CN104438943A - 一种结晶罐底面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种结晶罐底面加工方法，圆形板材的边缘区域周向弯曲形成侧面，圆形板材的中部区域形成端面，侧面与端面一体成为结晶罐底面，所述加工方法包括如下步骤：获得半径为R的圆形板材；将圆形板材可绕中心点水平转动的安装在工件台上；设置支撑座并从圆形板材下表面对其进行支撑；调节工件台与支撑座相对距离；在圆形板材上方设置挤压装置并位于圆形板材中心点与接触点连线的延长线上；驱动圆形板材转动；圆形板材转动过程中，逐步调整挤压装置向圆形板材边缘区域施加挤压力的角度；获得以圆形板材边缘区域为侧面并以其中部区域为端面的结晶罐底面。本发明提出的一种结晶罐底面加工方法，工序简单，加工效率高、成本低。

Description

一种结晶罐底面加工方法

技术领域

本发明涉及曲面加工技术领域，尤其涉及一种结晶罐底面加工方法。

背景技术

工业生产中经常需要用到圆角筒状结构，如蒸发器中所用结晶罐，其底面为周向向上翘起的曲面，且为了底面与圆柱状侧面的焊接，底面的底部与侧壁应形成垂直角，且其转折处应该为圆角结构，如图1所示。这种结构最合理的加工方式便是将底面作成边缘区域周向翘起的弧形面后与圆柱体边缘焊接，这种加工方式中对底面的加工属于曲面加工领域。

目前市场上出售的曲面加工系统，基本结构为电机等动力机械带动砂轮或者刀具，用磨削的方法加工曲面，其原因是普通的机床加工曲面的时候，容易产生折断、开裂等现象，因此不得不使用磨削的办法加工曲面。但用磨削的办法加工，设备复杂，成本高昂，而且生产效率低下，不利于推广。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种结晶罐底面加工方法，工序简单，加工效率高、成本低。

本发明提出的一种结晶罐底面加工方法，圆形板材的边缘区域周向弯曲形成侧面，圆形板材的中部区域形成端面，侧面与端面一体成为结晶罐底面，所述加工方法包括如下步骤：

获得半径为R的圆形板材；

将圆形板材可绕中心点水平转动的安装在工件台上；

设置支撑座并从圆形板材下表面对其进行支撑；

调节工件台与支撑座相对距离，使圆形板材覆盖支撑座并从其边沿伸出，支撑座边沿与圆形板材的接触点与圆形板材中心点距离最远且为S；

在圆形板材上方设置挤压装置并位于圆形板材中心点与接触点连线的延长线上，调节挤压装置抵靠圆形板材并向其施加向下的压力，圆形板材边缘区域以接触点为转折点向下弯曲；

驱动圆形板材转动，挤压装置施加的压力周向作用于圆形板材边缘区域使圆形板材边缘区域周向向下弯曲；

圆形板材转动过程中，逐步调整挤压装置向圆形板材边缘区域施加挤压力的角度，使圆形板材边缘区域以接触点为转折点逐步向下弯曲直至其远离中部区域的切线与中部区域所在平面垂直；

获得以圆形板材边缘区域为侧面并以其中部区域为端面的结晶罐底面，侧面由过渡区域和延伸区域形成，延伸区域为轴心平行于切线的圆筒结构，过渡区域位于端面与延伸区域之间，端面半径为S，延伸区域宽度为H，过渡区域宽度为L，则R＝S+L+H，H≥0。

优选地，挤压装置相邻两次调整间隔中，圆形板材转动一圈以上。

优选地，支撑座上表面为圆形倒角结构，且过渡区域的宽度L由支撑座的圆形倒角半径决定。

优选地，支撑座固定安装并位于工件台移动轨迹的延长线上。

优选地，圆形板材转动过程中挤压装置以点接触或线接触的方式抵靠圆形板材并施加作用力。

优选地，当圆形板材边缘区域的切线与中部区域所在平面垂直且H>0时，支撑座与挤压装置从内外两侧夹持圆形板材对应结晶罐底面延伸区域的部分。

优选地，在圆形板材上方设置挤压装置之前，先行设置可抵靠圆形板材上表面的限位装置，限位装置距离圆形板材中心点距离为K，K<S。

本发明中，先行加工圆形板材，相对于曲面加工工艺，平面加工工艺简单而且效率高，对平面的表面加工也更加容易保证质量。本方法中，以圆形板材作为底面加工的毛坯，简化了平面处理工序，保证了平面表面质量，为后续工序奠定了基础，并有利于提高工作效率。

