螺旋葉片嚙合成型設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種螺旋葉片成型設備。屬于壓力加工【技術領域】。本實用新型利用螺旋葉片嚙合成型零件回轉運動和原材料鋼帶縱向進給運動形成螺旋復合運動，在螺旋復合運動作用下實現(xiàn)原材料鋼帶和成型零件嚙合，將原材料鋼帶一次成型為一定形狀尺寸的螺旋葉片。實踐證明：該設備采用螺旋葉片的嚙合成型方法以鋼帶為原材料可以一次成型得到螺旋葉片成品，材料利用率100%，葉片厚度均勻，誤差≤0.10mm，螺旋葉片的螺距誤差≤0.5%，生產(chǎn)效率高，質量穩(wěn)定，勞動強度輕，適用于中小批量專業(yè)生產(chǎn)。
【專利說明】螺旋葉片嚙合成型設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種螺旋葉片成型方法及專用成型設備。屬于壓力加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在許多糧食機械設備和物料輸送機械設備，如螺旋輸送機、翻麥機、水平螺旋卸料機上，螺旋葉片作為其中重要的工作零件廣泛的應用。目前，螺旋葉片成型方法主要有以下幾種:
[0003](1)螺旋單葉片壓制成型
[0004]使用壓力機將坯料整體一次壓制成螺旋單葉片，然后將若干單葉片焊接連接成一定長度的螺旋葉片。這種方法的缺點是:①坯料準備周期長，材料利用率低。首先從鋼板上切下一定直徑的圓片，然后在圓片中心沖切一個圓孔，形成一個圓環(huán)，再在環(huán)上切成V形開口的法蘭。材料利用率〈50%;②制造精度差，螺旋葉片的螺距誤差≤10%。
[0005](2)螺旋葉片卷繞成型
[0006]應用專用的卷繞機，鋼帶制成螺旋面彼此疊合的螺旋葉片，在經(jīng)專用拉伸設備拉伸，得到一定螺距的螺旋葉片。這種成型方法較第一種方法材料利用率和生產(chǎn)效率都提高了。缺點是:①成型需要兩道工序，卷繞工序和拉伸工序。卷繞工序容易產(chǎn)生葉片厚度不均勻，外部邊緣薄，內部邊緣厚。兩道工序材料發(fā)生塑性變形過程中會造成螺旋葉片成品的內應力增加，產(chǎn)品翹曲變形較大制造精度較低，螺旋葉片的螺距誤差< 6%。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的是提供一種螺旋葉片嚙合成型方法及成型設備，采用這種嚙合成型方法能以鋼帶為原材料一次成型得到螺旋葉片成品，材料利用率100%，即無廢料，葉片厚度均勻，誤差< 0.1Omm,螺旋葉片的螺距誤差< 0.5%,生產(chǎn)效率也大大提高。
[0008]螺旋葉片嚙合成型方法是:螺旋葉片嚙合成型零件回轉運動和原材料鋼帶縱向進給運動形成螺旋復合運動，在螺旋復合運動作用下實現(xiàn)原材料鋼帶和成型零件嚙合，將原材料鋼帶一次成型為一定形狀尺寸的螺旋葉片。
[0009]螺旋葉片的嚙合成型設備，其特征在于:所述成型設備包括成型心軸驅動機構、螺旋葉片成型心軸、送料機構和卸料機構。
[0010]成型心軸驅動機構的結構如圖1所示，可以實現(xiàn)回轉運動，傳遞扭矩，并提供精確的轉速；所述成型心軸驅動機構包括機座、伺服電機、兩個同步帶輪、同步帶和傳動軸，伺服電機安裝在機座上，伺服電機的輸出軸上安裝第一同步帶輪，在與伺服電機同一側的傳動軸的一端安裝第二同步帶輪，同步帶安裝在第一同步帶輪和第二同步帶輪上，通過同步帶將動力傳遞到傳動軸上。
[0011]傳動軸是空心階梯軸，傳動軸通過滾動軸承安裝在機座上，軸承內圈與軸緊配合，軸承外圈與機座過渡配合，傳動軸前支承采用了推力軸承和圓錐滾子軸承，后支承采用了雙列球軸承，這樣可以承受鋼帶和成型心軸在嚙合過程中產(chǎn)生的軸向和徑向載荷，伺服電機和同步帶可以提供不同規(guī)格產(chǎn)品螺旋葉片嚙合成型需要的精確轉速和扭矩，它們可以適應螺旋葉片產(chǎn)品小批量生產(chǎn)特點。
