CN104942593A - 一种带轮挤压-旋压近净成形设备 - Google Patents

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张琦
贲宁宇
陈超
景飞
杨凯
赵升吨
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Abstract

一种带轮挤压-旋压近净成形设备，包括底座，底座的两侧挤压液压缸的挤压活塞杆与挤压杆相连，挤压杆与带轮连接轴配合，带轮连接轴和从动皮带轮连接，从动皮带轮与连接在旋转轴上的主动皮带轮相连，旋转轴与伺服电机连接，挤压杆端头与挤压模具相连，两个挤压模具将工件坯料轴向夹住；底座与旋压支架连接，旋压支架沿圆周均布有旋压液压缸，旋压液压缸的旋压活塞杆与旋压连接架连接，旋压连接架与滑块连接，滑块与固定在旋压支架上的滑轨相配合，旋压连接架通过旋压模具固定座和旋压模具连接，旋压模具和工件坯料径向配合，本发明通过旋压与挤压的配合，对带轮进行近净成形，具有加工效率高，坯料要求低，加工精度高等优点。

Description

一种带轮挤压-旋压近净成形设备
技术领域
本发明属于机械成型压力机技术领域，具体涉及一种带轮挤压-旋压近净成形设备。
背景技术
带轮作为一种重要的机械传动零件，采用传统加工方法加工的带轮已经无法满足人们对其高性能的需求，致使多年来人们不断探索如何改进带轮结构及相应的加工方法，随着对新技术的研究与发展，旋压技术水平也相应提高，铝制旋压皮带轮以其精度高、节能、节材、少切削、环保等优势，正在被汽车等行业所广泛应用，并取代过去锻、铸机加工皮带轮、冲压胀形皮带轮、冲压焊接皮带轮，应用前景十分广阔，但是传统的旋压带轮工艺只能对带轮的轮缘部分进行成形。成形过后还需要与轮毂部分进行装配才能使用。装配过程大大增加了带轮制作的复杂程度，对轮毂与轮缘的加工精度也提出了较高的要求。装配后的带轮存在一定缝隙，使得带轮受力不均，动平衡较差，影响了带轮的使用寿命。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带轮挤压-旋压近净成形设备，对带轮的轮缘与轮毂实现一体成形，大大提高了带轮加工效率，节省了加工材料，提高了动平衡性能，增加了使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种带轮挤压-旋压近净成形设备，包括底座4，底座4的两侧分别与挤压液压缸固定座3相连，挤压液压缸固定座3上固定有挤压液压缸2，挤压液压缸2内部安装有挤压活塞杆1，挤压活塞杆1通过挤压液压缸连接轴30与挤压杆11相连，挤压杆11通过第二轴承33进行定位，第二轴承33固定于底座4上，挤压杆11前端与带轮连接轴12配合，带轮连接轴12和套筒13连接，套筒13上连接有从动皮带轮14，带轮连接轴12固定于底座4上，从动皮带轮14通过皮带15和连接在旋转轴9上的主动皮带轮8连接，旋转轴9固定在底座4上，旋转轴9通过变速箱6和伺服电机5输出轴连接，挤压杆11端头与挤压模具29相连，两个挤压模具29将工件坯料轴向夹住；
底座4与旋压支架24连接，旋压支架24沿圆周均布有3个以上的旋压液压缸16，旋压液压缸16通过旋压液压缸密封法兰17与旋压支架24连接，旋压液压缸16内部安装有旋压活塞杆18及旋压话塞杆固定套27，旋压活塞杆18通过旋压螺母23与旋压连接架19连接，旋压连接架19与滑块26连接，滑块26与滑轨25相配合，滑轨25固定在旋压支架24上，旋压连接架19通过旋压模具固定座20和旋压模具21连接，旋压模具21和工件坯料径向配合。
所述的滑轨25与滑块26之间，挤压杆11与底座4之间安装光栅尺位移传感器，采集的信号反馈后用于控制旋压液压缸16、挤压液压缸2的运动。
本发明具有以下优点：
一、通过旋压与挤压的配合，对带轮进行近净成形，与传统带轮旋压成形相比，具有加工效率高，坯料要求低，加工精度高等优点，对带轮的轮缘与轮毂进行整体成形，省去了带轮轮缘与轮毂的装配过程，显著提高了带轮的生产效率，改善了带轮动平衡性能。
二、传统旋压加工过程由于旋压模具分别由各自的电机控制进给，同步性较差，各模具与带轮中心很难重合，带轮受各个模具的压力不同，导致带轮加工圆度不高，废品率高。本发明的旋压模具21在加工过程中位置固定，带轮靠挤压模具29的挤压作用进行成形，在提高加工效率的同时也省去了加工前复杂的调心过程，降低了控制难度。
三、带轮的外形由挤压模具29和旋压模具21共同决定，只需更换两种模具即可得到不同的带轮，无需对加工过程进行精确控制，加工效率显著提高，有利于批量化生产。
四、挤压杆11在加工过程中同时完成旋转运动与轴向进给运动。旋转运动由伺服电机5带动的从动皮带轮14提供，进给运动由挤压液压缸2提供，二者的叠加运动由挤压杆11前端的花键部位完成，简单可靠。
附图说明
图1是本发明整体机身的横向半剖视图。
图2是图1的A-A向半剖视图。
图3是本发明挤压模具29及其连接件的细节图。
图4是本发明旋转模具21及其连接件的细节图。
图5是本发明加工过程的示意图，图(a)为工件装夹图；图(b)为加工过程图；图(c)为加工结束图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。
参照图1、图2、图3和图4，一种带轮挤压-旋压近净成形设备，包括底座4，底座4的两侧分别与挤压液压缸固定座3相连，挤压液压缸固定座3上通过螺钉固定有挤压液压缸2，挤压液压缸2内部安装有挤压活塞杆1，挤压活塞杆1通过挤压液压缸连接轴30、第一轴承32与挤压杆11相连，挤压杆11通过第二轴承33进行定位，第二轴承33由轴承端盖31固定于底座4上，挤压杆11前端通过花键与带轮连接轴12配合，带轮连接轴12通过键和套筒13连接，套筒13上连接有从动皮带轮14，带轮连接轴12通过轴承固定于底座4上，从动皮带轮14通过皮带15和连接在旋转轴9上的主动皮带轮8连接，旋转轴9由轴承座10固定在底座4上，旋转轴9通过变速箱6和伺服电机5输出轴连接，伺服电机5、变速箱6通过电机固定座7固定在底座4上，挤压杆11端头通过螺纹与挤压模具29相连，两个挤压模具29将工件坯料轴向夹住；
底座4与旋压支架24连接，旋压支架24沿圆周均布有6个旋压液压缸16，旋压液压缸16通过旋压液压缸密封法兰17与旋压支架24连接，旋压液压缸16内部安装有旋压活塞杆18及旋压话塞杆固定套27，旋压活塞杆18通过旋压螺母23与旋压连接架19连接，旋压连接架19与滑块26连接，滑块26与滑轨25相配合，滑轨25固定在旋压支架24上，旋压连接架19通过旋压模具固定座20、旋压模具固定螺栓22和旋压模具21连接，旋压模具21和工件坯料径向配合。
所述的滑轨25与滑块26之间，挤压杆11与底座4之间安装光栅尺位移传感器，采集的信号反馈后用于控制旋压液压缸16、挤压液压缸2的运动。
本发明的工作原理为：
伺服电机5工作时通过减速器6带动旋转轴9转动，主动皮带轮8随旋转轴9转动，通过皮带15带动从动皮带轮14转动，从动皮带轮14通过加工有花键的带轮连接轴12转动，带轮连接轴12即可通过花键带动挤压杆11转动，待挤压杆11匀速转动时，挤压液压缸2开始工作，使得挤压杆11按照工艺参数缓慢进行进给，挤压模具29在转动的同时做轴向运动，完成带轮成形。
参照图5，加工开始前，首先根据工件加工要求选用适当的挤压模具29以及旋压模具21，两个挤压液压缸2开始工作，挤压活塞杆1通过挤压杆11带动挤压模具29做轴向进给，坯料首先由两个挤压模具29初步固定，六个旋压液压缸16开始工作，根据坯料大小调节旋压活塞杆18，旋压活塞杆18带动旋压连接架19沿滑轨25运动，使得旋压模具21分别向带轮中心移动，直至与坯料接触。
加工过程开始，伺服电机5开始工作，通过减速器6带动旋转轴9转动，主动皮带轮8随旋转轴9转动，通过皮带15带动从动皮带轮14转动，从动皮带轮14带动带轮连接轴12转动，带轮连接轴12带动挤压杆11转动，待挤压杆11匀速转动时，挤压液压缸2开始工作，使得挤压杆11按照工艺参数缓慢进行进给，挤压模具29在转动的同时做轴向运动，工件受到挤压和旋压的作用后开始向工艺要求的部位流动，最终完成带轮成形。
加工过程涉及材料塑性流动过程，工件在加工过程中的塑性变形如图5所示。由于工件变形为轴对称形式，故图5只取变形过程中的上半部分进行展示，工件装夹完成后，挤压模具29旋转带动工件旋转，随后挤压模具29沿轴向进给，实现轴向挤压。六个旋压模具21受工件的摩擦力的作用也随之旋转，工件的材料向模具齿间流动，实现旋压成形。

