，解决了现有立式四旋轮旋压机结构稳定性较差、加工精度低和旋压压力小等问题。

本实施例的一种大型数控立式四旋轮旋压机，其占地尺寸接近(5～7m)×(5～7m)，工作压力可达150吨，最大加工直径可达4m，尺寸和重量均非常大，因此传统旋压机的结构形式已经难以满足设计所需，主要体现在大型构件的加工、运输和装配难度均非常大。本实施例针对上述问题对立式四旋轮旋压机的具体结构做了优化设计，具体体现在以下几个方面：

在立柱框架200中，其上顶盖22采用两半式分体组装结构。如图5至图7所示，上顶盖22包括两个“凵”形的顶盖构件221，两个顶盖构件221的端部均具有对接部，且在对接部均设有法兰板222，两个顶盖构件221的对接部相对地通过法兰板222法兰连接形成矩形框架。法兰板222可焊接固定在顶盖构件221上，安装时，将两个顶盖构件221的对应法兰板222对接，然后利用螺栓紧固连接即可。采用上述结构，结构简单，连接后整体结构强度高，具有加工制作方便、便于运输装配等优点，并且采用顶盖式结构与立柱21进行连接，能够提高旋压机立柱的整体强度，提高旋压机的加工精度。进一步地，顶盖构件221的下端面上与对应的立柱21顶面连接处至少在两个相互垂直的方向上设有顶盖定位键224，顶盖构件221的侧面与对应的立柱21之间通过若干顶盖调整块223相连接。利用定位键能够保证立柱21与上顶盖22之间的连接精度，并且能够利用定位键承受剪切作用，提高旋压机的立柱框架整体结构强度。具体如图7所示，在顶盖构件221的下端面上设有顶盖键槽221a，在立柱21顶面的水平顶板212对应位置处设有立柱键槽212a，顶盖定位键224设于顶盖键槽221a与立柱键槽212a之间。顶盖调整块223的上部通过螺栓连接在顶盖构件221下部侧面的调整块连接孔221b上，顶盖调整块223的下部通过螺栓连接在立柱21的顶部侧壁上，能够实现上顶盖22与立柱21的牢固连接，同时能够起到调整找正作用，有助于提高装配精度。

另外，在立柱21的床身连接段216具有两个相互垂直的床身连接面，每根立柱21的两个床身连接面分别通过一直角连接件23与主床身31上相邻两侧壁固定连接，立柱21与主床身31连接牢固可靠。上述的直角连接件23包括两块呈“L”设置的连接板，两块连接板之间焊接固定有若干直角板。具体地，在床身连接段216的床身连接面上分别设有床身连接板213，直角连接件23与床身连接板213和主床身31的侧壁之间均通过螺栓连接。相邻两根立柱21的下部分别通过加强横梁24相连接，加强横梁24优选采用工字钢制成，每根加强横梁24的端部均固设有法兰端板，加强横梁24的法兰端板通过螺栓与对应的立柱21侧壁固定连接。利用加强横梁24进一步提高了立柱框架的结构强度和稳定性。四根立柱21的底部通过加强横梁24连接起来，进一步提高了立柱框架的整体性，能够有效防止立柱21变形。进一步参照图8和图9所示，上述立柱21的竖向导轨安装段214的横截面形状大致呈“”形。由于竖向导轨安装段214同时受到两个相互垂直的作用力，两个作用力对立柱21会形成向外侧撕裂的效果，为了强化立柱21的抗撕裂性能，两个竖向导轨安装面215在相交处采用过渡面217连接，该过渡面217可以是斜内倒角面或圆弧内倒角面，过渡面217能够防止两个竖向导轨安装面215在相交处出现应力集中现象，提高了立柱的抗撕裂能力。立柱21为空心结构，在立柱21内沿高度方向间隔设有若干水平加强板218。立柱2可采用板材焊接成型，水平加强板218每间隔一定距离在立柱21内焊接固定一块。为了便于轴向导轨211安装，两个竖向导轨安装面215上均固设有导轨安装座219，导轨安装座219对于导轨安装面能够起到结构强化作用，并且能够提高导轨的安装精度。另外，立柱21内位于导轨安装座219的背面还设有竖向加强板210(如图9所示)，能够进一步加强导轨安装部位的结构强度，提高旋压机的工作压力和加工精度。参照图10所示，轴向导轨211通过螺栓安装在导轨安装座219上，为了便于轴向导轨211的精确定位，在导轨安装座219上设有导轨槽和位于导轨槽一侧的楔槽219a，楔槽219a一侧与导轨槽相通，轴向导轨211安装在导轨槽内，楔槽219a内沿轴向导轨211长度方向设有若干导轨楔紧块211a，导轨楔紧块211a通过螺丝安装在楔槽219a内并对轴向导轨211的侧向起到定位抵紧作用，从而保证轴向导轨211的安装精度和安装稳定性。在本实施例中，上述的导轨楔紧块211a为块状或长条状结构。

