CN112547922B - 卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备，属于柔性旋压设备技术领域。本发明中外旋轮组件A和B安装在Y轴平台上，在其下方配有X轴平台，内旋轮组件A和B安装在V轴平台上，在其下方配有U轴平台，通过伺服电机与丝杠控制X轴平台和Y轴平台与V轴平台与U轴平台的配合运动；旋轮座的两侧设置有正常旋轮、角度旋轮、翻边定轮和切刀。本发明通过主轴旋转带动旋压工件旋转，内、外旋轮通过组件底部的旋转装置调整角度，使旋压轮在旋压过程中垂直于工件表面；内、外旋轮组下有两轴的运动平台，通过伺服电机控制，可实现工件的多外形加工；内、外旋轮组各两对，行成双对轮形式，加工大尺寸工件受力均衡，旋压效果好。

Description

卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备
技术领域
本发明涉及一种卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备，属于柔性旋压设备技术领域。
背景技术
旋压工艺作为塑性加工的一个重要分支，具有柔性好、成本低等优点，适合加工多种金属材料，是一种经济、快速成形薄壁回转体零件的方法，不仅在航空、航天、民用等金属精米加工技术领域占有重要地位，而且在化工、机械制造、电子及轻工业等领域也得到了广泛应用。
旋压成形工艺以其模具简单、工艺灵活、适应性广等优点在薄壁封底结构成形方面相对于焊接、拉深具有独特优势，目前广泛用于锥形罩、球形封头、曲母线构件等产品的制造。传统旋压成形工艺大多需要旋压芯模，但是当封底结构尺寸较大时，无芯模旋压工艺以其成本低、制造周期短等优点获得广泛应用，如目前石化行业的大型封头零件大量采用无芯模一步法和两步法旋压成形。目前的封头旋压设备只能成形蝶形或球形封头，尺寸精度较低。针对大型锥形、多锥段复合、锥筒段复合或复杂母线薄壁封底结构，难以采用传统的封头旋压设备进行成形。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备，包括：床身、外旋轮组件A、内旋轮组件A、主轴电机、齿轮箱、主轴、工艺轴、工件、外旋轮组件B、内旋轮组件B、尾顶、X轴平台、Y轴平台、V轴平台、U轴平台、旋轮座、活塞座、伺服电机、液压油口、气孔、底座、电机安装板、直线导轨、正常旋轮、角度旋轮、翻边定轮、翻边轮、翻边轮座、修整轮、切刀和内旋轮；
其中，主轴电机通过联轴器与齿轮箱连接，齿轮箱内部通过齿轮转接到主轴上使主轴转动，旋压工件安装在工艺轴上，工艺轴再与主轴连接，外旋轮组件A与外旋轮组件B安装在Y轴平台上，在Y轴平台下方配有X轴平台，X轴平台与床身连接，通过伺服电机与丝杠控制X轴平台和Y轴平台配合运动；内旋轮组件A与内旋轮组件B安装在V轴平台上，在V轴平台下方配有U轴平台，U轴平台与床身连接，通过伺服电机与丝杠控制V轴平台与U轴平台配合运动；尾座固定在床身上，旋轮座的两侧设置有正常旋轮和角度旋轮，底座安装在Y轴平台上，旋轮座通过活塞座与底座相连，在底座的侧壁上钻有液压油口，底座的上端面上加工有多组气孔；伺服电机安装在电机安装板上，电机安装板安装在直线导轨上，电机安装板随旋轮座上下运动，内旋轮组件A与内旋轮组件B上可安装内旋轮或安装修整轮，在进行翻边工序时可替换使用翻边轮座与翻边轮进行翻边加工。
所述主轴与工艺轴上加工有锥面。
所述内旋轮组件A、内旋轮组件B、外旋轮组件A和外旋轮组件B旋压时旋压轮始终垂直于工件表面。
所述内旋轮组件A、内旋轮组件B、外旋轮组件A和外旋轮组件B均可以进行角度调节以及锁紧。
所述内旋轮组件A、内旋轮组件B、外旋轮组件A和外旋轮组件B通过伺服电机加减速器的形式进行角度调节，通过液压锁紧方式进行锁紧。
本发明的有益效果为：
本发明对轮柔性旋压设备是通过主轴旋转带动旋压工件旋转，内、外旋轮通过内、外旋轮组件底部的旋转装置调整角度，用以保证旋压轮在旋压过程中垂直于工件表面。内、外旋轮组下有两轴的运动平台，可以通过伺服电机控制两轴，配合轨迹可以实现工件的多外形加工。内外旋轮组各两对，行成双对轮形式，对于大尺寸工件加工受力均衡，旋压效果更好。
本发明对于工件的径向与轴向尺寸无过多要求，旋轮组件的滑动平台安装在水平基座上，可根据不同尺寸的工件对平台与基座进行加长与缩短，受力效果好，可提供较大的旋压力。卧式旋压机的电机减速器在主轴的另一侧，空间开放，可直连，对于旋压轨迹无影响，制造容易。本发明配备有尾顶，避免了重型工件本身自重对加工精度的影响。
