CN116921524A - 一种薄壁件成型专用装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁件成型专用装置，包括转动模具组件，其包括定位轴、模具体和设于两者之间的同步转动结构，所述模具体通过同步转动结构在定位轴外做圆周运动；纵向进给组件，其包括纵向托板和纵向进给结构，所述定位轴通过纵向进给结构在纵向托板上做直线运动；横向进给组件，其包括横向拖板和横向进给结构，所述纵向托板通过横向进给结构在横向拖板上做直线运动，所述横向进给结构的运行方向与纵向进给结构的运行方向相垂直。本发明采用无切屑挤压成型方式，根据工件结构设计要求，研究采用高精度专用装置，实现了金属管外沟槽的曲面成型，满足了极高的设计精度要求。

Description

一种薄壁件成型专用装置及其操作方法

技术领域

本发明属于金属管类件异型结构无切屑加工技术领域，尤其涉及一种薄壁件成型专用装置及其操作方法。

背景技术

金属管件圆周方向需加工外向深沟槽，采用普通的车削加工方法无法进行，必须采用无切屑加工的方式才能实现，根据工件的结构设计尺寸及精度要求，研究一种薄壁件成型专用装置，用于工件外沟槽形状的成型加工，具有重要的现实意义。

解决上述技术问题的难度在于：

普通的车削加工方法无法在金属管件上加工出所需设计尺寸及精度要求的沟槽，目前也没有关于关于此类装置的相关技术报道作为参考。

解决上述技术问题的意义在于：

设计一种采用无切屑挤压成型方式，根据工件结构设计要求，研究采用高精度专用装置，实现了金属管外沟槽的曲面成型，满足了极高的设计精度要求。

发明内容

本发明为了实现金属管异型结构挤压成型，其目的是开发一种薄壁件成型专用装置，实现金属管外深沟槽成型，达到设计要求。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种薄壁件成型专用装置，包括：

转动模具组件，其包括定位轴、模具体和设于两者之间的同步转动结构，所述模具体通过同步转动结构在定位轴外做圆周运动；

纵向进给组件，其包括纵向托板和纵向进给结构，所述定位轴通过纵向进给结构在纵向托板上做直线运动；

横向进给组件，其包括横向拖板和横向进给结构，所述纵向托板通过横向进给结构在横向拖板上做直线运动，所述横向进给结构的运行方向与纵向进给结构的运行方向相垂直。

优选的，所述定位轴通过连接柄与固定座相连，所述固定座通过纵向进给结构在纵向托板上做直线运动。

进一步优选的，所述定位轴包括有左定位面和右定位面；

所述左定位面上设有用于固定所述同步转动结构的定位台，所述右定位面通过螺钉和锁母连接有中间座，所述中间座的下端连接所述连接柄。

进一步优选的，所述定位轴的左侧设有左中心孔，所述定位轴的右侧设有右中心孔，所述左中心孔和右中心孔位于同一水平轴线。

进一步优选的，所述同步转动结构包括有轴承组件，所述轴承组件包括轴承内套和轴承外套；

所述左定位面的左侧设有用于固定轴承内套的压垫，所述压垫通过螺母固定，所述轴承内套的右端固定于定位台；

所述模具体通过固定盖螺纹连接在所述轴承外套上，所述模具体的侧面形成有模具型面，所述模具型面用以形成所需金属管外沟槽型面；

所述轴承外套的外圆面与模具体的模具体内圆面相配合；

进一步优选的，所述纵向进给结构包括：

纵向伺服电机，其固定在纵向拖板的一侧，其输出端通过纵向连轴器连接有纵向丝杆，所述纵向丝杆与固定座螺纹配合；

纵向导轨，其沿纵向拖板的长度方向安装在纵向拖板上，所述纵向导轨与纵向丝杆相平行，所述纵向导轨与固定座滑动配合。

进一步优选的，所述纵向丝杆远离纵向连轴器的一端紧固连接有纵向螺母。

进一步优选的，所述横向进给结构包括：

横向伺服电机，其固定在横向拖板的一侧，其输出端通过横向连轴器连接有横向丝杆，所述横向丝杆与纵向拖板螺纹配合；

横向导轨，其沿横向拖板的长度方向安装在横向拖板上，所述横向导轨与横向丝杆相平行，所述横向导轨与纵向拖板滑动配合。

进一步优选的，所述横向丝杆远离横向连轴器的一端紧固连接有横向螺母。

本发明的第二个发明目的在于：还提供了一种薄壁件成型专用装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：通过纵向进给组件、横向进给组件驱动转动模具组件内的模具型面与金属管内圆相切；

