專利名稱：一種磁旋成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)加工裝置，具體地說是指一種磁旋成型機(jī)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)對(duì)于大型回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)的冷成型，一般采用卷曲后進(jìn)行焊接，鋼結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體的組織密度低，耐壓及抗沖擊強(qiáng)度差，焊接部位受針孔氣眼、夾碴等潛伏因素影響，密封性差，制作的鋼結(jié)構(gòu)容器壽命低。鋼板經(jīng)卷曲成型后的鋼結(jié)構(gòu)要制做成密閉的容器，由于金屬材料密度低，耐高壓、抗沖擊能力較弱，當(dāng)貯存化學(xué)品氣體或液體時(shí)，承受壓力及抗腐蝕能力差，受到?jīng)_擊或劇烈震動(dòng)時(shí)容易發(fā)生意外環(huán)境及安全事故。大型回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)鋼板卷曲成型或機(jī)械壓鑄成型等方式成型后，鋼結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體外輪廓(軸向截面輪廓線)相對(duì)于回轉(zhuǎn)中心的同心性不好，并且鋼板密度、強(qiáng)度、硬度等金屬性能較差，不宜用作航天、航空及軍事打擊等高精度武器裝備。還有，體積大、流線型的空心回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)不能夠一次成型，需經(jīng)過幾個(gè)部分組合在一起，并經(jīng)過分體成型一對(duì)正一定位一焊接一應(yīng)力消除一校正等多道工序加工后拼接成型，整體結(jié)構(gòu)屬于組合體，使空心回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)沿徑向、軸向截面的流線自然順暢性以及外輪廓線一致性較差。由于大型空心回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)在位于拼接點(diǎn)(或接口)處存在非對(duì)稱的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)于大型鋼結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生變形，影響鋼結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種磁旋成型機(jī)，這種磁旋成型機(jī)能夠一次性完成大型回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)的成型，提高產(chǎn)品的耐壓及抗沖擊強(qiáng)度、密封性和擴(kuò)腐蝕能力。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種磁旋成型機(jī)，包括工作臺(tái)、安裝于工作臺(tái)上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模和驅(qū)動(dòng)主軸芯模旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括安裝于工作臺(tái)側(cè)邊的磁場發(fā)生器、分別與磁場發(fā)生器連接的左繼磁器和右繼磁器以及主旋轂、副旋轂，主旋轂和副旋轂分別通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸芯模旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)，磁場發(fā)生器將交流變電場轉(zhuǎn)化為磁場，在左繼磁器和右繼磁器的作用下待加工鋼板坯料內(nèi)形成渦旋電流，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主旋轂和副旋轂對(duì)待加工鋼板坯料進(jìn)行加工一次性完成回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)的成型。上述工作臺(tái)上還安裝有輔助支撐軸，輔助支撐軸也通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，在輔助支撐軸前端安裝有與磁場發(fā)生器連接的磁線圈，磁線圈靠近待加工鋼板坯料側(cè)面，待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)時(shí)，待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)側(cè)面形成渦旋磁場。上述工作臺(tái)上還安裝有溫度傳感器和磁場補(bǔ)償器，溫度傳感器檢測主軸芯模、主旋轂和副旋轂的工作溫度，磁場補(bǔ)償器根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度值補(bǔ)充或減小主軸芯模、主旋轂和副旋轂的磁能量。[0012]上述工作臺(tái)上還安裝有減震機(jī)構(gòu)，包括減震箱、設(shè)于減震箱內(nèi)的阻尼彈簧和活塞，分別與主軸芯模、輔助支撐軸、主旋轂或副旋轂連接的活塞桿穿過減震箱內(nèi)的阻尼彈
簧和活塞。上述減震箱上安裝有調(diào)節(jié)阻尼彈簧彈性阻力的阻尼調(diào)節(jié)閥。上述左繼磁器和右繼磁器上分別設(shè)有磁量調(diào)節(jié)閥。上述主軸芯模、主旋轂和副旋轂均采用順磁性材料。本實(shí)用新型磁旋成型機(jī)由于采用上述結(jié)構(gòu)，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)，提高回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的耐壓及抗沖擊強(qiáng)度、密封性和擴(kuò)腐蝕能力，以及提高回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)容器產(chǎn)品的使用壽命，提高使用性能，避免發(fā)生意外環(huán)境及安全事故。