在床身总成300中，主轴32通过主轴套33安装在主床身31上，主轴32与主轴套33之间设有主轴轴承组34。在主床身31的上端面中部设有轴套安装座311，主轴套33固定在轴套安装座311内，两者之间通过主轴床身连接键312定位。具体如图12和图13所示，为了方便主轴32的轴承拆装，本实施例中的主轴套33采用分体结构，主轴套33包括上轴套331和下轴套332，上轴套331和下轴套332通过螺栓固定连接在一起，并在上轴套331和下轴套332的连接处周向上通过主轴套连接键38连接。具体地，上轴套331和下轴套332可采用竖向的螺栓在周向上均匀连接，在上轴套331和下轴套332的对应位置加工有键槽，主轴套连接键38通过螺栓固定在键槽内，进而实现上下轴套的准确定位。采用上述轴套连接结构，连接定位精度高，有效保证了上下轴套的同轴度，提高了主轴的装配精度。主轴32由上往下依次通过主轴径向承载轴承341、主轴轴向承载轴承342和主轴定心轴承343安装于主轴套33内，上述主轴轴承组34能够保证主轴32的旋转精度和承载能力，提高大型立式旋压机的加工精度。作为一种优选方案，上述的主轴径向承载轴承341为四列圆柱滚子轴承，主轴轴向承载轴承342为推力调心滚子轴承，主轴定心轴承343为圆锥滚子轴承。四列圆柱滚子轴承能够保证主轴32在主轴套33内的平行度，提高主轴32的径向承载能力，并且能够保证主轴32的转动速度；推力调心滚子轴承能够提高主轴32的轴向承载能力；圆锥滚子轴承能够保证主轴32在主轴套33内的同轴度。采用上述轴承组合设计，满足了大型立式旋压机的承载能力、定心精度以及旋转转速等性能要求，具有旋转精度高、负载能力强等优点。进一步地，在具体轴承的尺寸选择上，主轴径向承载轴承341的轴承外径大于主轴轴向承载轴承342的轴承外径，主轴轴向承载轴承342的轴承外径大于主轴定心轴承343的轴承外径，这样，采用小尺寸的主轴定心轴承343，使主轴32能够以较高的转速工作，同时能够方便各个轴承在主轴套33内的安装和拆卸。进一步参照图13所示，为了方便各个轴承的安装，在本实施例中，主轴径向承载轴承341的轴承外圈上端通过固定在上轴套331上部的轴承上压盖344限位，轴承上压盖344为圆环形结构，可采用螺栓固定在上轴套331上部，主轴径向承载轴承341的轴承外圈下端通过上轴套331内孔中的环台限位；主轴径向承载轴承341的轴承内圈上端通过主轴32上的台肩限位，下端通过螺纹连接在主轴32上的轴承下限位环345限位，轴承下限位环345为环形螺母结构，其上具有内螺纹，在主轴32的对应位置上设有外螺纹，通过轴承下限位环345在主轴32上的旋拧即可将主轴径向承载轴承341的内圈固定在主轴32上，装配组装方便且装配可靠。为了防止异物进入轴套与主轴32的间隙内，在上轴套331的顶部还设有套设在主轴32外侧的上端盖37，上端盖37能够罩住轴承上压盖344和轴孔间隙。主轴轴向承载轴承342位于主轴径向承载轴承341的下方，主轴轴向承载轴承342的上端通过套设在主轴32上的中间隔套346限位，主轴轴向承载轴承342的下端通过下轴套332的上端面限位。中间隔套346的上端与安装轴承下限位环345的轴肩相抵，其中间隔套346外径大于轴承下限位环345的内径，这样利用中间隔套346也能够对轴承下限位环345起到限位作用，防止轴承下限位环345松脱。主轴定心轴承343安装于下轴套332内，在主轴32的下端设有位于主轴定心轴承343下端的下锁紧螺母347，能够防止主轴定心轴承343松动。采用上述装配结构，主轴轴向承载轴承342和主轴定心轴承343的组装和拆卸均更加简单方便。为了方便主轴传动，在下轴套332的下端固定安装有连接套，连接套的下端固定有与主轴32下端连接的减速机35，减速机35的输入轴与输出轴相垂直，减速机35的输入轴通过万向传动轴36与动力装置传动连接。

