專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多功能旋壓成形機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械工程學(xué)科中塑性加工工藝及設(shè)備領(lǐng)域，具體是指一種多功能旋壓成形機(jī)床。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的旋壓成形工藝根據(jù)工件變形后的壁厚是否產(chǎn)生明顯的變化，分為普通旋壓(不變薄旋壓)和強(qiáng)力旋壓(變薄旋壓)兩種。在進(jìn)行普通旋壓或強(qiáng)力旋壓時(shí)，工件裝卡在機(jī)床主軸上，并隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，旋輪作徑向及軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而加工成、也只能加工成各種形狀的軸對(duì)稱(chēng)薄壁空心零件。一般情況下，普通旋壓(普旋)機(jī)床的旋壓力較小、旋輪運(yùn)動(dòng)軌跡較復(fù)雜；而強(qiáng)力旋壓(強(qiáng)旋)機(jī)床的旋壓力較大、旋輪運(yùn)動(dòng)軌跡較簡(jiǎn)單。所以，在普通旋壓成形機(jī)床上無(wú)法進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形，而具有數(shù)字控制或液壓仿型裝置的強(qiáng)力旋壓機(jī)床則可同時(shí)用來(lái)進(jìn)行普通旋壓成形。
在旋制形狀簡(jiǎn)單的圓筒形件的強(qiáng)力旋壓成形機(jī)床中，常采用行星旋壓成形裝置。在常規(guī)的行星旋壓成形裝置中，工件及其軸線成為整個(gè)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的中心，旋輪隨旋輪座一起繞工件轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋輪的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而旋輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)，與工件表面接觸產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，形成旋輪的自轉(zhuǎn)，猶如行星繞恒星的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以稱(chēng)之為行星旋壓。但在常規(guī)的行星旋壓中，旋輪在繞工件作行星運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，無(wú)法同時(shí)在公轉(zhuǎn)半徑方向進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此，它所加工的零件與其它傳統(tǒng)旋壓技術(shù)一樣，都是圓筒形狀的軸對(duì)稱(chēng)薄壁空心零件。
在旋制的工件開(kāi)口端直徑很小或者需要將口部進(jìn)行封閉的普通旋壓成形機(jī)床中，常采用無(wú)芯模旋壓成形工藝，旋壓時(shí)，將管形毛坯放在空心主軸中，需要成形的管端伸出，并由卡緊裝置夾緊。
上述成形工藝不僅沒(méi)有有效地組合在一臺(tái)機(jī)床上，并且上述機(jī)床還無(wú)法加工各部分軸線間相互平行或成一定夾角的非軸對(duì)稱(chēng)偏心、傾斜類(lèi)薄壁空心零件。這些零件通常是采用沖壓工藝成形出上、下兩個(gè)部件后，再采用焊接的方法制成。采取這樣的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，一方面，焊接時(shí)產(chǎn)生的熱變形使焊接質(zhì)量難以保證；另一方面，加工工序的增加，不但使廢品率增加，并且導(dǎo)致生產(chǎn)工人、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)場(chǎng)地的增加，從而提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種多功能旋壓成形機(jī)床。該機(jī)床既可以加工非軸對(duì)稱(chēng)零件，又可以加工軸對(duì)稱(chēng)零件；既可以進(jìn)行普通旋壓，又可以進(jìn)行強(qiáng)力旋壓；既可以進(jìn)行有芯模旋壓，又可以進(jìn)行無(wú)芯模旋壓。
本發(fā)明所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，它由床身、床頭箱、行星旋壓裝置、工件卡緊裝置、芯棒、液壓站及操縱臺(tái)組成，其相互連接關(guān)系為，床頭箱固定安裝在床身的一端，行星旋壓裝置分別與床身、床頭箱相連接，工件卡緊裝置與床身相連接，芯棒嵌裝在行星旋壓裝置之中，液壓站通過(guò)油管與床身相連接，操縱臺(tái)通過(guò)控制線與床身相連接。
為了更好地實(shí)施本發(fā)明，所述行星旋壓裝置由固定外圈、旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈、油缸、導(dǎo)向板、壓板、旋輪架及旋輪組成，其相互連接關(guān)系為，帶旋輪的旋輪架安裝在油缸的活塞上，旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈安裝在機(jī)床主軸上，固定外圈安裝在床身或床頭箱上，油缸、導(dǎo)向板和壓板安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈中，在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈的外側(cè)開(kāi)有環(huán)形槽，并分別與安裝在固定外圈上的油管及連接在油缸上的油管連通。