CN111872176B - 一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装及锥筒成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装及锥筒成型方法，通过在卷板机的架体一侧加工限速工装，并设置限速工装包括工装体、销轴、限速和轴承。加工时将待卷板置于上辊和下辊之间，并保持待卷板的小头侧面与限速周面贴合，启动卷板机时，当待卷板沿限速轴向连续运动时，待卷板与限速之间产生摩擦力，使得待卷板接触限速的一侧速度将慢于待卷板远离限速一侧的速度，从而使待卷板两对侧形成稳定的速度差，进而保证卷制后的锥筒轴线始终向心平行于辊轴，达到成型锥筒的目的。

Description

一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装及锥筒成型方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装及锥筒成型方法。

背景技术

对于一些锥筒类零件的加工，尤其是涉及航天即相关行业的锥筒类零件加工时，由于锥筒类零件自身的结构特点，普通的加工方式通常难以满足需要，

比如采用分段冲压成型加工没需要在大型模具上分段冲压成型，这样每段型面不可能完全契合，其母线直线度较差，难以保证较好的质量要求，同时模具的安装及相关调试也及其繁琐，增加了劳动强度；

而采用卷板机卷制成型，普通的卷板机并不具备限速装置，这样在实际加工中，需要操作人员不断徒手或者榔头敲击进行上面大小头的速度调整，此过程对操作者技能要求较高，间接增加了生产成本，同时频繁的调整速度和待卷板的形态，也使得生产效率较低，加工出的工件尺寸精度稳定性较差。同时由于操作者距离设备过近，也有发生事故的安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明公开了一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装及锥筒成型方法，通过在卷板机的架体一侧加工限速工装，并设置限速工装包括工装体、销轴、限速和轴承。加工时将待卷板置于上辊和下辊之间，并保持待卷板的小头侧面与限速周面贴合，启动卷板机时，当待卷板沿限速轴向连续运动时，待卷板与限速之间产生摩擦力，使得待卷板接触限速的一侧速度将慢于待卷板远离限速一侧的速度，从而使待卷板两对侧形成稳定的速度差，进而保证卷制后的锥筒轴线始终向心平行于辊轴，达到成型锥筒的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装，安装于卷板机上，卷板机用于加工待卷板；设空间具有包括X轴、Y轴和Z轴的XYZ坐标系，并且X轴、Y轴和Z轴两两垂直；卷板机包括上辊、下辊、侧辊和架体；架体放置于垂直Z轴的地面上，上辊、下辊和侧辊均沿Y轴方向插接于架体内侧；并且上辊沿Z轴方向布局于下辊的正上方，两侧辊沿X轴方向并排设置并对称布局于下辊两侧；限速工装安装于架体中，并包括工装体、销轴和限速轮；工装体具有插槽，插槽具有向Y轴方向延伸并成型于工装体内端面的插槽口；销轴沿Z方向插接固定于工装体中；限速轮设置于上辊和下辊之间，并容纳于工装体插槽中以及与销轴转动连接。

进一步的，限速轮和销轴均共计两个并对称设置于工装体两侧；限速轮同时对称设置于上辊和下辊的公共对称中面两侧。

进一步的，工装体包括工装架和工装滑块；工装体的插槽为T型槽结构；插槽还具有由X轴方向向两侧延伸并分别成型于工装体两侧面的T型槽口；T型槽口的小口端位于工装体侧边缘；工装滑块为与工装体插槽形状互补的T型块结构，并容纳于工装体插槽中，以及受工装体插槽约束仅能沿X轴往复移动，并于X轴方向贯穿设置螺纹孔；工装滑块具有向Y轴方向延伸至工装体外侧的插接端和设于插接端的插接口；销轴沿Z方向插接固定于工装滑块的插接端；限速轮容纳于工装滑块的插接口中并与销轴转动连接；工装体还包括限位插块、调整杆和限位侧板；限位插块沿Y轴方向插接固定于工装体中，并将工装体插槽间隔成两段；调整杆为轴类结构并沿轴向依次由调整头、限位环、螺纹杆和插接头组成，其中限位环、螺纹杆和插接头直径依次递减，限位环直径大于调整头直径；限位侧板安装并封堵于工装体两侧的T型槽口处；调整杆、工装滑块均对称设置于限位插块两侧，调整杆沿X轴方向依次穿设限位侧板、工装架和限位插块；调整杆的螺纹杆螺纹连接于工装滑块的螺纹孔；调整杆的插接头插接于限位插块；调整杆的调整头沿X轴方向延伸并位于限位侧板外侧；调整杆的限位环和螺纹杆被限制于限位侧板和限位插块之间，使调整杆被轴向定位；通过对调整杆的旋转，使工装滑块沿X轴方向往复移动。