在旋轮滑枕总成100中，轴向驱动油缸14均采用倒装结构，具体为轴向驱动油缸14的活塞杆上端部与上顶盖22相连接，轴向驱动油缸14的缸体与对应的滑架连接件12相连接，轴向驱动油缸14的进出口均设于活塞杆的上端。具体制作时，在活塞杆上分别加工两条油道，一条从上至下贯穿活塞杆，与油缸的无杆腔连通，另一条从活塞上部径向穿通，与油缸的有杆腔连通。倒装设计的轴向驱动油缸14结构更加紧凑，便于进回油管与油缸的连接，能够减少油管的弯折，有利于提高四组轴向驱动油缸14的升降控制同步性，提高整个旋轮滑枕总成的轴向进给控制平稳性和控制精度。如图14和图15所示，四组轴向驱动油缸14采用同步升降液压控制***控制，该同步升降液压控制***包括一个轴向油缸电磁阀141和两个液压分配器142，轴向油缸电磁阀141和液压分配器142分别安装在上顶盖22的顶部，轴向油缸电磁阀141分别通过第一进回油管路143与两个液压分配器142相连接，且连接液压分配器142的两组第一进回油管路143的长度相等，实现轴向油缸电磁阀141向两个液压分配器142的分流，保证两个液压分配器142的油压相等。每个液压分配器142分别通过第二进回油管路144与相应的两个轴向驱动油缸14相连接，且连接各个轴向驱动油缸14的四组第二进回油管路144的长度相等，第一进回油管路143和第二进回油管路144均为硬质油管。采用上述同步升降液压控制***设计，能够使四个轴向驱动油缸14的液压控制路径相等，保证四个轴向驱动油缸14的工作同步性和一致性，提高轴向升降油缸的控制精度，使大型数控立式四旋轮旋压机的轴向滑架升降平衡性更好，进一步提高了旋压加工精度和稳定性。滑架连接件12与对应的立柱21之间还设有沿轴向设置的轴向光栅尺25，油缸电磁阀141采用比例伺服阀，通过轴向光栅尺25和比例伺服阀配合，能够控制轴向驱动油缸14的压力、位移和速度。

另外，参照图16和图17所示，为了方便滑架连接件12与轴向滑架11的连接，滑架连接件12的横截面形状优选为“L”形，滑架连接件12具有两个相邻且垂直的连接部，两侧的连接部能够分别连接相邻的轴向滑架11。另外，滑架连接件12靠外侧的阳角侧壁上分别设有用于与立柱框架200轴向滑动配合的轴向滑块121，轴向滑块121与对应立柱21上的轴向导轨211相配合，每个滑架连接件12均采用两个方向上的两组轴向滑块121滑动配合，轴向滑动平稳，对于径向的旋压压力承载性能好，且便于轴向滑块121的合理设置。在连接后，每个轴向滑架11均能够由两组垂直于径向受力的轴向滑块121支撑，能够防止轴向滑块121的连接螺栓受剪切作用力而断裂，有利于提高旋压机的工作稳定性。参照图18至图20所示，上述的轴向滑架11采用拼装结构，包括上框架111、下框架112、侧连接架113和后连接板114，上框架111和下框架112的左右两侧及后侧分别通过左右两侧的侧连接架113和后连接板114上下拼接在一起，即上框架111和下框架112的左右两侧各通过一块侧连接架113上下拼接，上框架111和下框架112的后侧通过一块后连接板114上下拼接，在上框架111和下框架112之间形成供径向滑架15安装的滑动腔。该滑动腔前端敞口，滑动腔的上部设有安装在上框架111上的径向上导轨111a，滑动腔的下部设有安装在下框架112上的径向下导轨112a，径向上导轨111a与径向下导轨112a相互平行，用于在滑动腔内安装径向滑架15。径向滑架15的上侧设有与上述的径向上导轨111a滑动配合的径向上滑块151，径向滑架15的下侧设有与上述的径向下导轨112a滑动配合的径向下滑块152。径向滑架15通过上下导轨滑块结构与轴向滑架11滑动配合，径向导向精度高，且稳定性好。采用上述轴向滑架11设计，能够在上下框架上加工导轨安装面和准确定位安装导轨，保证了旋轮径向滑架的安装便捷性和安装精度，提高了旋轮径向滑架的径向滑移稳定性。上述的旋轮组件13安装于径向滑架15的前座板153上，径向滑架15的后端敞口，径向驱动油缸16的后端与后连接板114相连接，径向驱动油缸16前端与前座板153的背面相连接，使得径向驱动油缸16能够直接作用在前座板153上，对旋轮组件13的径向作用力更加直接，能够降低对于旋轮径向滑架的承载强度要求，同时能够在更加紧凑的结构下保证径向驱动油缸16的移动行程。径向驱动油缸16的后端还固定安装有油缸控制阀块16a，油缸控制阀块16a为比例伺服阀，轴向滑架11与径向滑架15之间还设有沿径向设置的径向光栅尺。比例伺服阀与径向光栅尺配合实现径向驱动油缸16的压力、速度和位移控制，方便了旋轮的径向进给控制；油缸控制阀块16a直接安装在径向驱动油缸16上，无需管道连接，因此不存在因管道收缩带来的液压传递损失，提高了径向驱动油缸的控制精度。

