CN104043711A - 一种偏心旋压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偏心旋压设备，包括床身(3)，以及设置在床身(3)上的旋转机构(1)和工作台(2)，该旋转机构(1)包括轴向进给机构和转盘(12)，所述轴向进给机构包括主轴(13)，轴套(131)，以及固定在轴套(131)上的轴向楔形块(14)，所述转盘(12)设置有用来容纳管坯(4)的中心孔，同时设置又多个导向槽(121)，每一导向槽(121)处设置有一头部设有一旋压头(123)的径向楔形块(122)，所述轴向楔形块(14)与所述径向楔形块动(122)连接；所述工作台(2)包括第一平移机构(22)、转动机构(21)，和用来固定管坯(4)的管件夹具(23)。本发明通过设置用来固定管坯的管件夹具，避免了加工过程中管坯的自转，同时使设置于径向楔形块上旋压头的绕管坯公转，并通过旋转机构和工作台之间的三轴联动，从而实现了管坯的偏心进给，成形非轴向对称偏心类管件。

Description

一种偏心旋压设备

技术领域

本发明涉及塑性加工中的旋压成形技术领域，具体涉及一种能加工偏心类管件的偏心旋压设备。

背景技术

旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环扎、横轧和滚压等工艺特点的少、无切削加工工艺，利用旋压工具对旋转坯料施加压力，使之产生连续的局部塑性变形而成形所需回转体零件的塑性加工方法。传统的旋压加工过程中通常先将金属平板或预制毛坯卡紧在旋压机的芯棒上，由主轴带动芯模与坯料旋转，然后用旋轮对旋转的坯料施加压力，使其产生局部塑性变形。由于旋压机床主轴的回转运动以及工具的纵、横向进给运动，这一局部塑性变形便逐渐地扩展到整个坯料，从而获得各种形状的空心轴对称回转零件，而非轴对称偏心薄壁空心零件，通常采用冲压工艺成形上、下两个部件后，再采用焊接的方法制成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种能成形非轴对称偏心类管件的偏心旋压设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种偏心旋压设备，包括床身，以及设置在床身上的旋转机构和工作台，该旋转机构包括轴向进给机构和转盘，其特征在于：所述轴向进给机构包括主轴、套设在该主轴上的轴套，以及固定在轴套上，且可随主轴轴向进给的轴向楔形块，所述转盘圆心处设置用来容纳管坯的中心孔，以该中心孔为起点，沿所述转盘径向设置多个导向槽，每一导向槽处设置有一与所述轴向楔形块相配合的径向楔形块，且每一径向楔形块的头部设置有一旋压头，所述轴向楔形块与所述径向楔形块滑动连接；所述工作台包括第一平移机构，以及设置在第一平移机构上的可在水平面上转动的转动机构，该转动机构上设置有可与该转动机构一起转动的、用来固定管坯的管件夹具。

作为优选，所述主轴为由第一伺服电机驱动的第一滚珠丝杆，所述轴套套设在该第一滚珠丝杆的丝杆螺母上，这样所述主轴能在第一伺服电机的驱动下进行精确地轴向进给。

作为优选，所述导向槽为4个，且相邻的导向槽相互垂直，这样所述旋压头可对管坯保持多角度均匀作用。

为更好地完成所述轴向楔形块与所述径向楔形块的滑动连接，在所述轴向楔形块的内侧开设有燕尾槽，所述径向楔形块的内侧穿设在该燕尾槽内，这样可使轴向楔形块进给时加压于径向楔形块，从而推动径向楔形块沿所述转盘的导向槽做径向滑动，使得径向楔形块上的旋压头持续作用于管坯。

为使所述轴向楔形块沿主轴轴向进给，所述轴向楔形块的外侧设置有第一滑块，所述旋转机构的内壁上设有可容纳第一滑块滑动的第一导向线轨，这样所述轴向楔形块可通过所述第一滑块在所述第一导向线轨上滑动。

为使所述转动机构可在水平面上转动，所述转动机构上设置有第二伺服电机，所述转动机构内部设置由该第二伺服电机驱动的齿轮传动机构。

为克服在管坯加工过程中，管坯随机床主轴自转的问题，并使得管坯在水平面上转动所需的角度，从而实现偏心进给，作为优选，所述转动机构上设置有一用来支持所述管件夹具的夹具支架，该夹具支架上设置有第二导向线轨；所述管件夹具包括固定不动的上模和可上下活动的下模，其中所述上模与所述夹具支架固定连接，所述下模在接近所述夹具支架侧设置有可在所述第二导向线轨上下滑动的第二滑块。作为进一步优选，所述转动机构与所述第一平移机构中央分别开设有同心孔，该同心孔内依次穿设有第二滚珠丝杆，该第二滚珠丝杆一端与第三伺服电机相连，另一端与所述下模相连。