进一步的，限速工装还包括轴承；轴承套接于销轴中部，并位于销轴外周面和限速轮内孔面之间；限速轮通过轴承与销轴转动连接。

进一步的，工装体的底部设置有沿Y轴方向贯通开设的弧形缺口；弧形缺口的半径与下辊轴径一致。

进一步的，工装体通过外接螺栓，以螺纹连接方式固定于架体中。

一种锥筒成型方法，采用上述任一限速工装和卷板机，包括

步骤S100：将待卷板放置于卷板机中，使待卷板位于上辊和下辊之间，以及使待卷板小头侧面与限速轮外周面保持接触；

步骤S200：调整下辊沿Z轴方向向上运动，直至夹紧待卷板；

步骤S300：调整两侧辊向上辊靠拢，直至调整到待卷板所需要的曲率半径；

步骤S400：启动卷板机，开始对待卷板进行卷制，直至待卷板加工成型。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.由于限速装置的装载，使得卷板过程中在待卷板的两侧形成稳定的速度差，从而使得锥筒能够自然成型并保证锥筒抽闲始终向心平行于辊轴，整个过程无需人工敲击控制，并且连续进行，极大的提高了生产效率、降低了劳动强度、减少了安全隐患。

2.采用此方法成型的待卷板母线直线度好，进而使得热处理后的变形减小，降低了随后的修正难度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的整体布局图；

图2为本发明一个实施例的图1的I处放大图；

图3为本发明一个实施例的限速工装结构图；

图4为本发明一个实施例的限速工装剖视图；

图5为本发明一个实施例的卷板加工在XZ平面的示意图；

图6为本发明一个实施例的卷板加工在XY平面的示意图。

图7为本发明另一个实施例的限速工装结构图；

图8为本发明另一个实施例的图7的限位侧板隐藏后的结构图；

图9为本发明另一个实施例的剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

10-限速工装、10A-工装体、10A1-工装滑块、10A2-工装架、10B-销轴、10C-限速轮、10D-轴承、200-待卷板、100-卷板机、100A-上辊、100B-下辊、100C-侧辊、100D-架体、10E-限位插块、10F-调整杆、10G-限位侧板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在一些实施例中，一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装，安装于图1所示的卷板机100上，卷板机100用于加工图5和图6所示的待卷板200。卷板机100可以是常用的三轴卷板机或者四轴卷板机，下面以四轴卷板机举例。

如图1所示，为方便表述，设空间具有包括X轴、Y轴和Z轴的XYZ坐标系，并且X轴、Y轴和Z轴两两垂直。卷板机100包括上辊100A、下辊100B、侧辊100C和架体100D。架体100D放置于垂直Z轴的地面上，上辊100A、下辊100B和侧辊100C均插接于架体100D内侧，并且轴向均沿Y轴方向。其中上辊100A沿Z轴方向布局于下辊100B的正上方，两侧辊100C沿X轴方向并排设置并对称布局于下辊100B两侧。

如图1和图2所示，限速工装10安装于架体100D中，并包括图3和图4所示的工装体10A、销轴10B和限速轮10C。工装体10A具有插槽，插槽具有向Y轴方向延伸并成型于工装体10A内端面的插槽口。销轴10B沿Z方向设置，销轴10B两端部分别位于工装体10A插槽的上方和下方并固接于工装体10A中，销轴10B的中部位于工装体10A插槽中。限速轮10C位于工装体10A插槽中并与销轴10B转动连接；限速轮10C设置于上辊100A和下辊100B之间。

使用时，将待卷板200如图5和图6所示放置于上辊100A和下辊100B之间，使卷板机100对待卷板200进行装夹固定，并使待卷板200的扇形小头侧与限速轮10C周面保持接触，随后启动卷板机100，随着相关辊轴的转动，待卷板200将由卷板机100一侧，沿X轴方向整体向待卷板200另一侧运动，此时待卷板200上的扇形小头侧由于和限速轮10C保持接触，两者产生滚动摩擦，使得待卷板200与限速轮10C保持接触一侧的速度小于待卷板200远离限速轮10C一侧的速度，即待卷板200扇形小头侧小于待卷板200扇形大头侧速度，进而形成稳定的速度差，使待卷板200被卷制呈锥筒。