接图18和图19所示，在上框架111的左右两侧分别设有上框侧连接部111b，下框架112的左右两侧分别设有下框侧连接部112b；侧连接架113包括内侧连接板113a、中间连接板113b和外侧连接板113c，内侧连接板113a和外侧连接板113c通过若干中间连接板113b固定连接在一起。内侧连接板113a与对应侧的上框侧连接部111b和下框侧连接部112b采用螺栓和受力销轴连接，外侧连接板113c与对应侧的滑架连接件12采用螺栓和受力销轴连接。采用上述结构设计，使轴向滑架整体结构强度更高，不易变形，提高了径向滑架15在轴向滑架11内的滑移稳定性；并且采用螺栓和受力销轴连接，连接精度高。后连接板114与对应的上框架111和下框架112的后部也优选采用螺栓和受力销轴连接。此外，上框架111和/或下框架112的前部设有用于对径向滑架15的前端进行限位的前限位块，上框架111和/或下框架112的后部设有用于对径向滑架15的后端进行限位的后限位块，能够对径向滑架15的前后位置进行限位。在径向滑架15与轴向滑架11之间还设有行程开关，行程开关的主体部分可以固定在下框架112的一侧，在径向滑架15的对应侧前后分别设有行程开关挡板。利用前后限位块和行程开关能够控制径向滑架15的径向移动行程，方便旋轮的径向移动控制。

参照图22至图26所示，为了提高旋轮组件13的工作稳定性，本实施例中的旋轮组件13包括旋轮座131、旋轮132和旋轮轴133，旋轮132固定安装在旋轮轴133的下端，旋轮座131内具有密闭的轴承室，旋轮轴133由上往下依次通过旋轮轴定心轴承134、旋轮轴轴向承载轴承135和旋轮轴径向承载轴承136安装于旋轮座131的轴承室内，利用三组轴承支承旋轮轴133，能够保证旋轮的旋转精度和承载能力，进一步保证了旋压加工精度，尤其能够满足了大型旋压机的承载能力、定心精度以及加工速度等性能要求。作为一种优选方案，上述的旋轮轴定心轴承134为圆锥滚子轴承，旋轮轴轴向承载轴承135为推力调心滚子轴承，旋轮轴径向承载轴承136为圆柱滚子轴承。圆锥滚子轴承能够保证旋轮轴133在旋轮座1内的同轴度；推力调心滚子轴承能够提高旋轮的轴向承载能力；圆柱滚子轴承可采用双列圆柱滚子轴承，能够保证旋轮轴133在旋轮座131内的平行度，提高旋轮132的径向承载能力，并且能够保证旋轮132的转动速度。进一步地，旋轮轴径向承载轴承136的轴承外径大于旋轮轴轴向承载轴承135的轴承外径，旋轮轴轴向承载轴承135的轴承外径大于旋轮轴定心轴承134的轴承外径。采用该轴承尺寸设置，能够保证旋轮轴133的转速，同时方便各个轴承在旋轮座131内的安装和拆卸。具体在本实施例中，旋轮轴133的上端设有用于锁紧旋轮轴定心轴承134的轴承锁紧螺母137，旋轮轴定心轴承134的轴承内圈上端面由轴承锁紧螺母137压紧在旋轮轴133上，旋轮轴定心轴承134的轴承外圈下端面由旋轮座131内孔中的环台上端面限位。旋轮轴径向承载轴承136的轴承内圈通过设于旋轮轴133上的中间限位环139限位在旋轮轴133上，中间限位环139上具有内螺纹，在旋轮轴133的对应位置上设有外螺纹，通过中间限位环139将旋轮轴径向承载轴承136的轴承内圈压装在旋轮轴133上。旋轮轴径向承载轴承136的轴承内圈上端面由旋轮座131的内孔台阶限位，下端面由设于旋轮座131下部的下端盖限位。旋轮轴轴向承载轴承135的上端通过旋轮座131内孔中的环台限位，旋轮轴轴向承载轴承135的下端通过套设在旋轮轴133上的轴承隔套138限位。在旋轮座131的上部设有用于封闭旋轮轴133内孔上端口的上封盖1310，保证了旋轮座131的轴承室密封性，能够有效防止润滑介质泄漏。

在旋轮工作过程中，旋轮组件13会受到径向和轴向的作用力，同时也会受到加工工件的高温及挤压摩擦作用，使旋轮组件13的轴承受力复杂且工作环境较为恶劣，影响轴承的工作稳定性和使用寿命。为了提高旋轮组件13的工作稳定性和轴承使用寿命，旋轮座131的侧壁上设有散热夹套131-1，旋轮座131上还分别设有冷却液进口131-2、冷却液出口131-3、润滑油进口131-4和润滑油出口131-5，冷却液进口131-2通过进液通道131-7连通散热夹套131-1，冷却液出口131-3通过出液通道131-8连通散热夹套131-1，形成循环冷却回路，从冷却液进口131-2输入冷却液，冷却液在散热夹套131-1内换热吸收热量后由冷却液出口131-3排出，冷却液循环流动，有效降低了旋轮座131的温度。润滑油进口131-4通过进油通道131-6连通轴承室，润滑油出口131-5通过出油通道连通轴承室，形成循环冷却润滑回路，从润滑油进口131-4输入润滑介质，润滑介质在轴承室内流动并从润滑油出口131-5循环流出，能够对轴承进行润滑，并且润滑介质也能够带出轴承的热量，有效降低轴承的工作温度。