本发明中，挤压装置向圆形板材施加作用力的点位于接触点远离圆形板材中心点的一侧，故而圆形板材边缘区域以接触点为转折点向下弯曲，并通过驱动圆形板材转动使得挤压装置周向向圆形板材边缘区域施加压力促使其边缘区域弯曲，并在圆形板材转动过程中，逐步调整挤压装置向圆形板材边缘区域施加挤压力的角度调整圆形板材边缘区域的弯曲角度直至形成延伸区域与端面垂直结晶罐底面。

本发明中，平面弯曲过程平缓进行，避免弯曲过程中圆形板材弯折、断裂的情况，有利于提高成品合格率。

附图说明

图1为本发明提出的一种结晶罐底面加工方法流程图；

图2为图1所示方法中各工件位置示意图；

图3为图1所示方法获取的结晶罐底面示意图；

图4为实施例1提供的结晶罐底面加工装置正视图；

图5为实施例1提供的结晶罐底面加工装置俯视示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，本发明提出的一种结晶罐底面加工方法，由圆形板材的边缘区域周向弯曲形成由过渡区域和延伸区域组成的侧面，圆形板材的中部区域形成端面，侧面与端面一体成为结晶罐底面，所述加工方法包括如下步骤：

S1、获得半径为R的圆形板材100。

相对于曲面加工工艺，平面加工工艺简单而且效率高，对平面的表面加工也更加容易保证质量。本方法中，以圆形板材100作为底面加工的毛坯，简化了平面处理工序，保证了平面表面质量，为后续工序奠定了基础。

S2、将圆形板材可绕中心点水平转动的安装在工件台10上，便于通过圆形板材的旋转对其进行周向加工。

S3、设置支撑座20并从圆形板材100下表面对其进行支撑。

S4、调节工件台10与支撑座20相对距离，使圆形板材100覆盖支撑座20并从其边沿伸出，支撑座20边沿与圆形板材100的接触点A0与圆形板材100中心点距离最远且为S。

该步骤中，支撑座20固定安装并位于工件台10移动轨迹的延长线上。支撑座20为圆形板材的弯曲提供了转折点支持部件，可通过调节圆形板材100边缘区域伸出支撑座20边沿的宽度设置结晶罐底面的侧面宽度度。

S5、设置可抵靠圆形板材上表面的限位装置40，限位装置距离圆形板材100中心点距离为K，K<S。

限位装置40的设置，可避免圆形板材100在加工过程中由于受力不均而翘起，保证加工过程顺利平稳的进行。

S6、在圆形板材100上方设置挤压装置30并位于圆形板材100中心点与接触点A0连线的延长线上，调节挤压装置30抵靠圆形板材100并向其施加向下的压力，圆形板材100边缘区域以接触点A0为转折点向下弯曲。

由于挤压装置30向圆形板材100施加作用力的点位于接触点A0远离圆形板材100中心点的一侧，故而圆形板材100边缘区域以接触点A0为转折点向下弯曲。

S7、驱动圆形板材100转动，挤压装置30施加的压力周向作用于圆形板材100边缘区域使圆形板材100边缘区域周向向下弯曲。

该步骤中，挤压装置30以点接触抵靠圆形板材100边缘区域并施加作用力，以增加圆形板材100边缘区域受力点处的压强，有利于提高工作效率。

S8、圆形板材100转动过程中，逐步调整挤压装置30向圆形板材100边缘区域施加挤压力的角度，使圆形板材100边缘区域以接触点A0为转折点逐步向下弯曲直至圆形板材100边缘区域远离中部区域的切线A1与中部区域所在平面垂直。

圆形板材100转动过程中，挤压装置30相邻两次调整间隔中，圆形板材100转动一圈以上，以保证圆形板材100边缘区域的弯曲均匀并平缓的进行。

S9、参照图3，获得以圆形板材100边缘区域为侧面并以其中部区域为端面的结晶罐底面，侧面由过渡区域和延伸区域形成，延伸区域为轴心平行于切线A1的圆筒结构，过渡区域位于端面与延伸区域之间，端面半径为S，延伸区域宽度为H，过渡区域宽度为L，则R＝S+L+H。

步骤S4中，支撑座20上表面为圆形倒角结构，圆形板材100边缘区域受力并向下弯曲时，以接触点A0为转折点，并由接触点A0开始，圆形板材100逐渐贴合支撑座20的圆形倒角形成平滑弯曲的过渡区域。支撑座20圆形倒角结构的设计既可以避免尖角对圆形板材100造成损害，又有利于实现过渡区域平滑自然地弯曲。