所述工件卡緊裝置由液壓或氣壓卡具、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)、蝸輪蝸桿、橫向滑塊、橫向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿、縱向滑塊、縱向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿、油缸或氣缸組成，其相互連接關(guān)系為，縱向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿安裝在床身上，橫向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿安裝在縱向滑塊上，蝸輪蝸桿安裝在橫向滑塊上，液壓或氣壓卡具分成上下兩件，下面一件安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上，上面一件連接在油缸或氣缸的活塞桿上，油缸或氣缸的支撐架安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上。在加工軸對(duì)稱(chēng)零件并需要芯模時(shí)，可以將帶芯模的芯模架也安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上，與工件卡具相鄰。
本發(fā)明的一項(xiàng)核心技術(shù)是旋輪在繞工件作行星運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還可以在公轉(zhuǎn)半徑方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。因此，旋輪除與毛坯接觸而進(jìn)行自轉(zhuǎn)外，還將與旋輪架一起繞毛坯公轉(zhuǎn)，同時(shí)沿公轉(zhuǎn)半徑方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。另一項(xiàng)核心技術(shù)是在成形過(guò)程中，工件不僅可以沿機(jī)床縱、橫兩個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，還可以在水平面內(nèi)作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果工件沿機(jī)床縱、橫兩個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)，便可加工出各部分軸線間相互平行的偏心類(lèi)薄壁空心零件；如果工件在水平面內(nèi)作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，便可加工出各部分軸線間成一定夾角的傾斜類(lèi)薄壁空心零件；如果工件在沿機(jī)床縱、橫兩個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)的同時(shí)，還在水平面內(nèi)作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，便可加工各部分軸線間既相互平行又成一定夾角的彎曲類(lèi)薄壁空心零件；如果工件只沿機(jī)床縱向進(jìn)行移動(dòng)，便可以加工出軸對(duì)稱(chēng)薄壁空心零件。由于本發(fā)明所提供的行星旋壓成形裝置是由液壓驅(qū)動(dòng)的，具有較大的工作能力，故此可在該機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.傳統(tǒng)旋壓之所以只能加工軸對(duì)稱(chēng)的空心回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件，是因?yàn)樵诔尚芜^(guò)程中毛坯隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而無(wú)論旋輪如何動(dòng)作，所成形的零件只能是軸對(duì)稱(chēng)件。而現(xiàn)有的行星旋壓成形裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)旋輪在繞毛坯進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同樣也只能加工軸對(duì)稱(chēng)零件。采用本發(fā)明，可以直接加工出各部分軸線間相互平行或成一定夾角的非軸對(duì)稱(chēng)零件，拓寬了傳統(tǒng)旋壓技術(shù)的理論范疇和加工范圍。
2.本發(fā)明由于可以采用旋壓技術(shù)直接加工出三維非軸對(duì)稱(chēng)薄壁空心零件，從而能夠極大地降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
3.本發(fā)明采用液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋輪的徑向進(jìn)給，從而可以提供很大的旋壓成形力，使本發(fā)明既可以用于普通旋壓成形，又可以用于強(qiáng)力旋壓成形。
4.本發(fā)明既可以加工復(fù)雜的非軸對(duì)稱(chēng)零件，也可以加工普通的軸對(duì)稱(chēng)零件。
5.本發(fā)明既可以進(jìn)行有芯模旋壓，也可以進(jìn)行無(wú)芯模旋壓。
6.本發(fā)明將多種旋壓功能集于一身，極大地提高了機(jī)床的利用率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明采用第二種固定外圈時(shí)的行星旋壓裝置部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的A向視圖；圖4是圖1的B向視圖；圖5是本發(fā)明加工非軸對(duì)稱(chēng)零件時(shí)，圖1中的C向視圖；圖6是本發(fā)明無(wú)芯模旋壓時(shí)毛坯的卡緊狀態(tài)；圖7是本發(fā)明無(wú)芯模旋壓后期，芯棒對(duì)工件的支撐情況；