步骤二：金属管作圆周旋转运动时，带动模具型面在固定座内做同步圆周转动，于此同时执行步骤三、和/或步骤四；

步骤三：通过纵向进给组件驱动转动模具组件作纵向进给运动；

步骤四：通过横向进给组件驱动转动模具组件作横向进给运动；

步骤五：通过上述操作使金属管形成所需金属管型面。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.本发明工作时，模具体的模具型面与金属管内圆相切，金属管作圆周旋转运动时带动模具型面做同步圆周转动，同时由纵向进给组件驱动作纵向进给运动，横向进给组件驱动作横向进给运动，从而形成外向深沟槽。

2.本发明采用无切屑挤压成型方式，根据工件结构设计要求，研究采用高精度专用装置，实现了金属管外沟槽的曲面成型，满足了极高的设计精度要求。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本发明的结构主视图；

图中：

1.定位轴，2.模具体，3.固定盖，4.压垫，5.螺母，6.右定位面，7.垫片，8.锁母，9.螺钉，10.螺栓，11.轴承内套，12.轴承外套，13.模具体内圆面，14.模具型面，15.定位台，16.左中心孔，17.中间座，18.连接柄，19.右中心孔，20.左定位面，21.固定座，22.纵向螺母，23. 固定螺栓，24.纵向导轨，25.丝杆螺钉，26. 横向拖板，27.横向螺母，28.纵向丝杆，29.纵向连轴器，30.纵向伺服电机，31.纵向拖板，32.横向导轨，33.横向丝杆，34.横向连轴器，35.横向伺服电机。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征( 或其等同物) 之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面就结合附图来具体说明本发明。

实施例1：

一种薄壁件成型专用装置，包括：转动模具组件，其包括定位轴1、模具体2和设于两者之间的同步转动结构，模具体2通过同步转动结构在定位轴1外做圆周运动；

纵向进给组件，其包括纵向托板31和纵向进给结构，定位轴1通过纵向进给结构在纵向托板31上做直线运动；横向进给组件，其包括横向拖板26和横向进给结构，纵向托板31通过横向进给结构在横向拖板26上做直线运动，横向进给结构的运行方向与纵向进给结构的运行方向相垂直。

本实施例中，如图1所示，薄壁件成型专用装置包括横向进给组件、纵向进给组件和转动模具组件，其中：

纵向进给组件安装于横向进给组件上方，横向进给结构用于带动纵向托板31在横向拖板26上做横向进给运动；转动模具组件安装固定于纵向进给组件固定位置，纵向进给结构用于带动转动模具组件在纵向托板31上做纵向进给运动，从而实现转动模具组件横向和纵向的进给运动。

转动模具组件包括定位轴1、模具体2和设于两者之间的同步转动结构，模具体2可以通过同步转动结构在定位轴1内做圆周运动，即，模具体2以固定轴为中心可作旋转运动，工作时模具体2的模具型面与金属管内圆相切，金属管作圆周旋转运动时带动模具型面做同步圆周转动，同时由纵向进给组件驱动作纵向进给运动，横向进给组件驱动作横向进给运动，从而实现金属管外沟槽的曲面成型。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，定位轴1通过连接柄18与固定座21相连，固定座21通过纵向进给结构在纵向托板16上做直线运动。连接柄1安装于纵向进给组件的固定座21中，使用固定螺栓23将其固定。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，定位轴1包括有左定位面20和右定位面6；