步骤S8中，当圆形板材100边缘区域的切线A1与中部区域所在平面垂直且H>0时，支撑座20与挤压装置30从内外两侧夹持圆形板材100对应结晶罐底面延伸区域的部分，挤压装置30以线接触的方式抵靠圆形板材100并施加作用力挤压圆形板材100边缘区域使其形成圆筒状延伸区域。线接触的方式有利于保证圆筒状延伸区域的质量，避免其表面出现不规则转折角度。另外，支撑座20与挤压装置30从内外两侧夹持圆形板材100边缘区域，既保证了挤压装置30由外侧施加挤压力作用于圆形板材100边缘区域使其朝向圆形板材100中心轴弯曲，又由支撑座20从内侧对圆形板材100边缘区域进行抵靠限位，避免其弯曲角度过大，造成失误。

S的取值可通过步骤S4中调节工件台10与支撑座20相对距离决定，L由支撑座20的圆形倒角半径决定，如此可通过更换圆形倒角半径不同的支撑座20加工不同规格的结晶罐底面。

具体实施时，H≥0，H＝0时，结晶罐底面不存在延伸区域，其过渡区域远离端面的边沿切线与切线A1重合。

本发明具体实施时，工件台10、限位装置40等可与圆形板材100接触的机构应该尽量避免其与圆形板材100接触的部位出现尖角，以避免对圆形板材100的表面造成划伤。

下面，通过结合结合图4、图5所示结晶罐底面加工装置对以上加工方法做进一步描述。

参照图4和图5，该结晶罐底面加工装置包括：支撑座1、安装架2、送料机构、旋转机构、下压机构和压板机构。

安装架2与支撑座1连接。

送料机构包括导轨31、移动平台32和平板33。导轨31水平安装并与支撑座1连接，移动平台32可移动的安装在导轨31上，且移动平台32上设置有定位柱34，定位柱34上端设置有螺纹，即定位柱34由上下垂直连接的螺杆和销轴组成，平板33中部设置有螺纹孔并可与定位柱34螺纹连接。

送料机构用于承载圆形板材100并带动其运动，移动平台32上还设置有垫板35，垫板35中心位置设置有中心孔，定位柱34穿过中心孔，即垫板35通过定位柱34可转动的安装在移动平台32上。圆形板材100可通过其中心通孔与定位柱34配合可转动地安装在垫板35上

本实施方式中，由于圆形板材100和垫板35均可相对移动平台32转动，当圆形板材100转动时，垫板35随其转动以减小摩擦，从而可最大程度避免圆形板材100遭受磨损。

旋转机构包括转动台41，转动台41水平安装在支撑座1上，转动台41连接有可驱动其转动的电机。转动台41与垫板35等高安装。

下压机构包括：第一连接部件51、型件52、第一手柄53、套筒54、第二连接部件55和第二手柄56，其中为第一连接部件51和第二连接部件55均为长度可调节的伸缩部件。

套筒54套接在第一连接部件51外周，型件52与第一连接部件51第一端转动连接并位于套筒54下方，第一手柄53与第一连接部件51第二端连接并位于套筒54上方。操作者可通过第一手柄53调节第一连接部件51长度，从而调节型件52高度。

第二连接部件55水平穿过安装架2安装，其第一端设置有第一夹持件57，第二手柄56安装在第二连接部件55第二端用于调节其长度。安装架2上设置有第二夹持件58并位于第一夹持件57下方。套筒54上端和下端分别通过销轴转动连接第一夹持件57和第一夹持件57。操作者通过第二手柄56可调节第二连接部件55长度，从而调节套筒54倾斜度，型件52随着套筒54的倾斜而倾斜。

本实施方式中，型件52位于转动台41远离移动平台32的一侧，转动台41和型件52的中心在水平面上的投影位于导轨31长度方向上，即定位柱34、转动台41和型件52的中心在水平面上的投影始终位于同一条直线上。

压板机构包括支架61、压件62和第三连接部件63。第三连接部件63为长度可调节的伸缩部件并通过支架61垂直安装在支撑座1上方，压件62安装在第三连接部件63下端并高于转动台41上表面。

具体的，压件62可以由一个滚轮实现，其可转动的安装在第三连接部件63下端。

本实施方式中，第三连接部件63上端可设置第三手柄或者螺帽用于调节其长度。

本实施方式中，送料机构、旋转机构、下压机构和压板机构均配合支撑座1和安装架2安装，保证了整体机构位置的稳定，有利于加工过程的稳定进行，减小振动误差。

利用图4和图5的装置实现本发明提供的加工方法，其包括如下步骤：

S1’、获取作为待加工胚材的圆形板材100。

S2’、将圆形板材100通过垫板35和定位柱34安装在移动平台32上。

安装圆形板材100时，首先安装好垫板35，然后将圆形板材100通过其中心通孔与定位柱34配合可转动地安装在垫板35上，最后将平板33螺纹旋紧在定位柱34上对圆形板材100进行限位，保证其安装的平整性。

