CN113601177A - 一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，涉及封头翻边机技术领域，包括翻边机构和操作机构，切割机构可拆卸安装在翻边机构的顶部，操作机构通过编程控制翻边机构和切割机构，翻边机构包括框架、封头球壳顶部压制机构、封头球壳外圈压制机构和封头球壳内圈压制机构，该减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，通过PLC进行控制，能够自动化实现对不同尺寸封头球壳的加工，同时能够对封头初始加工板进行切割，取消材料中途运输时间，降低制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及封头翻边机技术领域，具体为一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机。
背景技术
在制造减顶增压器水冷器时，封头是一个主要零件。国内小型封头生产采用水压机整体冲压，大型封头由于水压机能力和胎具制造问题，大部分采用分瓣冲压和拼焊的结构。现有的旋压机，包括压鼓机、操作机、旋压翻边机，工件封头的拱顶部分在压鼓机和操作机上加工，侧边部分在旋压翻边机上完成。但是由于这些封头旋压机只能做固定内径的封头，且需要多次旋压，不能满足当下不同换热器的封头内径制作的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，以解决上述背景技术中提出的当前封头旋压机只能做固定内径的封头，且需要多次旋压，不能一次性满足当下不同换热器的封头内径制作的需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，包括翻边机构和操作机构，操作机构通过编程控制翻边机构，
所述翻边机构包括框架、封头球壳顶部压制机构、封头球壳外圈压制机构和封头球壳内圈压制机构，框架的形状为“U”形，框架的顶部一端水平安装有第二电机，第二电机的输出端和第二丝杆的一端固定连接，第二丝杆的另一端转动连接在框架顶部的另一端，第二丝杆上设有长度相等且方向相反的螺纹，第二丝杆的两侧关于第二丝杆平行且对称设置有第二丝杆限位杆，第二丝杆限位杆的两端固定连接在框架的顶部两侧，
所述封头球壳顶部压制机构包括压鼓块和仿形块，压鼓块位于仿形块正上方，压鼓块的顶部和仿形块的底部均可拆卸固定连接有第一可编程旋转液压缸，仿形块底部的第一可编程旋转液压缸固定连接在第一丝杆的顶部，第一丝杆的底部连接第一电机，第一电机固定安装在框架内侧底部的正中心，压鼓块顶部的第一可编程旋转液压缸固定安装在方形块的底部，第二丝杆和第二丝杆限位杆均贯穿方形块并与其活动连接，
所述封头球壳外圈压制机构包括一组关于第一丝杆竖直中轴线对称且水平设置的伸缩杆、第二丝母和压制滚轮，压制滚轮固定连接第二丝母的一端，第二丝母的另一端固定安装在伸缩杆的输出端上，框架内部两侧壁上均设置有导轨，伸缩杆滑动安装在导轨上，第二丝杆和第二丝杆限位杆上设置有一组关于第一丝杆对称设置的第三丝母，第二丝杆和第三丝母丝杆连接，且第二丝杆两侧的第三丝母在第二丝杆上构成同步异向滑动连接，第三丝母的底部固定安装有第三电机，第三电机的底部输出端上固定连接有第三丝杆，第三丝杆与第二丝母丝杆连接，
所述封头球壳内圈压制机构包括一组关于第一丝杆竖直中轴线对称且竖直设置的第二可编程旋转液压缸和内旋辊，内旋辊固定在第二可编程旋转液压缸的顶部输出端上，框架内侧的底部两端对称安装有伸缩气缸，伸缩气缸的顶部均焊接有升降平台，升降平台上关于第一丝杆竖直中轴线对称安装有一组水平设置的第四电机和第四丝杆，第一丝杆两侧的第四丝杆上螺纹相反，第四丝杆的一端固定连接在第四电机的输出端上，第四丝杆的两侧设置有第四丝杆限位杆，第四丝杆限位杆的两端固定连接在两侧的升降平台上，第四丝母安装在第四丝杆和第四丝杆限位杆上，且第一丝杆两侧的第四丝母在第四丝杆上构成同步异向滑动机构，第二可编程旋转液压缸的底部固定连接在第四丝母的顶部，第一丝杆上安装有第一丝母，第四丝杆和第一丝母构成转动连接。
优选的，所述翻边机构的顶部可拆卸安装有切割机构，切割机构包括切割支架和切割机，切割支架螺栓固定在框架顶部并和框架构成拆卸结构，切割机固定于切割支架的顶部中间位置。
进一步优选的，所述切割支架的形状为“U”形，且切割支架面向框架的两端面上设置有梯形卡块，框架的顶部两侧预留有配合梯形卡块的梯形卡槽。
