CN106040816A - 一种多功能旋压设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多功能旋压设备，总体结构为不对称的卧式双旋轮，设备主要包括床身，主轴箱，纵向基座，横向进给机构，纵向进给机构，尾顶机构，旋轮机构。所述的旋轮机构包括内筋旋轮机构和热收口摆动旋轮机构，分别实现旋压内环向加强筋和热旋压收口封头结构。本发明的优点和有益效果：针对既带内环向加强筋薄壁壳体段，两端还带封头结构的产品，利用本发明进行旋压成形加工，代替了传统的加工方式，极大地提高了材料的利用率和材料综合性能，在同一台设备上，一次装夹，同时实现两种旋压功能，大大提高了生产效率，产生了很大经济效益。

Description

一种多功能旋压设备

技术领域

本发明涉及一种塑性成形领域的旋压成形设备，具体涉及一种多功能旋压设备。

背景技术

针对一类带内环向加强筋的变壁厚变直径薄壁回转体壳体，两端还带封头结构的产品，在我国还普遍采用机械加工的方式，两端还要焊接封头，以去除材料的方法加工制造。采用车削工艺方式加工带内环向加强筋薄壁壳体段，存在薄壁壳体段刚度低、颤动大、加工精度低等技术问题，还存在工艺流程及制造周期长、生产效率低、材料利用率低等问题；焊接封头时，普遍存在刚度低、质量一致性差、精度控制困难等问题。与传统工艺相比，旋压成形的产品材料利用率高、生产效率高，具有较高的强度、较高精度和良好的表面光洁度。通过旋压加工既带内环向加强筋薄壁壳体段，两端还带封头结构的产品，需要多台旋压设备、经过多次装卡来分别完成相应旋压工艺，在不同设备上的多次装卡不仅影响了产品的旋压精度，还大大降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述现有技术存在的不足而提供一种多功能旋压设备，在同一台设备上旋压出内环向加强筋薄壁壳体段，并整体热旋压成形两端封头结构，形成一体化无焊缝的密闭结构，不切断金属流变流线，提高薄壁壳体的刚、强度，提高材料利用率，保障薄壁封闭壳体质量一致性。

本发明的技术解决方案：一种多功能旋压设备，需要实现旋压内环向加强筋和热旋压收口封头的双功能，为此，设备总体结构为不对称的卧式双旋轮，一侧旋轮实现旋压内环向加强筋，另一侧旋轮实现热旋压收口封头结构。设备主要包括床身，主轴箱，纵向基座，横向进给机构，纵向进给机构，尾顶机构，旋轮机构。所述的床身包括一个主床身，两个侧床身；每个侧床身上安装一个纵向基座，每个纵向基座上安装一套纵向进给机构和一套横向进给机构。纵向进给机构是由纵向伺服电机、高精度行星齿轮减速器、高精度精密重载滚珠丝杠、编码器检测反馈构成闭环控制系统。横向进给机构由横向伺服油缸、比例伺服阀、伺服放大器及高精度光栅尺构成电液伺服闭环控制系统。所述的旋轮机构包括内筋旋轮机构和热收口摆动旋轮机构，分别安装在横向进给机构的横向滑体上。内筋旋轮机构为刚性的旋轮机构，主要实现旋压内环向加强筋薄壁壳体段；热收口摆动旋轮机构的摆动是由摆动伺服油缸带动安装在内部的齿轮—齿条副而产生的。摆动伺服油缸的运动通过内置传感器检测其位置与速度，并反馈给控制系统实现摆动进给运动闭环控制。纵向进给、横向进给、摆动进给进行插补运动，可以实现热旋压收口封头的工艺要求。

本发明的优点和有益效果：本发明为既带内环向加强筋薄壁壳体段，两端还带封头结构产品的复合旋压加工方法提供了设备手段，利用该设备进行旋压成形加工代替传统的加工方式，极大地提高了材料的利用率，同时节约了工具费、人工费等，大大提高了质量、生产率和材料综合性能，产生了很大经济效益。创新点如下：

（1）本发明在同一台设备上分别采用内筋旋轮机构和热收口摆动旋轮机构，一侧旋轮完成内环向加强筋薄壁壳体段的旋压成形，另一侧旋轮完成热收口封头的旋压成形，变革了既带内环向加强筋薄壁壳体段，两端还带封头结构产品的生产方式，形成一体化无焊缝的密闭结构，保障薄壁封闭壳体质量一致性。由于旋压工艺是无削加工，最大限度提高了材料利用率，降低了生产成本。旋压后材料晶粒细化，强度、表面硬度和疲劳强度都会有所提高。在同一台设备上，一次装夹，同时实现两种旋压功能，大大提高了生产效率，产生了很大经济效益。

（2）本发明既可用于普通旋压成形，又可用于强力旋压成形。

（3）本发明集多功能于一体，由于纵向基座可以相对于旋压设备主轴中心线多角度可变，可以实现旋压设备对大型筒形件及封头等不同产品的旋压要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明的主视图结构示意图。