S3’-S4’、移动移动平台32使得圆形板材100覆盖转动台41，且圆形板材100需要弯曲的边沿延伸出转动台41外周。

本实施方式中，为避免转动台41磨损圆形板材100，转动台41上端设计为圆形倒角结构，而圆形倒角结构也保证了圆形板材100边缘区域弯曲的平滑性。

S5’、调节第三连接部件63长度使得压件62抵靠圆形板材100，避免其在加工过程中由于受力不均而翘起。。

S6’、调节第一手柄53和第二手柄56使得型件52以点接触的方式抵靠在圆形板材100上并施加向下的压力。

通过调节第一手柄53调节型件52高度，可使型件52抵靠圆形板材100并施加向下的压力使圆形板材100边沿向下弯曲；通过第二手柄56调节型件52倾斜度可改变施加压力作用方向从而使得圆形板材100边沿实现目标弯曲角度。

S7’、开启电机驱动转动台41转动，覆盖在转动台41上并由转动台41边沿延伸出去的圆形板材100由于静摩擦力作用可随转动台41一起转动，从而型件52以点接触的方式周向向圆形板材100边沿施加压力使圆形板材100外周向下弯曲。

S8’、圆形板材100转动过程中，通过第一手柄53和第二手柄56逐步调整型件52向圆形板材100边缘区域施加挤压力的角度。

每当圆形板材100旋转一周或多于一周后，通过第一手柄53和第二手柄56调整型件52向圆形板材100施加压力的角度从而圆形板材100边沿朝向其中心轴弯曲；如此反复，当型件52角度调整到中心轴垂直且型件52下表面低于转动台41上表面时，型件52与圆形板材100边沿线接触并向圆形板材100边沿施加朝向圆形板材100中心轴的水平挤压力使得圆形板材100边沿相对其中部垂直弯曲。

S9’、获得如图3所示由侧面与端面构成的结晶罐底面，且侧面远离端面的切线A1垂直于端面所在平面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种结晶罐底面的加工方法，其特征在于，圆形板材的边缘区域周向弯曲形成侧面，圆形板材的中部区域形成端面，侧面与端面一体成为结晶罐底面，所述加工方法包括如下步骤：

获得半径为R的圆形板材(100)；

将圆形板材可绕中心点水平转动的安装在工件台(10)上；

设置支撑座(20)并从圆形板材(100)下表面对其进行支撑；

调节工件台(10)与支撑座(20)相对距离，使圆形板材(100)覆盖支撑座(20)并从其边沿伸出，支撑座(20)边沿与圆形板材(100)的接触点(A0)与圆形板材(100)中心点距离最远且为S；

在圆形板材(100)上方设置挤压装置(30)并位于圆形板材(100)中心点与接触点(A0)连线的延长线上，调节挤压装置(30)抵靠圆形板材(100)并向其施加向下的压力，圆形板材(100)边缘区域以接触点(A0)为转折点向下弯曲；

驱动圆形板材(100)转动，挤压装置(30)施加的压力周向作用于圆形板材(100)边缘区域使圆形板材(100)边缘区域周向向下弯曲；

圆形板材(100)转动过程中，逐步调整挤压装置(30)向圆形板材(100)边缘区域施加挤压力的角度，使圆形板材(100)边缘区域以接触点(A0)为转折点逐步向下弯曲直至其远离中部区域的切线(A1)与中部区域所在平面垂直；

获得以圆形板材(100)边缘区域为侧面并以其中部区域为端面的结晶罐底面，侧面由过渡区域和延伸区域形成，延伸区域为轴心平行于切线(A1)的圆筒结构，过渡区域位于端面与延伸区域之间，端面半径为S，延伸区域宽度为H，过渡区域宽度为L，则R＝S+L+H，H≥0。

2.如权利要求1所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，挤压装置(30)相邻两次调整间隔中，圆形板材(100)转动一圈以上。

3.如权利要求1所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，支撑座(20)上表面为圆形倒角结构，且过渡区域的宽度L由支撑座(20)的圆形倒角半径决定。

4.如权利要求3所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，支撑座(20)固定安装并位于工件台(10)移动轨迹的延长线上。

5.如权利要求1所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，圆形板材(100)转动过程中挤压装置(30)以点接触或线接触的方式抵靠圆形板材(100)并施加作用力。

6.如权利要求5所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，当圆形板材(100)边缘区域的切线与中部区域所在平面垂直且H>0时，支撑座(20)与挤压装置(30)从内外两侧夹持圆形板材(100)对应结晶罐底面延伸区域的部分。

7.如权利要求1至6任一项所述的结晶罐底面加工方法，其特征在于，在圆形板材(100)上方设置挤压装置(30)之前，先行设置可抵靠圆形板材上表面的限位装置(40)，限位装置距离圆形板材(100)中心点距离为K，K<S。