进一步优选的，所述操作机构为PCL控制装置，PCL控制装置与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一可编程旋转液压缸、第二可编程旋转液压缸和切割机电性连接。
优选的，所述第三丝杆的底部焊接有圆形限位片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，
1.在原有的翻边机构上加上切割装置，旋压机夹紧球壳封头初始的方板，旋转切割，保证封头的同心度不变，提高封头的加工质量，同时也缩短封头在其他独立切割机上的搬运时间；
2.在旋压机上添加压鼓块与仿形块，除了按封头的尺寸任意切换压鼓块与仿形块的形状，还可以实现定位便捷，易于操作，仿形可靠；
3.采用丝杠旋压，在对封头施加压力的加工过程中，封头外侧受到多处制约，减少摇摆、振荡，同时可以对封头的半径精准控制，由于电机同速转动旋压，封头的报废率低；
4.通过翻边机构上横向和纵向的同步异向丝母传动，能够针对不同半径尺寸的封头进行加工；
5.该装置结构简单精巧，同时多个丝杆结构在长期使用后出现磨损，可以拆卸下来进行更换，保证封头的尺寸精度。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明切割支架立体结构示意图；
图3为本发明翻边时正视结构示意图；
图4为本发明切割时正视结构示意图；
图5为本发明第二可编程旋转液压缸和内旋辊结构示意图；
图6为本发明第一可编程旋转液压缸结构示意图；
图7为本发明压鼓块结构示意图；
图8为本发明仿形块结构示意图；
图9为本发明PCL控制装置与各个电子元件电路连接示意图；
图10为本发明电路示意图。
图中：1、框架；2、第一电机；3、第一丝杆；4、第二电机；5、第二丝杆；6、第二丝杆限位杆；7、方形块；8、第一可编程旋转液压缸；9、压鼓块；10、仿形块；11、第三丝母；12、第三电机；13、第三丝杆；14、导轨；15、伸缩杆；16、第二丝母；17、压制滚轮；18、伸缩气缸；19、升降平台；20、第四电机；21、第四丝杆；22、第四丝杆限位杆；23、第四丝母；24、第一丝母；25、圆形限位片；26、切割支架；27、梯形卡块；28、梯形卡槽；29、第二可编程旋转液压缸；30、内旋辊；31、切割机；32、PCL控制装置32。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、图2和图9，本发明提供一种技术方案：一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，包括翻边机构和操作机构，操作机构通过编程控制翻边机构，
作为优选的，翻边机构的顶部可拆卸安装有切割机构，切割机构包括切割支架26和切割机31，切割支架26螺栓固定在框架1顶部并和框架1构成拆卸结构，切割机31固定于切割支架26的顶部中间位置，保证切割机构可以随时进行拆卸维护。
作为进一步优选的，切割支架26的形状为“U”形，且切割支架26面向框架1的两端面上设置有梯形卡块27，框架1的顶部两侧预留有配合梯形卡块27的梯形卡槽28，通过设置不同尺寸的切割支架，来改变切割机31的切割位置，进而改变封头的尺寸。
作为进一步优选的，操作机构为PCL控制装置32，PCL控制装置32与第一电机2、第二电机4、第三电机12、第四电机20、第一可编程旋转液压缸8、第二可编程旋转液压缸29和切割机31电性连接，通过PLC控制可提高生产封头的效率，降低人工误操作的可能性，其中，I/O分配表如下：I0.0(常闭)；I0.1(常开)；I0.2(常开)；I0.3(接通延时定时器常开)；T33(接通延时定时器)；Q0.0(两个第一可编程旋转液压缸8)；Q0.1-Q0.8(所有电机；两个第二可编程旋转液压缸29；伸缩气缸18)。运作顺序如下：I0.1启动两个第一可编程旋转液压缸8将封头压紧旋转，给接通延时定时器设定15s的延时，15s到后I0.3接通，所有的电机，两个第二可编程旋转液压缸29，伸缩气缸18同步启动且速度相等。待封头旋压完成，I0.2启动，各部件归回原位。
如图1、图3和图4所示，翻边机构包括框架1、封头球壳顶部压制机构、封头球壳外圈压制机构和封头球壳内圈压制机构，框架1的形状为“U”形，框架1的顶部一端水平安装有第二电机4，第二电机4的输出端和第二丝杆5的一端固定连接，第二丝杆5的另一端转动连接在框架1顶部的另一端，第二丝杆5上设有长度相等且方向相反的螺纹，第二丝杆5的两侧关于第二丝杆5平行且对称设置有第二丝杆限位6，第二丝杆限位杆6的两端固定连接在框架1的顶部两侧。