附圖1為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型減震機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。如附圖1 2所示，一種磁旋成型機(jī)，包括工作臺(tái)1、主軸芯模2和驅(qū)動(dòng)主軸芯模2旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸芯模2安裝于工作臺(tái)I上，主軸芯模2用于固定待加工鋼板坯料10;該磁旋成型機(jī)還包括安裝于工作臺(tái)I側(cè)邊的磁場發(fā)生器3、左繼磁器42和右繼磁器42以及主旋轂51、副旋轂52，左繼磁器42和右繼磁器42分別與磁場發(fā)生器3連接，主旋轂51和副旋轂52分別通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸芯模2旋轉(zhuǎn)，主軸芯模2帶動(dòng)待加工鋼板坯料10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，磁場發(fā)生器3將交流變電場轉(zhuǎn)化為磁場，在左繼磁器41和右繼磁器42的作用下待加工鋼板坯料10內(nèi)形成渦旋電流，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主旋轂51和副旋轂52對(duì)待加工鋼板坯料10進(jìn)行加工，從而一次性完成回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)的成型。本實(shí)施例中，工作臺(tái)I上還安裝有輔助支撐軸6，輔助支撐軸6也通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，在輔助支撐軸6的前端安裝有磁線圈61，磁線圈61與磁場發(fā)生器3連接，磁線圈61靠近待加工鋼板坯料10的側(cè)面，待加工鋼板坯料10旋轉(zhuǎn)時(shí)，待加工鋼板坯料10旋轉(zhuǎn)側(cè)面形成渦旋磁場；而且，輔助支撐軸6具有幫助待加工鋼板坯料10定位和自動(dòng)校正的功能，即先確定好輔助支撐軸6和磁線圈61的位置，再將待加工鋼板坯料10裝入主軸芯模2，由于輔助支撐軸6和磁線圈61的位置已經(jīng)確定，從而對(duì)待加工鋼板坯料10的位置具有定位和校正作用。工作臺(tái)I上還安裝有溫度傳感器7和磁場補(bǔ)償器8，溫度傳感器7檢測主軸芯模
2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度；由于在加工過程中，鋼板坯料與主旋轂51、副旋轂52摩擦擠壓，使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度升高，為避免因溫度升高使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的強(qiáng)度受到影響，當(dāng)主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度升高到退磁臨界溫度550度時(shí)，溫度傳感器7將檢測的溫度值傳遞給磁場補(bǔ)償器8，磁場補(bǔ)償器8根據(jù)溫度傳感器7檢測的溫度值補(bǔ)充或減小主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的磁能量，從而使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52在磁場的保護(hù)下，保持內(nèi)部磁流體繼續(xù)保持定向均勻分布，因此主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52不會(huì)受溫度影響而降低強(qiáng)度。保證鋼板坯料輪廓表面及外觀質(zhì)量始終如一。工作臺(tái)I上還安裝有減震機(jī)構(gòu)9，該減震機(jī)構(gòu)9包括減震箱91、設(shè)于減震箱91內(nèi)的阻尼彈簧92和活塞93，分別與主軸芯模2、輔助支撐軸6、主旋轂51或副旋轂52連接的活塞桿94穿過減震箱91內(nèi)的阻尼彈簧92和活塞93;在減震箱91上安裝有調(diào)節(jié)阻尼彈簧92彈性阻力的阻尼調(diào)節(jié)閥95。該減震機(jī)構(gòu)9可減少鋼板坯料由于自身變形、結(jié)構(gòu)或尺寸不均在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生偏擺或引起震動(dòng)，從而緩解震動(dòng)，增加機(jī)床的穩(wěn)定性；主旋轂51、副旋轂52與鋼板坯料表面接觸時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)經(jīng)阻尼彈簧92和活塞93的阻力作用使震動(dòng)減小，調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)閥95可使主旋轂51、副旋轂52受到不同的彈性阻力，保證機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長主旋轂51、副旋轂52的使用壽命。另外，在左繼磁器41和右繼磁器42上分別設(shè)有磁量調(diào)節(jié)閥411、421，磁量調(diào)節(jié)閥411、421可控制調(diào)節(jié)左繼磁器41和右繼磁器42上的磁場強(qiáng)度。主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52均采用順磁性材料；由于主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52是由順磁性材料構(gòu)成，磁能又會(huì)增強(qiáng)主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的物理性能，而介于主、輔旋轂51、52和主軸芯模2間的鋼板坯料在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，金屬內(nèi)部的磁流體快速形成渦旋電流，渦旋電流產(chǎn)生的熱能使金屬內(nèi)部軟化，當(dāng)受到外部壓力作用時(shí)，金屬材料始終保持均勻快速變形，而主旋轂51和副旋轂52保持長時(shí)間連續(xù)作業(yè)而強(qiáng)度不發(fā)生較大的變化，成型后的鋼構(gòu)內(nèi)部組織均勻、密度好、強(qiáng)度高，保證鋼構(gòu)所需特性。本實(shí)用新型工作時(shí)，首先將待加工鋼板坯料10固定于主軸芯模2上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸芯模2旋轉(zhuǎn)，主軸芯模2帶動(dòng)待加工鋼板坯料10旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，磁場發(fā)生器3將交流變電場轉(zhuǎn)化為磁場，根據(jù)所需成型鋼板的材料及厚度選擇磁場發(fā)生器3的參數(shù)設(shè)置，并通過磁量調(diào)節(jié)閥411、421控制調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度，待加工鋼板坯料10在磁場中高速旋轉(zhuǎn)，鋼板坯料內(nèi)形成渦旋電流，由于渦旋電流在金屬材料內(nèi)的“趨膚效應(yīng)”產(chǎn)生熱能使鋼板組織軟化。