圖8是本發(fā)明采用芯模加工軸對(duì)稱(chēng)零件時(shí)的工件卡緊狀態(tài)；圖9是本發(fā)明采用尾頂進(jìn)行旋壓時(shí)的工件卡緊狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，由床身34、床頭箱3、操縱臺(tái)2、芯棒8、液壓站33、能夠進(jìn)行徑向進(jìn)給的行星旋壓裝置以及能夠進(jìn)行平移及偏轉(zhuǎn)的工件卡緊裝置等組成。在行星旋壓裝置中，旋輪架15的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，首先將油管17固定在固定外圈4上，固定外圈4安裝在機(jī)床的床頭箱3上，通過(guò)固定外圈4上的油孔將液壓油輸送到旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7的外側(cè)(或固定外圈4的內(nèi)側(cè))的環(huán)形槽6中，旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7連接在機(jī)床的主軸5上，旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7與固定外圈4之間裝有密封裝置。當(dāng)旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其外側(cè)的環(huán)形槽6始終與固定外圈4的油孔相連，而環(huán)形槽6底部的油路便可以始終向同步旋轉(zhuǎn)的油缸9輸送液壓油，從而推動(dòng)活塞10及旋輪架15徑向移動(dòng)，這樣便實(shí)現(xiàn)了旋輪繞毛坯作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。這里的旋輪架15安裝在活塞10的端部，旋輪13安裝于旋輪架15上，為了減小活塞10所承受的偏心力，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了導(dǎo)向板11，并且為導(dǎo)向板11安裝了壓板12，油缸9可以在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7上加工出來(lái)，也可以將預(yù)先做好的或購(gòu)買(mǎi)的油缸9安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7上。為了保證多個(gè)旋輪的同步移動(dòng)，將每個(gè)油缸9的進(jìn)、出油管16分別對(duì)應(yīng)連接到各自的一對(duì)環(huán)形槽6，并通過(guò)同步液壓閥向這些環(huán)形槽6供油。在對(duì)各油缸9同步移動(dòng)的精度要求不高的情況下，各油缸9也可以共用一對(duì)進(jìn)、出油的環(huán)形槽6，即它們的進(jìn)油管共同接到同一環(huán)形槽，而出油管共同接到另一環(huán)形槽。
由于旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7的尺寸及重量較大，可以在床身34上設(shè)置支撐輪18，對(duì)旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7進(jìn)行支撐，以便改善主軸5的受力情況。其支撐形式可以從圖3上看得更清楚。
如圖2所示，固定外圈4安裝在機(jī)床的床身34上，而不是安裝在床頭箱3上，這樣不僅可以方便整個(gè)結(jié)構(gòu)的安裝，省去過(guò)渡法蘭零件14，還可以將其與床身的連接件與旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7的支撐輪18連接在一起，既能夠?qū)潭ㄍ馊?進(jìn)行固定，又可以對(duì)固定外圈4進(jìn)行支撐，還可以提高對(duì)固定外圈4和旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈7的支撐精度。
如圖3所示，一套裝置中可以只有單個(gè)旋輪，也可以有多個(gè)旋輪，本實(shí)施例描述的是三個(gè)旋輪的情況。
如圖4所示，在工件卡緊裝置中，上卡具21的上下運(yùn)動(dòng)既可由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，也可由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，它連接在油缸(或氣缸)19的活塞桿上，油缸(或氣缸)19安裝在油缸(或氣缸)架20上，油缸(或氣缸)架20和下卡具22都安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)23上，這樣才能夠保證它們與工件的同步移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)23的平移和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將其安裝在蝸輪24上，蝸輪24在蝸桿25的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，而蝸輪24、蝸桿25和蝸桿電機(jī)26都安裝在橫向滑塊27上，它們一起隨橫向滑塊27在橫向電機(jī)29及橫向絲桿30的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行橫向移動(dòng)。而橫向滑塊27的移動(dòng)是在縱向滑塊28上進(jìn)行的，縱向滑塊28在縱向電機(jī)3 1及縱向絲桿32的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行縱向移動(dòng)。
如圖5所示，隨著旋輪的行星運(yùn)動(dòng)及徑向進(jìn)給，工件同時(shí)進(jìn)行縱、橫兩個(gè)方向的平移以及水平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)，就可以加工出非軸對(duì)稱(chēng)的旋壓零件。
如圖6所示，若工件只在軸向平移并且工件軸線與旋輪行星運(yùn)動(dòng)的軸線重合的話，就可以加工出軸對(duì)稱(chēng)旋壓零件。
如圖7所示，在這些旋壓過(guò)程中，如果在旋壓后期需要芯棒8支撐的話，可以將芯棒8伸出，芯棒8的伸縮動(dòng)作由油缸1驅(qū)動(dòng)。