左定位面20上设有用于固定同步转动结构的定位台15，右定位面6通过螺钉9和锁母8连接有中间座17，中间座17的下端连接所述连接柄18。具体的，中间座17与右定位面6配合，螺钉9将中间座17纵向限位固定，锁母8通过垫片7将中间座17横向限位固定。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，定位轴1的左侧设有左中心孔16，定位轴1的右侧设有右中心孔19，左中心孔16和右中心孔19位于同一水平轴线。左中心孔16和右中心孔19的设置用于保证左定位面与右定位面的轴线同心，以保证旋转精度。

实施例2：

本发明的实施例2在实施例1的基础上进行进一步的改进，以便能够充分发挥出本发明的技术优势，下面就对此进行举例性说明。

例如：同步转动结构包括有：

轴承组件，轴承组件包括轴承内套11和轴承外套12；

左定位面20的左侧设有用于固定轴承内套11的压垫4，压垫4通过螺母5固定，轴承内套11的右端固定于定位台15；

模具体2通过固定盖3螺纹连接在轴承外套12上，模具体2的侧面形成有模具型面14，模具型面14用以形成所需金属管外沟槽型面；

轴承外套12的外圆面与模具体2的模具体内圆面13相配合。

压垫4通过螺母5固定在左定位面20的左侧，用于固定轴承组件，且轴承内套11的右端也固定于定位台15上，这样保证在转动过程中轴承不松动。

所述模具型面14用以形成所需金属管外沟槽型面，轴承外套12的外圆面与模具体2的模具体内圆面13相配合，提高模具体2运行过程的精度。

工作时，模具体移动到模具型面14与金属管内圆相切位置，金属管作圆周旋转运动时带动模具型面14做同步圆周转动，同时由纵向进给组件驱动作纵向进给运动，横向进给组件驱动作横向进给运动，带动金属管向外产生塑性形变，从而形成所需金属管型面。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，转动模具组件固定在纵向进给组件的固定位置，纵向进给组件固定于横向进给组件的固定位置，由横向伺服电机和纵向伺服电机分别控制，实现转动模具的横向和纵向进给运动。

实施例3：

本发明的实施例3在以上实施例的基础上进行进一步的改进，以便能够充分发挥出本发明的技术优势，下面就对此进行举例性说明。

例如：纵向进给结构包括：

纵向伺服电机30，其固定在纵向拖板31的一侧，其输出端通过纵向连轴器29连接有纵向丝杆28；

纵向导轨24，其沿纵向拖板31的长度方向安装在纵向拖板31上，所述纵向导轨24与纵向丝杆28相平行；

固定座21，其与纵向丝杆28螺纹配合，其与纵向导轨24滑动配合，所述纵向丝杆28远离纵向连轴器29的一端紧固连接有纵向螺母22。

本实施例中，如图1所示，纵向进给组件包括纵向拖板31、固定座21、纵向螺母22、固定螺栓19、纵向导轨24、纵向丝杆28、纵向连轴器29、纵向伺服电机30。纵向伺服电机30安装固定于纵向拖板31的下部，纵向丝杆28下部通过纵向连轴器29纵向伺服电机30连接，纵向导轨24安装固定于纵向拖板31的中部，纵向丝杆28上部安装于固定座21中，纵向螺母22将其紧固，实现转动模具组件的纵向进给运动。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述横向进给结构包括：

横向伺服电机35，其固定在横向拖板26的一侧，其输出端通过横向连轴器34连接有横向丝杆33，所述横向丝杆33与纵向拖板31螺纹配合；

横向导轨32，其沿横向拖板26的长度方向安装在横向拖板26上，所述横向导轨32与横向丝杆33相平行，所述横向导轨32与纵向拖板31滑动配合，所述横向丝杆33远离横向连轴器34的一端紧固连接有横向螺母27。

本实施例中，如图1所示，横向进给组件包括横向螺母27、丝杆螺钉25、横向伺服电机35、横向连轴器34、横向丝杆33、横向导轨32、横向拖板26。横向伺服电机35安装固定于横向拖板26的右部，横向丝杆33部通过横向连轴器34与横向伺服电机35连接，横向导轨32固定于横向拖板26的中部，横向丝杆33左部安装于纵向拖板31中，横向螺母27将其紧固，工作时由伺服电机控制，实现纵向进给组件的横向进给运动。