[0012]螺旋葉片成型心軸是螺旋葉片成型零件，由柄部、成型工作部分、尾端部組成，如圖3所示；其柄部采用莫氏錐度5#錐面(徑向)和法蘭端面(軸向)雙面定位，成型心軸的柄部安裝在傳動軸的錐孔內，在傳動軸上安裝時，錐面與傳動軸錐孔可以完全配合，起到定心的作用，此時心軸法蘭端面和傳動軸端面還會有0.15_的間隙，可以通過拉桿拉緊，實現(xiàn)與傳動軸的剛性連接；拉桿安裝在傳動軸內部，一端與成型心軸螺紋連接，另一端有凸臺(見圖4放大圖1)，在拉桿旋緊的過程中，凸臺與傳動軸接觸產(chǎn)生作用力，將成型心軸軸向移動，直到心軸法蘭端面鎖緊在傳動軸端面；法蘭端面軸向開設2個腰型槽與傳動軸擋塊配合，以傳遞扭矩；成型工作部分設計了螺旋槽，螺旋槽螺距誤差< 0.15%，目前數(shù)控加工精度完全可以達到；螺旋槽寬度尺寸Β=Β_+δ+Ζπ?η，其中B—為鋼帶寬度基本尺寸，δ鋼帶寬度上偏差，Zmin為螺旋槽與鋼帶嚙合最小間隙，其值采用經(jīng)驗法確定。
[0013]送料機構主要包括導料部件、導料縱向進給部件、導料橫向調整部件，實現(xiàn)了螺旋葉片哨合成型過程中鋼帶連續(xù)送料，包括橫向連續(xù)送料和縱向進給運動，沿導軌運動方向為縱向運動方向，垂直導軌運動方向為橫向運動方向，具有動態(tài)響應快、輸送精度高、剛度聞、磨損小壽命長、運動平穩(wěn)、聞可罪性等特點。
[0014]導料部件包括導料輪和導料架，實現(xiàn)鋼帶的連續(xù)輸送；導料部件安裝在導料橫向調整座上，并能在導料橫向調整座平面上以靠近螺旋葉片成型心軸的一端為軸心調整±15°角度(圖5所示)，目的是可以調整鋼帶輸送方向，使其沿著螺旋葉片螺旋升角方向輸送。
[0015]導料縱向進給部件包括導料縱向進給支承座、由第一三角形導軌和第一平面滑動導軌組成的第一三角形一平面滑動導軌、第一同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈；第一同步電機安裝在同步電機支架上，同步電機支架固定在機架上，滾珠絲杠副一端與第一同步電機輸出軸連接，穿過縱向進給支承座并通過滾珠絲杠副螺母座與縱向進給支承座緊固連接；導料縱向進給支承座安裝在第一三角形一平面滑動導軌上，它可以沿導軌作縱向進給運動，進給運動的動力來源于第一同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈，這條傳動鏈不僅提供進給運動的動力，它還保證了導料縱向進給支承座的定位精度(0.006mm/320mm，這樣可以保證傳動軸每旋轉一周導料縱向進給支承座進給一個螺距，可見該定位精度對產(chǎn)品螺旋葉片螺距精度起到關鍵作用。
[0016]導料橫向調整部件主要包括導料橫向調整支承座、調整絲杠副、導料橫向調整座，導料橫向調整座安裝在導料橫向調整支承座上，導料橫向調整支承座安裝在導料縱向進給支承座上，在調整絲杠副的作用下，導料橫向調整座能沿著與導料橫向調整支承座配合的燕尾導軌作橫向運動，調整導料輪和螺旋葉片成型心軸之間的距離，以適應各種規(guī)格的螺旋葉片生產(chǎn)。
[0017]卸料機構包括鋼帶夾緊元件、錐柄套筒、軸套、卸料支承座、由第二三角形導軌和第二平面滑動導軌組成的第二三角形一平面滑動導軌、第二同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈；同步電機安裝在同步電機支架上，同步電機支架固定在機架上，滾珠絲杠副的一端與第二同步電機輸出軸連接，穿過卸料支承座并通過滾珠絲杠副螺母座與卸料支承座緊固連接；錐柄套筒安裝在軸套內，軸套安裝在卸料支承座上，卸料支承座安裝在第二三角形一平面滑動導軌上，錐柄套筒內孔與成型心軸尾端部滑動配合，起到支承成型心軸的作用，通過鋼帶夾緊元件，實現(xiàn)鋼帶端部定位和夾緊；第二同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈可以保證傳動軸每旋轉一周卸料支承座回退一個螺距，目的是已成型的螺旋葉片在卸料過程中不發(fā)生變形，卸料機構可以實現(xiàn)成型的螺旋葉片自動卸料。