如图4、图6、图7和图8所示，封头球壳顶部压制机构包括压鼓块9和仿形块10，压鼓块9位于仿形块10正上方，压鼓块9的顶部和仿形块10的底部均可拆卸固定连接有第一可编程旋转液压缸8，仿形块10底部的第一可编程旋转液压缸8固定连接在第一丝杆3的顶部，第一丝杆3的底部连接第一电机2，第一电机2固定安装在框架1内侧底部的正中心，压鼓块9顶部的第一可编程旋转液压缸8固定安装在方形块7的底部，第二丝杆5和第二丝杆限位杆6均贯穿方形块7并与其活动连接，压鼓块9和仿形块10的形状和尺寸根据具体加工的封头来决定，需要时，可以对压鼓块9和仿形块10进行拆卸更换。
压鼓块9和仿形块10和球壳顶部的形状相同，要制作不同尺寸的球壳或是压鼓块9和仿形块10磨损严重时，通过更换不同尺寸的压鼓块9和仿形块10进行更换，压鼓块9和仿形块10上均设置有插槽，第一可编程旋转液压缸8与压鼓块9和仿形块10连接的输出端形状与该圆形插槽契合，第一可编程旋转液压缸8输出端通过圆形插槽与压鼓块9和仿形块10构成插接连接，保证第一可编程旋转液压缸8输出端在安装后能够带动压鼓块9或仿形块10转动，同时在对不同规格的封头进行加工时，可以更换不同尺寸的压鼓块9和仿形块10组合。
如图1和图3所示，封头球壳外圈压制机构包括一组关于第一丝杆3竖直中轴线对称且水平设置的伸缩杆15、第二丝母16和压制滚轮17，压制滚轮17固定连接第二丝母16的一端，第二丝母16的另一端固定安装在伸缩杆15的输出端上，框架1内部两侧壁上均设置有导轨14，伸缩杆15滑动安装在导轨14上，第二丝杆5和第二丝杆限位杆6上设置有一组关于第一丝杆3对称设置的第三丝母11，第二丝杆5和第三丝母11丝杆连接，且第二丝杆5两侧的第三丝母11在第二丝杆5上构成同步异向滑动连接，第三丝母11的底部固定安装有第三电机12，第三电机12的底部输出端上固定连接有第三丝杆13，第三丝杆13与第二丝母16丝杆连接。
如图4所示，封头球壳内圈压制机构包括一组关于第一丝杆3竖直中轴线对称且竖直设置的第二可编程旋转液压缸29和内旋辊30，内旋辊30固定在第二可编程旋转液压缸29的顶部输出端上，框架1内侧的底部两端对称安装有伸缩气缸18，伸缩气缸18的顶部均焊接有升降平台19，升降平台19上关于第一丝杆3竖直中轴线对称安装有一组水平设置的第四电机20和第四丝杆21，第一丝杆3两侧的第四丝杆21上螺纹相反，第四丝杆21的一端固定连接在第四电机20的输出端上，第四丝杆21的两侧设置有第四丝杆限位杆22，第四丝杆限位杆22的两端固定连接在两侧的升降平台19上，第四丝母23安装在第四丝杆21和第四丝杆限位杆22上，且第一丝杆3两侧的第四丝母23在第四丝杆21上构成同步异向滑动机构，第二可编程旋转液压缸29的底部固定连接在第四丝母23的顶部，第一丝杆3上安装有第一丝母24，第四丝杆21和第一丝母24构成转动连接。
工作原理：使用时，将封头初始加工板放置在9压鼓块和仿形块10之间，通过PCL控制装置驱动第一可编程旋转液压缸8，对封头初始加工板进行旋转固定，启动切割机31，并控制第一可编程旋转液压缸8抬起封头初始加工板，在旋转的同时对其进行切割，最终形成封头球壳初始的圆形板，切割支架26通过梯形卡块27安装到框架1的梯形卡槽中，切割支架26进行拆卸，可以根据需要，设置不同尺寸的切割支架26，来改变切割机31的切割尺寸。
需要说明的是，本申请中表述的同步异向滑动机构，是相对应的两个型号一致的丝母，在螺纹目数、大小及尺寸一致但方向相反的丝杆上构成的移动机构的简称。同步异向结构常见于现有机械中，因此，不应当理解为本申请中的同步异向机构描述不清楚。
根据公式R0＝K1 D0，(R0封头的当量球壳外半径；K1系数；D0封头的外径)和螺母移动距离公式L＝Nnp(N旋转圈数；n线数；p螺距)来分别确定封头的内半径和外半径。通过PCL控制装置32进行编程，使用时，启动所有电机、两个第二可编程旋转液压缸29和伸缩气缸18，第二电机4带动第二丝杆5转动，第二丝杆5上的两个第三丝母同步向第二丝杆5中间移动，在同时第三电机12带动第三丝杆转动，由于伸缩杆15可以在导轨14中上下滑动，第二丝母16在受力后向下移动，此时压制滚轮17压制封头圆板的侧边，在旋转的作用下，圆板侧边逐渐下移并呈现球壳状，同时第一电机2带动第一丝杆3转动，第一丝杆3上的第一丝母24向上移动，两侧的伸缩气缸18向上抬起升降平台19，带动第四电机20向上抬，第四电机20带动第四丝杆21转动，进而让第四丝杆21两侧的第四丝母23向第四丝杆21两端移动，第四丝母23上方的第二可编程旋转液压缸29旋转并向上或向下移动内旋辊30，从而让内旋辊30对封头球壳内部进行压制。