所述工作台与所述旋转机构之间的横向进给可有多种实现方式，其中一种优选方式为：在所述旋转机构下面的床身上沿所述主轴轴向设置第三导向线轨，所述第一平移机构下沿与所述主轴垂直的方向设置第四导向线轨，这样所述旋转机构在配套伺服电机以及滚珠丝杆的配合运动下，可使所述旋转机构在所述第三导向线轨作纵向进给，同理，所述第一平移机构可在所述第四导向线轨上作横向进给，从而实现所述工作台与所述旋转机构之间的横向进给。

另一种优选方式为：所述旋转机构固定不动，所述第一平移机构下横向设置第五导向线轨，并且在该第五导向线轨下方设置第二平移机构，该第二平移机构下纵向设置第六导向线轨，这样即可实现所述工作台与所述旋转机构之间的横向进给。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过设置用来固定管坯的管件夹具，避免了加工过程中管坯随主轴进行的自转，通过主轴、设置于主轴上的轴向楔形块、转盘、转盘上的径向楔形块，使得设置于径向楔形块上的旋压头绕管坯公转，并通过旋转机构和工作台之间的三轴联动，即工作台在水平面上的转动、工作台相对于旋转机构的纵向进给、以及工作台相对于旋转机构的横向进给，从而实现了管坯的偏心进给，最后经过多道的局部连续塑性变形，即可加工出普通旋压设备无法成形的非轴向对称偏心类管件，整体结构合理实用。

附图说明

图1为本发明实施例1中旋压设备立体结构示意图；

图2为图1中旋转机构的剖面图；

图3为图2中轴向楔形块与径向楔形块配合示意图；

图4为图1中工作台的立体结构示意图；

图5为图1中管件夹具立体结构示意图；

图6为图1中转动机构的驱动机构的结构示意图；

图7为本发明实施例2中旋压设备立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1～6所示，本发明实施例1中偏心旋压设备包括床身3，以及设置在床身3上的旋转机构1和工作台2。该旋转机构1包括轴向进给机构和转盘12，其中轴向进给机构包括由第一伺服电机132驱动的第一滚珠丝杆13、套设在该第一滚珠丝杆13的丝杆螺母上的轴套131，以及固定在轴套131上、且可随第一滚珠丝杆13轴向进给的轴向楔形块14。转盘12圆心处设置用来容纳管坯的中心孔，以该中心孔为起点，沿所述转盘12径向设置4个导向槽121，且相邻导向槽121互相垂直，每一导向槽121处设置有一与所述轴向楔形块14相配合的径向楔形块122，且每一径向楔形块122的头部设置有一旋压头123。轴向楔形块14的一端开设有燕尾槽141，径向楔形块122穿设在该燕尾槽141内，使得轴向楔形块14与径向楔形块122滑动连接，这样可使轴向楔形块14进给时加压于径向楔形块122，从而推动径向楔形块122沿转盘12的导向槽121做径向滑动，使得径向楔形块122上的旋压头123持续作用于管坯4。轴向楔形块14的外侧设置有第一滑块142，相应地，在旋转机构1的内壁上设有可容纳第一滑块142滑动的第一导向线轨15，这样轴向楔形块14通过第一滑块142在第一导向线轨15上滑动，从而使得轴向进给机构沿第一滚珠丝杆13轴向进给。

工作台2包括第一平移机构22、转动机构21，和管件夹具23。其中，该转动机构21设置在第一平移机构22上，转动机构21上设置有第二伺服电机221，转动机构21内部设置由该第二伺服电机221驱动的齿轮传动机构，该齿轮传动机构包括由第二伺服电机221驱动的主齿轮223，以及设置于转动机构21内的从齿轮222，通过主齿轮223与从齿轮222的相互啮合，从而使该转动机构21可在水平面上转动。管件夹具23包括固定不动的上模231和可上下活动的下模232，转动机构21上设置有用来支持所述管件夹具23的夹具支架212，夹具支架212上设置有第二导向线轨26，管件夹具23的上模231与夹具支架212固定连接，管件夹具23的下模232在接近夹具支架212侧设置有可在所述第二导向线轨26上下滑动的第二滑块27；同时转动机构21与第一平移机构22中央分别开设有同心孔211，该同心孔211内依次穿设有第二滚珠丝杆28，该第二滚珠丝杆28一端与第三伺服电机相连29，另一端与下模232相连，从而实现对管坯4的夹持。