进一步的，为了使得待卷板200与限速轮10C贴合更稳定，如图3和图4所示，限速轮10C和销轴10B均共计两个并对称设置于工装体10A两侧；限速轮10C同时对称设置于上辊100A和下辊100B的公共对称中面两侧，这样在实际加工时，待卷板200将一次与两个限速轮10C进行接触。同时为了适应多种规格的待卷板200加工需要，两限速轮10C之间的间距可以制作为可调整结构，这里的可调整结构为将工装体10A用于插接销轴10B的孔制作为腰型孔，该腰型孔的腰型方向朝X轴向开设，这样销轴10B将带动限速轮10C沿X轴向移动，从而调整两限速轮10C之间的间距。

进一步的，如图4所示，为了使得转动更流畅，限速工装10还包括轴承10D。轴承10D套接于销轴10B中部，并位于销轴10B外周面和限速轮10C内孔面之间；限速轮10C通过轴承10D与销轴10B转动连接。这里轴承采用常规的圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承等，并且轴承内圈与销轴10B过盈配合，轴承外圈与限速轮10C过渡或者间隙配合，当然根据轴承装配实时还需加装轴承挡圈等，此为现有技术，本领域技术人员能够从相关表述结合本领域公知常识进行设计，这里不做过多表述，轴承挡圈等轴承安装需要的附件也未在示意图中呈现。

进一步的，如图3和图4所示，工装体10A的底部设置有沿Y轴方向贯通开设的弧形缺口；弧形缺口的半径与下辊100轴径一致，从而避免工装体10A对下辊100的干涉。

进一步的，可采用外接螺栓或焊接等方式将工装体10A固定于架体100D中，采用外接螺栓活动连接时可以对限速工装10进行整体拆卸，方便维护以及根据加工待卷板200的规格不同而进行适应性的变换。

图7～图9位本发明限速工装的另一个优选实施例。工装体10A包括工装架10A2和工装滑块10A1。工装体10A的插槽为T型槽结构；插槽还具有由X轴方向向两侧延伸并分别成型于工装体10A两侧面的T型槽口；T型槽口的小口端位于工装体10A侧边缘。工装滑块10A1为与工装体10A插槽形状互补的T型块结构，并容纳于工装体10A插槽中，以及受工装体10A插槽约束仅能沿X轴往复移动，并于X轴方向贯穿设置螺纹孔。工装滑块10A1具有向Y轴方向延伸至工装体10A外侧的插接端和设于插接端的插接口。销轴10B沿Z方向插接固定于工装滑块10A1的插接端；限速轮10C容纳于工装滑块10A1的插接口中并与销轴10B转动连接。工装体10A还包括限位插块10E、调整杆10F和限位侧板10G。限位插块10E沿Y轴方向插接固定于工装体10A中，并将工装体10A插槽间隔成两段；调整杆10F为轴类结构并沿轴向依次由调整头、限位环、螺纹杆和插接头组成，其中限位环、螺纹杆和插接头直径依次递减，限位环直径大于调整头直径；限位侧板10G安装并封堵于工装体10A两侧的T型槽口处；

调整杆10F、工装滑块10A1均对称设置于限位插块10E两侧，调整杆10F沿X轴方向依次穿设限位侧板10G、工装架10A2和限位插块10E；调整杆10F的螺纹杆螺纹连接于工装架10A2的螺纹孔；调整杆10F的插接头插接于限位插块10E；调整杆10F的调整头沿X轴方向延伸并位于限位侧板10G外侧。调整杆10F的限位环和螺纹杆被限制于限位侧板10G和限位插块10E之间，使调整杆10F被轴向定位。

这样，通过对调整杆10F的旋转，使工装滑块10A1能够依靠螺纹连接沿X轴方向往复移动，实现两限速轮10C的间距调整，以适应不同规格待卷板200的加工需求。

本申请的使用方法如下：

步骤S100：如图5和图6所示，将待卷板200放置于卷板机100中，使待卷板200位于上辊100A和下辊100B之间，以及使待卷板200的扇形小头侧面与限速轮10C外周面保持接触；

步骤S200：调整下辊100B沿Z轴方向向上运动，直至夹紧待卷板200；

步骤S300：调整两侧辊100C向上辊100A靠拢，直至调整到待卷板200所需要的曲率半径；

步骤S350：转动调整杆10F，将限速轮10C间距调整至加工需要距离；

步骤S400：启动卷板机100，开始对待卷板200进行卷制，此时卷板机100上的上辊100A、下辊100B和侧辊100C相互配合控制待卷板200沿X轴方向的前进速度，限速轮10C使待卷板200的扇形小头侧和扇形大头侧形成稳定速度差，最终上辊100A、下辊100B、侧辊100C和限速轮10C相互配合，将待卷板200加工成锥形。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也包括复数。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种卷板机用成形锥筒类零件的限速工装，安装于卷板机（100）上，卷板机（100）用于加工待卷板（200）；设空间具有包括X轴、Y轴和Z轴的XYZ坐标系，并且X轴、Y轴和Z轴两两垂直；卷板机（100）包括上辊（100A）、下辊（100B）、侧辊（100C）和架体（100D）；架体（100D）放置于垂直Z轴的地面上，上辊（100A）、下辊（100B）和侧辊（100C）均沿Y轴方向插接于架体（100D）内侧；并且上辊（100A）沿Z轴方向布局于下辊（100B）的正上方，两侧辊（100C）沿X轴方向并排设置并对称布局于下辊（100B）两侧；