如圖8和9所示，如果要進(jìn)行有芯模旋壓的話，可以將芯模架35和芯模36鄰近下卡具22安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)23上。圖8是對(duì)管形毛坯進(jìn)行旋壓前的工件卡緊狀態(tài)，在旋壓過(guò)程中，工件不作橫向平移及水平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)。圖9是對(duì)板形毛坯進(jìn)行旋壓前的工件卡緊狀態(tài)，這時(shí)需要將芯棒8伸出，作為傳統(tǒng)旋壓中的尾頂來(lái)使用，頂緊力由油缸1施加。同樣在旋壓過(guò)程中，工件不作橫向平移及水平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)，只作軸向移動(dòng)。
上述實(shí)施例中，行星旋壓裝置中的油缸及與油缸相連的油管都是安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上的外接零件，其實(shí)所述油缸和油管還可以直接在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上加工出來(lái)，與旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈成為一個(gè)整體。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，它由床身、床頭箱、行星旋壓裝置、工件卡緊裝置、芯棒、液壓站及操縱臺(tái)組成，其相互連接關(guān)系為，床頭箱固定安裝在床身的一端，行星旋壓裝置分別與床身、床頭箱相連接，工件卡緊裝置與床身相連接，芯棒嵌裝在行星旋壓裝置之中，液壓站通過(guò)油管與床身相連接，操縱臺(tái)通過(guò)控制線與床身相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，所述行星旋壓裝置由固定外圈、旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈、油缸、導(dǎo)向板、壓板、旋輪架及旋輪組成，其相互連接關(guān)系為，帶旋輪的旋輪架安裝在油缸的活塞上，旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈安裝在機(jī)床主軸上，固定外圈安裝在床身或床頭箱上，油缸、導(dǎo)向板和壓板安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈中，在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈的外側(cè)開(kāi)有環(huán)形槽，并分別與安裝在固定外圈上的油管及連接在油缸上的油管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，所述工件卡緊裝置由液壓或氣壓卡具、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)、蝸輪蝸桿、橫向滑塊、橫向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿、縱向滑塊、縱向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿、油缸或氣缸組成，其相互連接關(guān)系為，縱向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿安裝在床身上，橫向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)及絲桿安裝在縱向滑塊上，蝸輪蝸桿安裝在橫向滑塊上，液壓或氣壓卡具分成上下兩件，下面一件安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上，上面一件連接在油缸或氣缸的活塞桿上，油缸或氣缸的支撐架安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，每個(gè)油缸的進(jìn)、出油管分別對(duì)應(yīng)連接到各自的一對(duì)環(huán)形槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，在對(duì)各油缸同步移動(dòng)的精度要求不高的情況下，各油缸也可以共用一對(duì)進(jìn)、出油的環(huán)形槽，即它們的進(jìn)油管共同接到同一環(huán)形槽，而出油管共同接到另一環(huán)形槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，可以在床身上設(shè)置支撐輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能旋壓成形機(jī)床，其特征是，在加工軸對(duì)稱(chēng)零件并需要芯模時(shí)，可以將芯模架及芯模也安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上，與工件卡具相鄰。
全文摘要
本發(fā)明是一種多功能旋壓成形機(jī)床，它由床身、床頭箱、行星旋壓裝置、工件卡緊裝置、芯棒、液壓站及操縱臺(tái)組成，其相互連接關(guān)系為，床頭箱固定安裝在床身的一端，行星旋壓裝置分別與床身、床頭箱相連接，工件卡緊裝置與床身相連接，芯棒嵌裝在行星旋壓裝置之中，液壓站通過(guò)油管與床身相連接，操縱臺(tái)通過(guò)控制線與床身相連接。本發(fā)明既可以直接加工出非軸對(duì)稱(chēng)零件，又可以加工軸對(duì)稱(chēng)零件，既可以進(jìn)行普通旋壓，又可以進(jìn)行強(qiáng)力旋壓，既可以進(jìn)行有芯模旋壓，又可以進(jìn)行無(wú)芯模旋壓。本發(fā)明拓寬了傳統(tǒng)旋壓技術(shù)的理論范疇和加工范圍，集多種功能為一體，從而能夠極大地降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21D22/14GK1421288SQ0214979
公開(kāi)日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者夏琴香 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)