图2为本发明的俯视图结构示意图。

图3为本发明的旋压工艺流程示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括床身1，主轴箱2，纵向基座3，横向进给机构4，纵向进给机构5，尾顶机构6，旋轮机构7。床身1包括一个主床身11，两个侧床身12，侧床身12用螺栓与主床身11相连接，调平后形成整体床身1，提高系统刚度，具有良好的耐磨性和消震性。床身1表面布置T型槽及沉孔，用来固定和顶紧两侧的纵向基座3及尾顶机构6。主轴箱2为整体铸造箱式结构，用螺钉连接在主床身11的一侧，主轴转速具有无极调速、恒线速度功能，满足了旋压内环向加强筋薄壁壳体段和热收口封头不同工艺的速度要求。尾顶机构6由尾顶座61、尾顶油缸62、尾顶座移动装置63组成，用来将毛坯顶紧，通过安装在尾顶座61上的尾顶油缸62前后移动，满足旋压工作时对尾顶机构6不同位置的要求和旋压较长工件时卸料的要求。每个侧床身12上固定一个纵向基座3，纵向基座3相对于旋压设备主轴中心线多角度可变。每个纵向基座3上安装一套纵向进给机构5和一套横向进给机构4。纵向进给机构5是由纵向伺服电机51连接高精度行星齿轮减速器52，再经过同步带、同步带轮53减速到高精度精密重载滚珠丝杠54，再通过安装在滚珠丝杠末端的编码器55检测反馈构成闭环控制系统。横向进给机构4由比例伺服阀、伺服放大器的电信号控制横向伺服油缸41推动横向滑体42的直线运动，再通过安装在横向滑体42上的高精度光栅尺检测反馈构成电液伺服闭环控制系统。在横向滑体42的末端安装旋轮机构7，包括内筋旋轮机构71和热收口摆动旋轮机构72。内筋旋轮机构71主要是用螺钉将内筋支架711与横向滑体42刚性连接起来，利用内筋旋轮712通过纵向进给运动与横向进给运动旋压出内环向加强筋薄壁壳体段。热收口摆动旋轮机构72是把齿轮、齿条内置于同一伺服摆动油缸721中，把齿条做成传统意义上的油缸活塞杆，利用进出油腔的液压油的多少来实现齿条的往复直线运动，伺服摆动油缸721中齿条与齿轮相啮合，齿轮与摆动轴用键相连传递扭矩，通过齿条的运动，实现收口摆动运动，通过内置传感器检测其位置与速度，并反馈给控制系统实现摆动进给运动闭环控制。利用收口旋轮722的摆动进给，配合纵、横向进给的插补运动进行封头结构的热旋压收口。

本发明的操作流程：

如图1所示，首先把旋压毛坯固定在主轴上，利用一侧横向进给机构上的内筋旋轮机构，由内筋旋轮712旋压出内环向加强筋薄壁壳体段。根据编制好的工艺程序，通过纵向进给运动与横向进给运动，实现内环向加强筋薄壁壳体段的旋压成形。内环向加强筋薄壁壳体段旋压完成后，把纵向进给机构和横向进给机构退回至安全位置。然后利用另一侧横向进给机构上的热收口摆动旋轮机构，由收口旋轮722热旋压收口封头结构。根据编制好的工艺程序，由纵向进给、横向进给、摆动进给插补运动，实现热旋压收口封头结构。一端收口完成后，把旋压毛坯掉头装卡，再按同一步骤进行另一端的热旋压收口，最终完成整个工件的旋压成形。

Claims (8)

1.一种多功能旋压设备，包括床身，主轴箱，纵向基座，横向进给机构，纵向进给机构，尾顶机构，旋轮机构。

2.所述的床身包括一个主床身，两个侧床身；每个侧床身上安装一个纵向基座，每个纵向基座上安装一套纵向进给机构和一套横向进给机构。

3.尾顶机构由尾顶座、尾顶油缸、尾顶座移动装置组成。

4.所述的旋轮机构包括内筋旋轮机构和热收口摆动旋轮机构，分别安装在横向进给机构的横向滑体上。

5.内筋旋轮机构为刚性的旋轮机构，主要实现旋压内环向加强筋薄壁壳体段；热收口摆动旋轮机构的摆动是由摆动伺服油缸产生的，纵向进给、横向进给、摆动进给进行插补运动，可以实现热旋压收口封头结构的工艺要求。

6.根据权利要求1所述的一种多功能旋压设备，其特征在于：纵向进给机构是由纵向伺服电机、高精度行星齿轮减速器、高精度精密重载滚珠丝杠、编码器检测反馈构成闭环控制系统。

7.横向进给机构由横向伺服油缸、比例伺服阀、伺服放大器及高精度光栅尺构成电液伺服闭环控制系统。

8.根据权利要求1所述的一种多功能旋压设备，其特征在于：热收口摆动旋轮机构是把齿轮、齿条内置于同一伺服摆动油缸中，把齿条做成传统意义上的油缸活塞杆，利用进出油腔的液压油的多少来实现齿条的往复直线运动，伺服摆动油缸中齿条与齿轮相啮合，齿轮与摆动轴用键相连传递扭矩，通过齿条的运动，实现收口摆动运动，通过内置传感器检测其位置与速度，并反馈给控制系统实现摆动进给运动闭环控制。