本发明中新加旋压轮座自动调整角度，液压锁紧，旋压轮座上安装有角度旋轮，切刀，翻边定轮，正常旋轮，工件两侧双对轮，内旋轮部分为可拆结构，可扩展功能，加工多种外形尺寸工件。
附图说明
图1为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备俯视结构示意图。
图2为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备主视结构示意图。
图3为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备侧视结构示意图。
图4为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备结构示意图。
图5为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的旋轮组件角度调节机构主视结构示意图。
图6为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的旋轮组件角度调节机构侧视结构示意图。
图7为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的图6的A-A面剖视图。
图8为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的旋轮座结构示意图。
图9为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的多功能一体机结构示意图。
图10为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的采用角度旋轮旋压过程示意图。
图11为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的采用修整轮修整过程示意图。
图12为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的翻边过程示意图。
图13为本发明卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备的切刀工作过程示意图。
图中的附图标记，1为床身，2为外旋轮组件A，3为内旋轮组件A，4为主轴电机，5为齿轮箱，6为主轴，7为工艺轴，8为工件，9为外旋轮组件B，10为内旋轮组件B，11为尾顶，12为X轴平台，13为Y轴平台，14为V轴平台，15为U轴平台，16为旋轮座，17为活塞座，18为伺服电机，19为气孔，20为液压油孔，21为底座，22为电机安装板，23为直线导轨，24为正常旋轮，25为角度旋轮，26为工件，27为芯模，28翻边定轮，29为翻边轮，30为翻边轮座，31为修整轮，32为切刀，33为内旋轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1至图13所示，本实施例所涉及的卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备，包括：床身1、外旋轮组件A2、内旋轮组件A3、主轴电机4、齿轮箱5、主轴6、工艺轴7、工件8、外旋轮组件B9、内旋轮组件B10、尾顶11、X轴平台12、Y轴平台13、V轴平台14、U轴平台15、旋轮座16、活塞座17、伺服电机18、气孔19、液压油口20、底座21、电机安装板22、直线导轨23、正常旋轮24、角度旋轮25、翻边定轮28、翻边轮29、翻边轮座30、修整轮31、和切刀32和内旋轮33；
其中，主轴电机4通过联轴器与齿轮箱5连接，齿轮箱5内部通过齿轮转接到主轴6上使主轴6旋转，旋压工件8安装在工艺轴7上，工艺轴7再与主轴6连接，外旋轮组件A2与外旋轮组件B9安装在Y轴平台13上，在Y轴平台13下方配有X轴平台12，X轴平台12与床身1连接，通过伺服电机18与丝杠控制X轴平台12和Y轴平台13配合运动；内旋轮组件A3与内旋轮组件B10安装在V轴平台14上，在V轴平台14下方配有U轴平台15，U轴平台15与床身1连接，通过伺服电机18与丝杠控制V轴平台14与U轴平台15配合运动；尾座11固定在床身1上，旋轮座16设置有正常旋轮24、角度旋轮25、翻边定轮28和切刀32，底座21安装在Y轴平台13上，旋轮座16通过活塞座17与底座21相连，在底座21的侧壁上钻有液压油口20，底座21的上端面上加工有多组气孔19；伺服电机18安装在电机安装板22上，电机安装板22安装在直线导轨23上，电机安装板22随旋轮座16上下运动，内旋轮组件A3与内旋轮组件B10上可以安装内旋轮33，也可安装修整轮31，在翻边工序时可替换使用翻边轮座30与翻边轮29进行翻边加工。