具体地，散热夹套131-1在旋轮座131的左右两侧各设有一个，冷却液进口131-2通过进液通道131-7分别与两个散热夹套131-1相连通，冷却液出口131-3通过出液通道131-8分别与两个散热夹套1-1相连通。散热夹套131-1由密封在旋轮座131外侧壁凹腔上的侧封板围合而成。具体如图22和图25所示，冷却液在旋轮座131内采用下进上出设计，即冷却液进口131-2位于旋轮座131的下部，冷却液出口131-3位于旋轮座131的上部，进液通道131-7和出液通道131-8均可采用钻孔通道连接形成，多余的孔口采用密封堵头封堵即可，加工制作方便。如图22和图24所示，润滑介质在旋轮座131内也采用下进上出设计，即润滑油进口131-4位于旋轮座131的下部，润滑油出口131-5位于旋轮座131的上部，进油通道131-6和出油通道亦可采用钻孔通道连接形成，多余的孔口采用密封堵头封堵即可。通过冷却液和润滑油双重冷却作用，能够保证旋轮总成内的轴承工作稳定性，提高轴承使用寿命。

在工件旋压过程中，旋轮组件13与主轴32上的旋压模具对坯料进行挤压，使其形成回转体零件。旋压成形的零件会包覆在旋压模具上，为了方便工件脱模，参照图2、图20和图21所示，在本实施例中，旋轮滑枕总成100的四组轴向滑架11的下部均设有脱模卸料组件17，直接将脱模卸料组件17安装在旋轮滑枕总成100的轴向滑架11底部，利用旋轮滑枕总成100实现旋压工件的脱模，工件脱模更加平稳可靠，操作安全性高。具体地，该脱模卸料组件17包括直线驱动器171、导向滑块173、导向座174和卡爪175，直线驱动器171和导向座174分别安装于对应的轴向滑架11底部，导向滑块173滑动设于导向座174上，卡爪175固定于导向滑块173的前端，导向滑块173的后端与直线驱动器171的驱动端传动连接，由直线驱动器171带动导向滑块173和卡爪175沿径向伸缩运动。在工件脱模过程中，利用旋压机自身的轴向滑架11升降运动带动卡爪175移动至工件底部，利用直线驱动器171带动卡爪175向工件所在方向伸出，使卡爪175位于工件下端面下方，然后旋压机自身的轴向滑架11上升，利用卡爪175将工件向上托起，进而实现工件从模具上脱模。进一步地，卡爪175位于旋轮组件13的下方，卡爪175的伸缩运动方向与旋轮组件13的伸缩运动方向一致。即卡爪175的伸缩运动方向为工件的径向，卡爪175能够从旋压工件的径向卡在工件下端，利用旋压机的旋轮滑枕自身平衡分布设计，使得各个卡爪对旋压工件的顶出脱模作用力更加均衡，更容易将工件从模具上脱出。上述的直线驱动器171优选为油缸，其缸筒通过安装板172固定在轴向滑架11的底部，其活塞杆的端部通过连接件与导向滑块173固定连接。

经过反复旋压工作，旋压机的主轴32上的旋压模具因挤压和摩擦而容易出现磨损，为了方便对旋压模具进行修复，如图27至图30所示，在该旋轮滑枕总成100中，其至少一组轴向滑架11的底部还设有模具修复机构18，模具修复机构18随轴向滑架11做轴向进给运动。该模具修复机构18包括固定座181、滑动支架183、刀具安装座184、修复工作部185和伺服丝杠传动机构，固定座181固定安装在轴向滑架11的底部，滑动支架183直线滑动地安装于固定座181上，伺服丝杠传动机构设于固定座181与滑动支架183之间，用于驱动滑动支架183在固定座181上前后移动，刀具安装座184固定在滑动支架183的前端面上，修复工作部185可拆卸地安装于刀具安装座184上。这样，修复工作部185的前后移动方向与轴向滑架11的轴向运动方向相垂直，使得修复工作部185在伺服丝杠传动机构的带动下能够朝向旋压模具移动，进而实现对旋压模具的修复进给，无需将旋压模具拆卸修复，大大简化了旋压模具的修复操作流程，缩短了修复周期。