[0018]本實用新型申請不涉及螺旋葉片嚙合成型設備控制系統(tǒng)，這里不做闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型螺旋葉片嚙合成型設備主視圖；
[0020]圖2是本實用新型螺旋葉片嚙合成型設備俯視圖；
[0021]圖3成型心軸結構圖；
[0022]圖4成型心軸、拉桿和傳動軸之間裝配關系圖；
[0023]圖5導料部件角度調整示意圖；
[0024]附圖標記代表的設備零部件名稱如下:
[0025]1、機座；2、伺服電機；3、同步帶輪；4、同步帶；5、拉桿；6、同步帶輪；7、球軸承；8、推力軸承；9、圓錐滾子軸承；10、傳動軸；11、螺旋葉片成型心軸；12、導料縱向進給支承座；13、導料橫向調整支承座；14、調整絲杠副；15、導料架；16、導料輪；17、導料橫向調整座；18、鋼帶夾緊元件；19、錐柄套筒；20、軸套；21、卸料支承座；22、滾珠絲杠副；23、聯(lián)軸器；24、同步電機支架；25、同步電機；26、同步電機；27、聯(lián)軸器；28、滾珠絲杠副；29、機架；30、平面滑動導軌；31、三角形導軌；32、平面滑動導軌；33、三角形導軌。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0027]1、螺旋葉片加工準備工作:根據(jù)所要生產(chǎn)的螺旋葉片規(guī)格和原材料鋼帶規(guī)格，①調整導料輪16和螺旋葉片成型心軸11之間的距離；②調整導料架15角度，使其沿著螺旋葉片螺旋升角方向輸送調整伺服電機2轉速；④調整送料機構進給速度；⑤調整卸料機構進給速度；⑥送料機構和卸料機構退回設置零點。
[0028]2、螺旋葉片嚙合成型過程:定長的原材料鋼帶通過導料輪16輸送，在鋼帶夾緊元件18作用下其端頭固定夾緊，開啟伺服電機2正轉按鈕和同步電機25按鈕，伺服電機以指定的轉速正轉，通過同步帶4、傳動軸10將動力轉遞給螺旋葉片成型心軸11，螺旋葉片成型心軸11以一定的轉速正轉；同時，第一同步電機25啟動,通過第一同步電機25—聯(lián)軸器23—滾珠絲杠副22傳動鏈，導料縱向進給支承座12帶動導料部件沿導軌作縱向進給運動，實現(xiàn)鋼帶的連續(xù)送料；此過程中，原材料鋼帶與螺旋葉片成型心軸11哨合成型，當一定長度的鋼帶完全與成型心軸嚙合，螺旋葉片成型，鋼帶與送料機構脫開，送料機構回退至零點，伺服電機2和第一同步電機25停止。
[0029]3、螺旋葉片卸料過程:開啟伺服電機2反轉按鈕和第二同步電機26按鈕，伺服電機2以指定的轉速反轉，同時，第二同步電機26啟動，通過第二同步電機26 —聯(lián)軸器27 —滾珠絲杠副28傳動鏈,卸料支承座21以一定的速度帶動卸料機構沿導軌作反向的縱向進給運動，已成型的螺旋葉片從螺旋葉片成型心軸11退出；當螺旋葉片完全脫離成型心軸，松開鋼帶夾緊元件，螺旋葉片成品卸料，卸料機構回到設置的零點，完成一個螺旋葉片加工周期。
[0030]實踐證明:該設備采用螺旋葉片的嚙合成型方法以鋼帶為原材料可以一次成型得到螺旋葉片成品，材料利用率100%，葉片厚度均勻，誤差≤0.10mm,螺旋葉片的螺距誤差(0.5%，生產(chǎn)效率高，質量穩(wěn)定 ，勞動強度輕，適用于中小批量專業(yè)生產(chǎn)。
【權利要求】