其特征在于：限速工装（10）安装于架体（100D）中，并包括工装体（10A）、销轴（10B）和限速轮（10C）；

工装体（10A）具有插槽，插槽具有向Y轴方向延伸并成型于工装体（10A）内端面的插槽口；

销轴（10B）沿Z方向插接固定于工装体（10A）中；限速轮（10C）设置于上辊（100A）和下辊（100B）之间，并容纳于工装体（10A）插槽中以及与销轴（10B）转动连接；

限速轮（10C）和销轴（10B）均共计两个并对称设置于工装体（10A）两侧；限速轮（10C）同时对称设置于上辊（100A）和下辊（100B）的公共对称中面两侧；

工装体（10A）包括工装架（10A2）和工装滑块（10A1）；工装体（10A）的插槽为T型槽结构；插槽还具有由X轴方向向两侧延伸并分别成型于工装体（10A）两侧面的T型槽口；T型槽口的小口端位于工装体（10A）侧边缘；

工装滑块（10A1）为与工装体（10A）插槽形状互补的T型块结构，并容纳于工装体（10A）插槽中，以及受工装体（10A）插槽约束仅能沿X轴往复移动，并于X轴方向贯穿设置螺纹孔；工装滑块（10A1）具有向Y轴方向延伸至工装体（10A）外侧的插接端和设于插接端的插接口；

销轴（10B）沿Z方向插接固定于工装滑块（10A1）的插接端；限速轮（10C）容纳于工装滑块（10A1）的插接口中并与销轴（10B）转动连接；

工装体（10A）还包括限位插块（10E）、调整杆（10F）和限位侧板（10G）；

限位插块（10E）沿Y轴方向插接固定于工装体（10A）中，并将工装体（10A）插槽间隔成两段；调整杆（10F）为轴类结构并沿轴向依次由调整头、限位环、螺纹杆和插接头组成，其中限位环、螺纹杆和插接头直径依次递减，限位环直径大于调整头直径；限位侧板（10G）安装并封堵于工装体（10A）两侧的T型槽口处；

调整杆（10F）、工装滑块（10A1）均对称设置于限位插块（10E）两侧，调整杆（10F）沿X轴方向依次穿设限位侧板（10G）、工装架（10A2）和限位插块（10E）；调整杆（10F）的螺纹杆螺纹连接于工装滑块（10A1）的螺纹孔；调整杆（10F）的插接头插接于限位插块（10E）；调整杆（10F）的调整头沿X轴方向延伸并位于限位侧板（10G）外侧；

调整杆（10F）的限位环和螺纹杆被限制于限位侧板（10G）和限位插块（10E）之间，使调整杆（10F）被轴向定位；

通过对调整杆（10F）的旋转，使工装滑块（10A1）沿X轴方向往复移动。

2.根据权利要求1所述的限速工装，其特征在于：限速工装（10）还包括轴承（10D）；轴承（10D）套接于销轴（10B）中部，并位于销轴（10B）外周面和限速轮（10C）内孔面之间；限速轮（10C）通过轴承（10D）与销轴（10B）转动连接。

3.根据权利要求1所述的限速工装，其特征在于：工装体（10A）的底部设置有沿Y轴方向贯通开设的弧形缺口；弧形缺口的半径与下辊（100B）轴径一致。

4.根据权利要求1所述的限速工装，其特征在于：工装体（10A）通过外接螺栓，以螺纹连接方式固定于架体（100D）中。

5.一种锥筒成型方法，采用权利要求1-4任一所述的限速工装和卷板机，其特征在于：包括

步骤S100：将待卷板（200）放置于卷板机（100）中，使待卷板（200）位于上辊（100A）和下辊（100B）之间，以及使待卷板（200）小头侧面与限速轮（10C）外周面保持接触；

步骤S200：调整下辊（100B）沿Z轴方向向上运动，直至夹紧待卷板（200）；

步骤S300：调整两侧辊（100C）向上辊（100A）靠拢，直至调整到待卷板（200）所需要的曲率半径；

步骤S400：启动卷板机（100），开始对待卷板（200）进行卷制，直至待卷板（200）加工成型。

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