参照图28至图30所示，上述的伺服丝杠传动机构包括电机减速器186、伺服电机187、丝杠188和丝杠螺母189，在固定座181的前端设有丝杠支座181c，在固定座181的后端设有轴承座181d，丝杠188的前端通过丝杠支座181c旋转支承在固定座181的前端，丝杠188的后端支承在设于固定座181后部的轴承座181d上，具体地，丝杠支座181c内设有前轴承，丝杠188前端通过前轴承转动设于丝杠支座181c内，轴承座181d内可设置两组轴承，提高丝杠188的支撑稳定性。丝杠188的后端穿过轴承座181d后通过电机减速器186与伺服电机187传动连接，具体可将电机减速器186固定在固定座181的后端，丝杠188的后端与电机减速器186的输出端相连接，伺服电机187固定在电机减速器186的后端，伺服电机187的输出轴与电机减速器186的输入端相连接。电机减速器186与伺服电机187可采用组合结构，即一体式伺服减速电机。丝杠螺母189设于丝杠188上，丝杠螺母189固定安装在连接座板182上，连接座板182的下端与滑动支架183的后端固定连接。工作过程中，伺服电机187通过电机减速器186减速后带动丝杠188旋转，丝杠188旋转带动丝杠螺母189轴向移动，进而带动滑动支架183前后移动。采用伺服电机控制，修复进给精度高，轴向进给直接利用旋压机的轴向进给***，对于旋压模具的修复更加稳定，修复效率和精度高。

如图28和图30所示，在本实施例中，固定座181的左右两侧下部分别设有导轨支架181a，导轨支架181a上固定安装有水平导轨181b，滑动支架183通过水平滑块182a滑动安装于固定座181的下方。导轨支架181a可与固定座181焊接固定，左右两条水平导轨182a平行设置，滑动支架183采用两侧导向悬吊在固定座181下方，结构稳定性好，导向精度高。上述的连接座板182包括竖直板和水平板，竖直板和水平板之间还设有加强板，丝杠螺母189固定在竖直板上，水平滑块182a固定在水平板上。利用独立的连接座板182设计，滑动支架183组装在连接座板182上，能够降低对滑动支架183的加工精度要求，丝杠螺母189和水平滑块182a均安装于连接座板182上，有利于提高运动部件的加工和装配精度。另外，在固定座181的下侧前后两端还分别设有与连接座板182限位配合的行程限位块181e，如图30所示，行程限位块181e在固定座181上一前一后各设有一个，使连接座板182的竖直板位于两个行程限位块181e之间，进而限制了修复工作部185的运动行程，能够实现修复工作部185移动行程的限位和复位，便于修复工作部的进给控制，防止运动部件超出移动行程而碰撞损坏。

上述的修复工作部185为车刀组件或抛光组件。图28至图30中示出的是一种车刀组件，其可拆卸地安装于刀具安装座184上，车刀组件可由车刀和刀座组成，刀座安装于刀具安装座184上。在使用抛光组件时，仅需将车刀组件从刀具安装座184上拆除，更换为抛光组件即可。抛光组件可采用现有的带柄砂轮磨头等，砂轮磨头安装在刀座上，利用刀座将抛光组件安装在刀具安装座184上。修复工作部185与刀具安装座184之间采用可拆式连接，能够更换不同功能的修复工作部185，如可以先用车刀组件车削模具轮廓，然后再用抛光组件对模具表面进行磨削光整，保证了模具修复精度，提高了修复便捷性。经过磨削光整的模具，其表面光滑，易于工件在模具上脱模。具体如图29所示，上述的刀具安装座184上设有前端敞口的安装孔184a，修复工作部185的尾部具有刀座，刀具安装座184和刀座上均设有连接孔，修复工作部185尾部的刀座***刀具安装座184的安装孔184a内，使刀具安装座184和刀座上的连接孔相对，刀座与刀具安装座184之间通过连接销轴184b固定连接。采用上述拆装结构，结构简单，修复工作部185拆换操作灵活方便，且连接牢固稳定。进一步地，连接销轴184b的一端具有帽头，另一端具有径向的通孔，连接销轴184b依次穿过刀座与刀具安装座184上的连接孔，并在连接销轴184b的端部通孔内设有开口销184c，开口销184c限制了连接销轴184b的轴向窜动，保证了连接销轴184b的连接稳定性。

进一步地，在本实施例中，至少两组轴向滑架11的底部设有模具修复机构18，其中至少一组模具修复机构18的修复工作部185为车刀组件，至少一组模具修复机构18的修复工作部185为抛光组件。这样，在旋轮滑枕总成100上同时具有车刀组件和抛光组件，可以根据需要对旋压模具进行修复，无需对修复工作部进行更换，操作更加灵活方便。