实施例4：

一种薄壁件成型专用装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：通过纵向进给组件、横向进给组件驱动转动模具组件内的模具型面与金属管内圆相切；

步骤二：金属管作圆周旋转运动时，带动模具型面在固定座内做同步圆周转动，于此同时执行步骤三、和/或步骤四；

步骤三：通过纵向进给组件驱动转动模具组件作纵向进给运动；

步骤四：通过横向进给组件驱动转动模具组件作横向进给运动；

步骤五：通过上述操作使金属管形成所需金属管型面。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，包括：

转动模具组件，其包括定位轴（1）、模具体（1）和设于两者之间的同步转动结构，所述模具体（1）通过同步转动结构在定位轴（1）外做圆周运动；

纵向进给组件，其包括纵向托板（31）和纵向进给结构，所述定位轴（1）通过纵向进给结构在纵向托板（31）上做直线运动；

横向进给组件，其包括横向拖板（26）和横向进给结构，所述纵向托板（31）通过横向进给结构在横向拖板（26）上做直线运动，所述横向进给结构的运行方向与纵向进给结构的运行方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述定位轴（1）通过连接柄（18）与固定座（21）相连，所述固定座（21）通过纵向进给结构在纵向托板（16）上做直线运动。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述定位轴（1）包括有左定位面（20）和右定位面（6）；

所述左定位面（20）上设有用于固定所述同步转动结构的定位台（15），所述右定位面（6）通过螺钉（9）和锁母（8）连接有中间座（17），所述中间座（17）的下端连接所述连接柄（18）。

4.根据权利要求3所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于：所述定位轴（1）的左侧设有左中心孔（16），所述定位轴（1）的右侧设有右中心孔（19），所述左中心孔（16）和右中心孔（19）位于同一水平轴线。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述同步转动结构包括有轴承组件，所述轴承组件包括轴承内套（11）和轴承外套（12）；

所述左定位面（20）的左侧设有用于固定轴承内套（11）的压垫（4），所述压垫（4）通过螺母（5）固定，所述轴承内套（11）的右端固定于定位台（15）；

所述模具体（2）通过固定盖（3）螺纹连接在所述轴承外套（12）上，所述模具体（2）的侧面形成有模具型面（14），所述模具型面（14）用以形成所需金属管外沟槽型面；

所述轴承外套（12）的外圆面与模具体（2）的模具体内圆面（13）相配合。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述纵向进给结构包括：

纵向伺服电机（30），其固定在纵向拖板（31）的一侧，其输出端通过纵向连轴器（29）连接有纵向丝杆（28），所述纵向丝杆（28）与固定座（21）螺纹配合；

纵向导轨（24），其沿纵向拖板（31）的长度方向安装在纵向拖板（31）上，所述纵向导轨（24）与纵向丝杆（28）相平行，所述纵向导轨（20）与固定座（21）滑动配合。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述纵向丝杆（28）远离纵向连轴器（29）的一端紧固连接有纵向螺母（22）。

8.根据权利要求6所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述横向进给结构包括：

横向伺服电机（35），其固定在横向拖板（26）的一侧，其输出端通过横向连轴器（34）连接有横向丝杆（33），所述横向丝杆（33）与纵向拖板（31）螺纹配合；

横向导轨（32），其沿横向拖板（26）的长度方向安装在横向拖板（26）上，所述横向导轨（32）与横向丝杆（33）相平行，所述横向导轨（32）与纵向拖板（31）滑动配合。

9.根据权利要求8所述的一种薄壁件成型专用装置，其特征在于，所述横向丝杆（33）远离横向连轴器（34）的一端紧固连接有横向螺母（27）。

10.根据权利要求8所述的薄壁件成型专用装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：通过纵向进给组件、横向进给组件驱动转动模具组件内的模具型面与金属管内圆相切；

步骤二：金属管作圆周旋转运动时，带动模具型面在固定座内做同步圆周转动，于此同时执行步骤三、和/或步骤四；

步骤三：通过纵向进给组件驱动转动模具组件作纵向进给运动；

步骤四：通过横向进给组件驱动转动模具组件作横向进给运动；

步骤五：通过上述操作使金属管形成所需金属管型面。