所述主轴6与工艺轴7上加工有锥面。
所述内旋轮组件A3、内旋轮组件B10、外旋轮组件A2和外旋轮组件B9旋压时旋压轮始终垂直于工件表面。
所述内旋轮组件A3、内旋轮组件B10、外旋轮组件A2和外旋轮组件B9均可以进行角度调节以及锁紧。
所述内旋轮组件A3、内旋轮组件B10、外旋轮组件A2和外旋轮组件B9通过伺服电机18加减速器的形式进行角度调节，通过液压锁紧方式进行锁紧。
实施例1
本实施例中的旋压机结构，对轮柔性旋压设备俯视图如图1所示，主要组成部件有：床身1、外旋轮组件A2、内旋轮组件A3、主轴电机4、齿轮箱5、主轴6、工艺轴7、工件8、外旋轮组件B9、内旋轮组件B10、尾顶11和内旋轮33；
设备主轴电机4通过联轴器与齿轮箱5连接，齿轮箱5内部通过齿轮转接到主轴6上使主轴旋转。主轴6可安装接长工艺轴7、旋压工件8安装在工艺轴7上后再与主轴6连接，主轴与工艺轴上加工有锥面可进行快速安装拆卸。外旋轮组件A2与外旋轮组件B9安装在共有Y轴的平台上，在Y轴平台13下方配有X轴平台12，X轴平台12与床身1连接，通过伺服电机与丝杠的形式控制两轴配合运动，内旋轮组件A3与内旋轮组件B10安装在共有V轴的平台上，在V轴平台14下方配有U轴平台15，U轴平台15与床身1连接，通过伺服电机与丝杠的形式控制两轴配合运动。内旋轮组件A3与内旋轮组件B10上可以安装内旋轮33，内外旋轮组件配合运动实现工件的多外形加工。尾座11固定在床身1上。内外旋轮组旋压时需要满足旋压轮始终垂直于工件表面，各旋轮组件需要能够进行角度调节，同时能够锁紧。旋轮组件的角度调节采用伺服电机加减速器的形式，旋轮组件的锁紧采用液压锁紧。具体结构如图2所示。
图5、图6和图7所示，中旋轮组件底座21安装在下平台上，旋轮座16通过活塞座17与底座21相连，在底座21的侧壁上钻有液压油口20，上端面上加工有多组气孔19。需要锁紧时进油口进油压住活塞座17，使旋轮座16锁紧到底座21上。伺服电机18安装在电机安装板22上，电机安装板22安装在直线导轨23上，随旋轮座16上下运动，需要旋转时进油口停止进油，气孔19充气，此时活塞座17与旋轮座16带着伺服电机18同时上浮，上浮到高点后伺服电机18启动，旋转到预定角度，气孔19停止充气，进油口进油锁紧旋轮座16。满足旋压时可以自动调角保证双对轮始终对顶，垂直工件表面，同时自动锁紧。
实施例2
本实施例中卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备可以旋压一次成型，旋轮组件的旋轮座上配有正常旋轮24、角度旋轮25、翻边定轮28和切刀32，如图8所示，在初始旋压第一道次时选用带角度旋轮，由于工件与主轴的安装处空间受限，正常旋轮24无法靠到根部，因此先采用正常的旋压过程，先旋压初始角度，然后选用角度旋轮25，采用角度旋轮25可以旋压到根部，如图10所示；
然后当旋压空间开放后改用正常旋压轮24进行对轮旋压，使用正常旋轮24与内旋轮33形成对轮旋压，如图1所示，由于旋压工件内表面折点处圆角较小，正常旋轮无法到达根部，换用修整轮31对工件内部表面进行修整，如图11所示，旋压完成后需要对工件进行翻边，此时改用翻边定轮28与翻边轮29配合使用，对工件进行翻边，如图12所示，翻边轮29安装在翻边轮座30上，翻边完成后改用切刀32工作，如图13所示，切掉多余的边。
如图8所示，旋轮座16为由伺服电机加减速器控制旋转，实现自动调整角度，因此该设备可实现工件从板料直接加工成型工件。
现有旋压机需要停机对工件进行翻转旋压，两次装夹，精度差，效率低。而本实施例采用的对轮柔性旋压设备通过旋压组件角度调节机构与多旋轮方式可以实现一次装夹，自动更换旋轮，旋压一次成型，旋压精度高。
实施例3
本实施例中卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备可以进行加工能力扩展，对轮柔性旋压设备的内旋轮组件平台为可拆卸结构，内旋轮组件平台下方布置有丝杠导轨，拆下后设备行程加大，采用单对轮加芯模27的形式，可旋压多角度、异形、大尺寸的工件26，实现多功能一体机，如图9所示。