本发明的一种大型数控立式四旋轮旋压机，通过合理的结构布局设计，旋轮滑枕总成在立柱框架上的轴向进给和旋轮的径向进给控制精度高，大大提高了大型数控立式四旋轮旋压机的旋压加工精度和旋压工作压力，能够满足大型旋压件的加工需要；并且具有加工制作方便、便于运输装配、装配精度高等优点。旋压机的主轴旋转精度高和承载能力强，便于主轴轴承的安装和拆卸。四个轴向驱动油缸对旋轮滑枕总成的轴向升降控制同步性和一致性好，提高了旋压加工精度和稳定性。旋轮轴承散热和润滑效果好，提高了轴承的工作稳定性和使用寿命。轴向滑架的底部集成有脱模卸料机构和模具修复机构，能够利用立式四旋轮旋压机的旋轮滑枕总成轴向进给运动，实现旋压工件的脱模以及旋压模具的修复，提高了立式四旋轮旋压机的功能性和操作便捷性。

Claims (9)

1.一种大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：包括旋轮滑枕总成（100）、立柱框架（200）和床身总成（300），其中，

所述立柱框架（200）具有四根呈矩形分布的立柱（21），四根所述立柱（21）的顶部通过矩形的上顶盖（22）固定连接，每根所述立柱（21）均包括位于下部的床身连接段（216）和位于床身连接段（216）上方的竖向导轨安装段（214），所述竖向导轨安装段（214）上具有内凹部，在所述内凹部形成有两个相互垂直的竖向导轨安装面（215），每根所述立柱（21）的内凹部均朝向立柱框架（200）的内侧，且相邻两根立柱（21）中邻近的竖向导轨安装面（215）相平行；所述竖向导轨安装面（215）上均固定安装有轴向导轨（211）；

所述床身总成（300）设于立柱框架（200）的下部，包括主床身（31）和设于主床身（31）中心的主轴（32），所述主床身（31）分别与四根立柱（21）的床身连接段（216）固定连接；

所述旋轮滑枕总成（100）包括轴向滑架（11）、滑架连接件（12）、旋轮组件（13）、轴向驱动油缸（14）、径向滑架（15）和径向驱动油缸（16），所述轴向滑架（11）呈“十”字形设置有四组，且轴向滑架（11）两两相对，相邻两组轴向滑架（11）的侧壁分别通过滑架连接件（12）固定连接在一起，每组所述轴向滑架（11）均位于对应的相邻两根立柱（21）之间；四组所述滑架连接件（12）分别位于对应立柱（21）的竖向导轨安装段（214）的内凹部内，且每组滑架连接件（12）均与对应立柱（21）上的轴向导轨（211）滑动配合；每组所述滑架连接件（12）与上顶盖（22）之间分别各通过一组轴向驱动油缸（14）相连接，由四组轴向驱动油缸（14）带动轴向滑架（11）整体轴向升降运动；每组所述轴向滑架（11）内各沿径向滑动设有一组径向滑架（15），所述径向滑架（15）的前端均设置有旋轮组件（13），每组所述轴向滑架（11）与对应的径向滑架（15）之间均设有径向驱动油缸（16）；

所述轴向滑架（11）采用拼装结构，包括上框架（111）、下框架（112）、侧连接架（113）和后连接板（114），所述上框架（111）和下框架（112）的左右两侧及后侧分别通过左右两侧的侧连接架（113）和后连接板（114）上下拼接在一起，在所述上框架（111）和下框架（112）之间形成供径向滑架（15）安装的滑动腔，所述滑动腔的上部设有安装在上框架（111）上的径向上导轨（111a），所述滑动腔的下部设有安装在下框架（112）上的径向下导轨（112a）；所述径向滑架（15）的上侧设有与上述的径向上导轨（111a）滑动配合的径向上滑块（151），所述径向滑架（15）的下侧设有与上述的径向下导轨（112a）滑动配合的径向下滑块（152）；所述旋轮组件（13）安装于径向滑架（15）的前座板（153）上，所述径向驱动油缸（16）的后端与后连接板（114）相连接，所述径向驱动油缸（16）前端与前座板（153）的背面相连接；所述径向驱动油缸（16）的后端还固定安装有油缸控制阀块（16a），所述油缸控制阀块（16a）为比例伺服阀，所述轴向滑架（11）与径向滑架（15）之间还设有沿径向设置的径向光栅尺。

2.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述上顶盖（22）包括两个“凵”形的顶盖构件（221），两个所述顶盖构件（221）的对接部相对地通过法兰板（222）法兰连接形成矩形框架，所述顶盖构件（221）的下端面上与对应的立柱（21）顶面连接处至少在两个相互垂直的方向上设有顶盖定位键（224），所述顶盖构件（221）的侧面与对应的立柱（21）之间通过若干顶盖调整块（223）相连接。

3.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述立柱（21）的床身连接段（216）具有两个相互垂直的床身连接面，每根立柱（21）的两个床身连接面分别通过一直角连接件（23）与主床身（31）上相邻两侧壁固定连接；相邻两根所述立柱（21）的下部分别通过加强横梁（24）相连接。