Claims (2)

1.一种带轮挤压-旋压近净成形设备，包括底座(4)，底座(4)的两侧分别与挤压液压缸固定座(3)相连，挤压液压缸固定座(3)上固定有挤压液压缸(2)，挤压液压缸(2)内部安装有挤压活塞杆(1)，其特征在于：挤压活塞杆(1)通过挤压液压缸连接轴(30)与挤压杆(11)相连，挤压杆(11)通过第二轴承(33)进行定位，第二轴承(33)固定于底座(4)上，挤压杆(11)前端与带轮连接轴(12)配合，带轮连接轴(12)和套筒(13)连接，套筒(13)上连接有从动皮带轮(14)，带轮连接轴(12)固定于底座(4)上，从动皮带轮(14)通过皮带(15)和连接在旋转轴(9)上的主动皮带轮(8)连接，旋转轴(9)固定在底座(4)上，旋转轴(9)通过变速箱(6)和伺服电机(5)输出轴连接，挤压杆(11)端头与挤压模具(29)相连，两个挤压模具(29)将工件坯料轴向夹住；
底座(4)与旋压支架(24)连接，旋压支架(24)沿圆周均布有3个以上的旋压液压缸(16)，旋压液压缸(16)通过旋压液压缸密封法兰(17)与旋压支架(24)连接，旋压液压缸(16)内部安装有旋压活塞杆(18)及旋压话塞杆固定套(27)，旋压活塞杆(18)通过旋压螺母(23)与旋压连接架(19)连接，旋压连接架(19)与滑块(26)连接，滑块(26)与滑轨(25)相配合，滑轨(25)固定在旋压支架(24)上，旋压连接架(19)通过旋压模具固定座(20)和旋压模具(21)连接，旋压模具(21)和工件坯料径向配合。
2.根据权利要求1所述的一种带轮挤压-旋压近净成形设备，其特征在于：所述的滑轨(25)与滑块(26)之间，挤压杆(11)与底座(4)之间安装光栅尺位移传感器，采集的信号反馈后用于控制旋压液压缸(16)、挤压液压缸(2)的运动。
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