为实现工作台2与旋转机构1之间的三轴联动，即工作台2在水平面上的转动、工作台2相对旋转机构1的纵向进给，以及工作台2相对于旋转机构1的横向进给，在旋转机构1下面的床身3上纵向设置第三导向线轨31，在第一平移机构22下横向设置第四导向线轨24，这样旋转机构1在配套伺服电机以及滚珠丝杆的配合运动下，可使旋转机构1在第三导向线轨31纵向进给，同理，该第一平移机构22可在第四导向线轨24上横向进给，从而实现工作台2与旋转机构1之间的横向进给，即实现了工作台2与旋转机构1之间的三轴联动。

在偏心旋压的加工过程中，管坯4被夹持在管件夹具23上模231与下模232间的空腔中，固定不动，避开了自转状态。同时，管坯4的待成形部分伸入转盘12的中心孔中，随后转盘12受第一伺服电机132通过第一滚珠丝杆13驱动，带动旋压头123绕管坯4公转进行旋压，同时工作台2与旋转机构1之间作三轴联动，使得管坯4沿着旋压头123的公转半径方向发生偏心进给。

实施例2：

如图7所示，与实施例1不同的是，实施例2中旋转机构1固定不动，即旋转机构1与床身3固定连接，第一平移机构22下横向设置第五导向线轨30，同时在第五导向线轨30下设置第二平移机构32，该第二平移机构32下纵向设置第六导向线轨33，这样可使工作台2与旋转机构1横向进给，从而实现工作台2与旋转机构1之间的三轴联动。

Claims (10)

1.一种偏心旋压设备，包括床身(3)，以及设置在床身(3)上的旋转机构(1)和工作台(2)，该旋转机构(1)包括轴向进给机构和转盘(12)，其特征在于：所述轴向进给机构包括主轴(13)，套设在该主轴(13)上的轴套(131)，以及固定在轴套(131)上、且可随主轴轴向进给的轴向楔形块(14)，所述转盘(12)圆心处设置用来容纳管坯(4)的中心孔，以该中心孔为起点，沿所述转盘(12)径向设置多个导向槽(121)，每一导向槽(121)处设置有一与所述轴向楔形块(14)相配合的径向楔形块(122)，且每一径向楔形块(122)的头部设置有一旋压头(123)，所述轴向楔形块(14)与所述径向楔形块(122)滑动连接；所述工作台(2)包括第一平移机构(22)，以及设置在第一平移机构(22)上、可在水平面上转动的转动机构(21)，该转动机构(21)上设置有可与该转动机构(21)一起转动的、用来固定管坯(4)的管件夹具(23)。

2.根据权利要求1所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述主轴为由第一伺服电机(132)驱动的第一滚珠丝杆(13)，该第一滚珠丝杆(13)的丝杆螺母上套设有所述轴套(131)。

3.根据权利要求1或2所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述导向槽(121)为4个，且相邻的导向槽(121)相互垂直。

4.根据权利要求3所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述轴向楔形块(14)的一端开设有燕尾槽(141)，所述径向楔形块(122)穿设在该燕尾槽(141)内。

5.根据权利要求4所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述轴向楔形块(14)的外侧设置有第一滑块(142)，所述旋转机构(1)的内壁上设有可容纳第一滑块(142)滑动的第一导向线轨(15)。

6.根据权利要求5所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述转动机构(21)上设置有第二伺服电机(221)，所述转动机构(21)内部设置由该第二伺服电机驱动(221)的齿轮传动机构。

7.根据权利要求6所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述转动机构(21)上设置有一用来支持所述管件夹具(23)的夹具支架(212)，该夹具支架(212)上设置有第二导向线轨(26)；所述管件夹具(23)包括固定不动的上模(231)和可上下活动的下模(232)，其中所述上模(231)与所述夹具支架(212)固定连接，所述下模(232)在接近所述夹具支架(212)侧设置有可在所述第二导向线轨(26)上下滑动的第二滑块(27)。

8.根据权利要求7所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述转动机构(21)与所述第一平移机构(22)中央分别开设有同心孔(211)，该同心孔(211)内依次穿设有第二滚珠丝杆(28)，该第二滚珠丝杆(28)一端与第三伺服电机(29)相连，另一端与所述下模(232)相连。

9.根据权利要求8所述的偏心旋压设备，其特征在于：在所述旋转机构(1)下面的床身(3)上纵向设置第三导向线轨(31)，所述第一平移机构(22)下横向设置第四导向线轨(24)。

10.根据权利要求8所述的偏心旋压设备，其特征在于：所述旋转机构(1)固定不动，所述第一平移机构(22)下横向设置第五导向线轨(30)，并且在该第五导向线轨(30)下方设置第二平移机构(32)，该第二平移机构(32)下纵向设置第六导向线轨(33)。