封头球壳顶部压制机构、封头球壳外圈压制机构和封头球壳内圈压制机构能够根据实际需要进行改变，来制作不同尺寸封头球壳，实现了自动化，相对于针对单一尺寸封头球壳的翻边机来说，效率更高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，其特征在于：包括翻边机构和操作机构，操作机构通过编程控制翻边机构，
所述翻边机构包括框架、封头球壳顶部压制机构、封头球壳外圈压制机构和封头球壳内圈压制机构，框架的形状为“U”形，框架的顶部一端水平安装有第二电机，第二电机的输出端和第二丝杆的一端固定连接，第二丝杆的另一端转动连接在框架顶部的另一端，第二丝杆上设有长度相等且方向相反的螺纹，第二丝杆的两侧关于第二丝杆平行且对称设置有第二丝杆限位杆，第二丝杆限位杆的两端固定连接在框架的顶部两侧，
所述封头球壳顶部压制机构包括压鼓块和仿形块，压鼓块位于仿形块正上方，压鼓块的顶部和仿形块的底部均可拆卸固定连接有第一可编程旋转液压缸，仿形块底部的第一可编程旋转液压缸固定连接在第一丝杆的顶部，第一丝杆的底部连接第一电机，第一电机固定安装在框架内侧底部的正中心，压鼓块顶部的第一可编程旋转液压缸固定安装在方形块的底部，第二丝杆和第二丝杆限位杆均贯穿方形块并与其活动连接，
所述封头球壳外圈压制机构包括一组关于第一丝杆竖直中轴线对称且水平设置的伸缩杆、第二丝母和压制滚轮，压制滚轮固定连接第二丝母的一端，第二丝母的另一端固定安装在伸缩杆的输出端上，框架内部两侧壁上均设置有导轨，伸缩杆滑动安装在导轨上，第二丝杆和第二丝杆限位杆上设置有一组关于第一丝杆对称设置的第三丝母，第二丝杆和第三丝母丝杆连接，且第二丝杆两侧的第三丝母在第二丝杆上构成同步异向滑动连接，第三丝母的底部固定安装有第三电机，第三电机的底部输出端上固定连接有第三丝杆，第三丝杆与第二丝母丝杆连接，
所述封头球壳内圈压制机构包括一组关于第一丝杆竖直中轴线对称且竖直设置的第二可编程旋转液压缸和内旋辊，内旋辊固定在第二可编程旋转液压缸的顶部输出端上，框架内侧的底部两端对称安装有伸缩气缸，伸缩气缸的顶部均焊接有升降平台，升降平台上关于第一丝杆竖直中轴线对称安装有一组水平设置的第四电机和第四丝杆，第一丝杆两侧的第四丝杆上螺纹相反，第四丝杆的一端固定连接在第四电机的输出端上，第四丝杆的两侧设置有第四丝杆限位杆，第四丝杆限位杆的两端固定连接在两侧的升降平台上，第四丝母安装在第四丝杆和第四丝杆限位杆上，且第一丝杆两侧的第四丝母在第四丝杆上构成同步异向滑动机构，第二可编程旋转液压缸的底部固定连接在第四丝母的顶部，第一丝杆上安装有第一丝母，第四丝杆和第一丝母构成转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，其特征在于：所述翻边机构的顶部可拆卸安装有切割机构，切割机构包括切割支架和切割机，切割支架螺栓固定在框架顶部并和框架构成拆卸结构，切割机固定于切割支架的顶部中间位置。
3.根据权利要求2所述的一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，其特征在于：所述切割支架的形状为“U”形，且切割支架面向框架的两端面上设置有梯形卡块，框架的顶部两侧预留有配合梯形卡块的梯形卡槽。
4.根据权利要求2所述的一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，其特征在于：所述操作机构为PCL控制装置，PCL控制装置与第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一可编程旋转液压缸、第二可编程旋转液压缸和切割机电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种减顶增压器水冷器封头球壳半径可控的丝杠翻边机，其特征在于：所述第三丝杆的底部焊接有圆形限位片。
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