由此该设备具有旋压，修整、切边，同时也可有模具旋压的多功能一体机。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种卧式双对轮多功能可变尺寸复合柔性旋压设备，其特征在于，包括：床身(1)、外旋轮组件A(2)、内旋轮组件A(3)、主轴电机(4)、齿轮箱(5)、主轴(6)、工艺轴(7)、工件(8)、外旋轮组件B(9)、内旋轮组件B(10)、尾顶(11)、X轴平台(12)、Y轴平台(13)、V轴平台(14)、U轴平台(15)、旋轮座(16)、活塞座(17)、伺服电机(18)、气孔(19)、液压油口(20)、底座(21)、电机安装板(22)、直线导轨(23)、正常旋轮(24)、角度旋轮(25)、翻边定轮(28)、翻边轮(29)、翻边轮座(30)、修整轮(31)、切刀(32)和内旋轮(33)；
其中，主轴电机(4)通过联轴器与齿轮箱(5)连接，齿轮箱(5)内部通过齿轮转接到主轴(6)上使主轴(6)转动，旋压工件(8)安装在工艺轴(7)上，工艺轴(7)再与主轴(6)连接，外旋轮组件A(2)与外旋轮组件B(9)安装在Y轴平台(13)上，在Y轴平台(13)下方配有X轴平台(12)，X轴平台(12)与床身(1)连接，通过伺服电机(18)与丝杠控制X轴平台(12)和Y轴平台(13)配合运动；内旋轮组件A(3)与内旋轮组件B(10)安装在V轴平台(14)上，在V轴平台(14)下方配有U轴平台(15)，U轴平台(15)与床身(1)连接，通过伺服电机(18)与丝杠控制V轴平台(14)与U轴平台(15)配合运动；尾顶(11)固定在床身(1)上，旋轮座(16)设置有正常旋轮(24)、角度旋轮(25)、翻边定轮(28)和切刀(32)，底座(21)安装在Y轴平台(13)上，旋轮座(16)通过活塞座(17)与底座(21)相连，在底座(21)的侧壁上钻有液压油口(20)，底座(21)的上端面上加工有多组气孔(19)；伺服电机(18)安装在电机安装板(22)上，电机安装板(22)安装在直线导轨(23)上，电机安装板(22)随旋轮座(16)上下运动，内旋轮组件A(3)与内旋轮组件B(10)上可安装内旋轮(33)或安装修整轮(31)，在进行翻边工序时可替换使用翻边轮座(30)与翻边轮(29)进行翻边加工；
主轴(6)与工艺轴(7)上加工有锥面；内旋轮组件A(3)、内旋轮组件B(10)、外旋轮组件A(2)和外旋轮组件B(9)旋压时旋压轮始终垂直于工件表面；内旋轮组件A(3)、内旋轮组件B(10)、外旋轮组件A(2)和外旋轮组件B(9)均可以进行角度调节以及锁紧；内旋轮组件A(3)、内旋轮组件B(10)、外旋轮组件A(2)和外旋轮组件B(9)通过伺服电机(18)加减速器的形式进行角度调节，通过液压锁紧方式进行锁紧；
旋轮组件底座（21）安装在下平台上，旋轮座（16）通过活塞座（17）与底座（21）相连，在底座（21）的侧壁上钻有液压油口（20)，上端面上加工有多组气孔(19)；需要锁紧时进油口进油压住活塞座（17），使旋轮座（16）锁紧到底座（21）上；伺服电机（18）安装在电机安装板（22）上，电机安装板（22）安装在直线导轨（23）上，随旋轮座（16）上下运动，需要旋转时进油口停止进油，气孔（19）充气，此时活塞座（17）与旋轮座（16）带着伺服电机（18）同时上浮，上浮到高点后伺服电机（18）启动，旋转到预定角度，气孔（19）停止充气，进油口进油锁紧旋轮座（16），
旋轮组件的旋轮座上配有正常旋轮（24）、角度旋轮（25）、翻边定轮（28）和切刀（32），在初始旋压第一道次时选用带角度旋轮，由于工件与主轴的安装处空间受限，正常旋轮（24）无法靠到根部，因此先采用正常的旋压过程，先旋压初始角度，然后选用角度旋轮（25），采用角度旋轮（25）可以旋压到根部；
然后当旋压空间开放后改用正常旋轮（24）进行对轮旋压，使用正常旋轮（24）与内旋轮（33）形成对轮旋压，由于旋压工件内表面折点处圆角较小，正常旋轮无法到达根部，换用修整轮（31）对工件内部表面进行修整，旋压完成后需要对工件进行翻边，此时改用翻边定轮（28）与翻边轮（29）配合使用，对工件进行翻边，翻边轮（29）安装在翻边轮座（30）上，翻边完成后改用切刀（32）工作，切掉多余的边。
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