1.螺旋葉片嚙合成型設備，其特征在于:所述成型設備包括成型心軸驅動機構、螺旋葉片成型心軸、送料機構和卸料機構； 成型心軸驅動能夠實現(xiàn)回轉運動，傳遞扭矩，并提供精確的轉速；所述成型心軸驅動機構包括機座、伺服電機、兩個同步帶輪、同步帶和傳動軸，伺服電機安裝在機座上，伺服電機的輸出軸上安裝第一同步帶輪，在與伺服電機同一側的傳動軸的一端安裝第二同步帶輪，同步帶安裝在第一同步帶輪和第二同步帶輪上，通過同步帶將動力傳遞到傳動軸上；傳動軸是空心階梯軸，傳動軸通過滾動軸承安裝在機座上，軸承內圈與軸緊配合，軸承外圈與機座過渡配合，傳動軸前支承采用了推力軸承和圓錐滾子軸承，后支承采用了雙列球軸承，能夠承受鋼帶和成型心軸在嚙合過程中產(chǎn)生的軸向和徑向載荷； 螺旋葉片成型心軸是螺旋葉片成型零件，由柄部、成型工作部分、尾端部組成，其柄部采用莫氏錐度5#錐面徑向和法蘭端面軸向雙面定位，成型心軸的柄部安裝在傳動軸的錐孔內，在傳動軸上安裝時，錐面與傳動軸錐孔能夠完全配合，起到定心的作用；拉桿安裝在傳動軸內部，一端與成型心軸螺紋連接，另一端有凸臺，在拉桿旋緊的過程中，凸臺與傳動軸接觸產(chǎn)生作用力，將成型心軸軸向移動，直到心軸法蘭端面鎖緊在傳動軸端面；法蘭端面軸向開設2個腰型槽與傳動軸擋塊配合，以傳遞扭矩； 送料機構主要包括導料部件、導料縱向進給部件、導料橫向調整部件；導料部件包括導料輪和導料架，實現(xiàn)鋼帶的連續(xù)輸送，導料部件安裝在導料橫向調整座上，并能在導料橫向調整座平面上以靠近螺旋葉片成型心軸的一端為軸心調整±15°角度；導料縱向進給部件包括導料縱向進給支承座、由第一三角形導軌和第一平面滑動導軌組成的第一三角形一平面滑動導軌、第一同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈；第一同步電機安裝在同步電機支架上，同步電機支架固定在機架上，滾珠絲杠副一端與第一同步電機輸出軸連接，穿過縱向進給支承座并通過 滾珠絲杠副螺母座與縱向進給支承座緊固連接；導料縱向進給支承座安裝在第一三角形一平面滑動導軌上，能夠沿導軌作縱向進給運動；導料橫向調整部件主要包括導料橫向調整支承座、調整絲杠副、導料橫向調整座，導料橫向調整座安裝在導料橫向調整支承座上，導料橫向調整支承座安裝在導料縱向進給支承座上，在調整絲杠副的作用下，導料橫向調整座能沿著與導料橫向調整支承座配合的燕尾導軌作橫向運動，調整導料輪和螺旋葉片成型心軸之間的距離，以適應各種規(guī)格的螺旋葉片生產(chǎn)； 卸料機構用以實現(xiàn)成型的螺旋葉片自動卸料，包括鋼帶夾緊元件、錐柄套筒、軸套、卸料支承座、由第二三角形導軌和第二平面滑動導軌組成的第二三角形一平面滑動導軌、第二同步電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠副傳動鏈；同步電機安裝在同步電機支架上，同步電機支架固定在機架上，滾珠絲杠副的一端與第二同步電機輸出軸連接，穿過卸料支承座并通過滾珠絲杠副螺母座與卸料支承座緊固連接；錐柄套筒安裝在軸套內，軸套安裝在卸料支承座上，卸料支承座安裝在第二三角形一平面滑動導軌上，錐柄套筒內孔與成型心軸尾端部滑動配合，起到支承成型心軸的作用，通過鋼帶夾緊元件，實現(xiàn)鋼帶端部定位和夾緊。
2.如權利要求1所述的螺旋葉片嚙合成型設備，其特征在于:所述螺旋葉片成型心軸的成型工作部分設有螺旋槽，螺旋槽螺距誤差≤0.15% ;螺旋槽寬度尺寸Β=Β?ΗΦ+ δ +Zmin,其中為鋼帶寬度基本尺寸，δ鋼帶寬度上偏差，Zmin為螺旋槽與鋼帶嚙合最小間隙。
3.如權利要求1所述的螺旋葉片嚙合成型設備，其特征在于:沿三角形導軌和第二平面滑動導軌的運動方向為縱向運動方向，垂直三角形導軌和第二平面滑動導軌運動方向為橫向運動 方向。
【文檔編號】B21D45/00GK203711694SQ201420044088
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2013年3月19日
【發(fā)明者】姚如海, 周顯東 申請人:鎮(zhèn)江宇誠機械有限公司