4.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述主轴（32）通过主轴套（33）安装在主床身（31）上，所述主轴套（33）包括上轴套（331）和下轴套（332），所述上轴套（331）和下轴套（332）通过螺栓固定连接在一起，并在上轴套（331）和下轴套（332）的连接处周向上通过主轴套连接键（38）连接，所述主轴（32）由上往下依次通过主轴径向承载轴承（341）、主轴轴向承载轴承（342）和主轴定心轴承（343）转动安装于主轴套（33）内。

5.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述轴向驱动油缸（14）均采用倒装结构，所述轴向驱动油缸（14）的活塞杆上端部与上顶盖（22）相连接，所述轴向驱动油缸（14）的缸体与对应的滑架连接件（12）相连接，所述轴向驱动油缸（14）的进出口均设于活塞杆的上端；四组所述轴向驱动油缸（14）采用同步升降液压控制***控制，所述同步升降液压控制***包括一个轴向油缸电磁阀（141）和两个液压分配器（142），所述轴向油缸电磁阀（141）和液压分配器（142）分别安装在上顶盖（22）的顶部，所述轴向油缸电磁阀（141）分别通过第一进回油管路（143）与两个液压分配器（142）相连接，且连接液压分配器（142）的两组第一进回油管路（143）的长度相等；每个所述液压分配器（142）分别通过第二进回油管路（144）与相应的两个轴向驱动油缸（14）相连接，且连接各个轴向驱动油缸（14）的四组第二进回油管路（144）的长度相等，所述第一进回油管路（143）和第二进回油管路（144）均为硬质油管；所述滑架连接件（12）与对应的立柱（21）之间还设有沿轴向设置的轴向光栅尺（25）。

6.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述上框架（111）的左右两侧分别设有上框侧连接部（111b），所述下框架（112）的左右两侧分别设有下框侧连接部（112b）；所述侧连接架（113）包括内侧连接板（113a）、中间连接板（113b）和外侧连接板（113c），所述内侧连接板（113a）和外侧连接板（113c）通过若干中间连接板（113b）固定连接在一起，所述内侧连接板（113a）与对应侧的上框侧连接部（111b）和下框侧连接部（112b）采用螺栓和受力销轴连接，所述外侧连接板（113c）与对应侧的滑架连接件（12）采用螺栓和受力销轴连接。

7.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：所述旋轮组件（13）包括旋轮座（131）、旋轮（132）和旋轮轴（133），所述旋轮（132）固定安装在旋轮轴（133）的下端，所述旋轮座（131）内具有密闭的轴承室，所述旋轮轴（133）由上往下依次通过旋轮轴定心轴承（134）、旋轮轴轴向承载轴承（135）和旋轮轴径向承载轴承（136）安装于旋轮座（131）的轴承室内，所述旋轮座（131）的侧壁上设有散热夹套（131-1），所述旋轮座（131）上还分别设有冷却液进口（131-2）、冷却液出口（131-3）、润滑油进口（131-4）和润滑油出口（131-5），所述冷却液进口（131-2）通过进液通道（131-7）连通散热夹套（131-1），所述冷却液出口（131-3）通过出液通道（131-8）连通散热夹套（131-1），形成循环冷却回路；所述润滑油进口（131-4）通过进油通道（131-6）连通轴承室，所述润滑油出口（131-5）通过出油通道连通轴承室，形成循环冷却润滑回路。

8.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：四组所述轴向滑架（11）的下部均设有脱模卸料组件（17），所述脱模卸料组件（17）包括直线驱动器（171）、导向滑块（173）、导向座（174）和卡爪（175），所述直线驱动器（171）和导向座（174）分别安装于对应的轴向滑架（11）底部，所述导向滑块（173）滑动设于导向座（174）上，所述卡爪（175）固定于导向滑块（173）的前端，所述导向滑块（173）的后端与直线驱动器（171）的驱动端传动连接，由直线驱动器（171）带动导向滑块（173）和卡爪（175）沿径向伸缩运动；所述卡爪（175）的伸缩运动方向与旋轮组件（13）的伸缩运动方向一致。

9.根据权利要求1所述的大型数控立式四旋轮旋压机，其特征在于：至少一组所述轴向滑架（11）的底部还设有模具修复机构（18），所述模具修复机构（18）包括固定座（181）、滑动支架（183）、刀具安装座（184）、修复工作部（185）和伺服丝杠传动机构，所述固定座（181）固定安装在轴向滑架（11）的底部，所述滑动支架（183）直线滑动地安装于固定座（181）上，所述伺服丝杠传动机构设于固定座（181）与滑动支架（183）之间，用于驱动滑动支架（183）在固定座（181）上前后移动，所述刀具安装座（184）固定在滑动支架（183）的前端面上，所述修复工作部（185）可拆卸地安装于刀具安装座（184）上；所述修复工作部（185）为车刀组件或抛光组件。