主旋轂51沿主軸芯模2方向水平自由進(jìn)給調(diào)節(jié)，輔旋轂52既可以沿主軸芯模2方向水平自由進(jìn)給，還可以沿垂直于工作臺(tái)I面的軸向自由旋轉(zhuǎn)一定角度，當(dāng)輔旋轂52調(diào)整好所需要的角度后，主旋轂51和副旋轂52同步進(jìn)給延展，當(dāng)鋼板在軸向及徑向得到充分延展后，通過溫度傳感器7的信號(hào)自動(dòng)控制，使磁場補(bǔ)償器8內(nèi)的磁強(qiáng)度減小或無磁狀態(tài)。此時(shí)，鋼板完全處于冷壓成型狀態(tài)，此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)操縱并控制主旋轂51和輔旋轂52，金屬材料在主旋轂51和輔旋轂52的連續(xù)輾壓下逐漸變形，最終自動(dòng)成型。為減輕主旋轂51受力強(qiáng)度，輔旋轂52起到分散變形阻力，對(duì)鋼板進(jìn)行粗旋加工，給主旋轂51的精加工奠定了基礎(chǔ)。本實(shí)用新型磁旋成型機(jī)由于采用上述結(jié)構(gòu)，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)，成型精度高，大大提高了回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的耐壓及抗沖擊強(qiáng)度、密封性和擴(kuò)腐蝕能力，以及提高回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)容器產(chǎn)品的使用壽命，提高使用性能，避免發(fā)生意外環(huán)境及安全事故，適用于鋼材料的弧形、盤形、半球型、桶型、錐形和拋物線形等空心回轉(zhuǎn)體的一次成型加工。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的優(yōu)選方案，并非限定性窮舉，在相同構(gòu)思下本實(shí)用新型還可以有其他變換形式，需要說明的是，在不脫離本實(shí)用新型負(fù)面構(gòu)思的前提下，任何顯而易見的替換均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種磁旋成型機(jī)，包括工作臺(tái)(I)、安裝于工作臺(tái)上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模(2)和驅(qū)動(dòng)主軸芯模旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括安裝于工作臺(tái)側(cè)邊的磁場發(fā)生器(3)、分別與磁場發(fā)生器連接的左繼磁器(41)和右繼磁器(42)以及主旋轂(51)、副旋轂(52)，主旋轂(51)和副旋轂(52)分別通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主軸芯模旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)，磁場發(fā)生器將交流變電場轉(zhuǎn)化為磁場，在左繼磁器和右繼磁器的作用下待加工鋼板坯料內(nèi)形成渦旋電流，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)主旋轂和副旋轂對(duì)待加工鋼板坯料進(jìn)行加工一次性完成回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)的成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述工作臺(tái)上還安裝有輔助支撐軸(6)，在輔助支撐軸前端安裝有與磁場發(fā)生器連接的磁線圈(61)，磁線圈靠近待加工鋼板坯料側(cè)面，待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)時(shí)，待加工鋼板坯料旋轉(zhuǎn)側(cè)面形成渦旋磁場。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述工作臺(tái)上還安裝有溫度傳感器(7)和磁場補(bǔ)償器(8)，溫度傳感器檢測主軸芯模、主旋轂和副旋轂的工作溫度，磁場補(bǔ)償器根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度值補(bǔ)充或減小主軸芯模、主旋轂和副旋轂的磁能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述工作臺(tái)上還安裝有減震機(jī)構(gòu)(9)，包括減震箱(91)、設(shè)于減震箱內(nèi)的阻尼彈簧(92)和活塞(93)，分別與主軸芯模、輔助支撐軸、主旋轂或副旋轂連接的活塞桿(94)穿過減震箱內(nèi)的阻尼彈簧和活塞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述減震箱上安裝有調(diào)節(jié)阻尼彈簧彈性阻力的阻尼調(diào)節(jié)閥(95)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述左繼磁器和右繼磁器上分別設(shè)有磁量調(diào)節(jié)閥(411、421)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的磁旋成型機(jī)，其特征在于:所述主軸芯模、主旋轂和副旋轂均采用順磁性材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種磁旋成型機(jī)，包括工作臺(tái)、安裝于工作臺(tái)上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模和驅(qū)動(dòng)主軸芯模旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括安裝于工作臺(tái)側(cè)邊的磁場發(fā)生器、分別與磁場發(fā)生器連接的左繼磁器和右繼磁器以及主旋轂、副旋轂,主旋轂和副旋轂分別通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作。本實(shí)用新型磁旋成型機(jī)由于采用上述結(jié)構(gòu)，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)，提高回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的耐壓及抗沖擊強(qiáng)度、密封性和擴(kuò)腐蝕能力,以及提高回轉(zhuǎn)體鋼結(jié)構(gòu)容器產(chǎn)品的使用壽命,提高使用性能,避免發(fā)生意外環(huán)境及安全事故。
文檔編號(hào)B21D37/16GK203002894SQ20122072275
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者周平虎, 周路 申請人:惠州市博賽數(shù)控機(jī)床有限公司