CN117019978A - 一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，属于精密塑性成形技术领域，该带导向和矫形作用的对轮旋压装置包括床身，床身包括机架和轴向导轨，轴向导轨一端设置有主轴箱，主轴箱上设置有夹具，轴向导轨另一端设置有旋轮与导向辊进给组件，旋轮与导向辊进给组件包括内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构和内外旋轮和内外导向辊径向进给机构，内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构包括轴向移动托板，轴向移动托板底部固定连接有丝杠螺母移动块，丝杠螺母移动块内部配合设置有丝杠，丝杠一端与第一连接座内部的第一联轴器连接，第一联轴器与减速器连接；本发明能够有效提升成形精度，实现内外旋轮与导向结构的同步径向进给。
Description
技术领域
本发明属于精密塑性成形技术领域，具体而言，涉及一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置。
背景技术
对轮旋压是在芯模旋压基础上改进而来的一种少甚至无切削塑性成形工艺，是一种强力旋压技术。对轮旋压综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、横轧、和滚压等工艺的特点。在成形过程中有下列特点：逐点成形；旋压力小；材料利用率高；制造精度高；制造成本较低；生产效率较高；可对工件内外表面同步加工，工艺柔性高；残余应力小；装卸方便；受筒形件厚度和直径的影响小；工艺柔性化程度高等。对轮旋压在整体式的回转体薄壁件生产和难变形金属材料的加工方面有着较大的发展潜力，例如火箭的壳体、汽车的轮毂、油气运输的管道、重要的压力容器、一些军工零件等。
但是，对轮旋压相比于芯模旋压而言，由于其内部缺少芯模的支撑，旋压成形质量相对较低。在一道次旋压后，口部产生的畸变较为严重，且容易阻碍后续道次的旋压过程。
现有的对轮旋压技术和设备中都仅有内外旋轮对毛坯材料进行减薄，无任何导向结构，这也就导致了对轮旋压成形精度较差；且现有技术中内外旋轮的进给的动力源仅能实现对内外旋轮提供进给的单一功能，无法满足导向功能的需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，能够有效提升成形精度，实现内外旋轮与导向结构的同步径向进给。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，包括床身，所述床身包括机架和轴向导轨，所述轴向导轨一端设置有主轴箱，所述主轴箱上设置有夹具，其中，所述轴向导轨另一端设置有旋轮与导向辊进给组件，所述旋轮与导向辊进给组件包括内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构和内外旋轮和内外导向辊径向进给机构，所述内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构包括轴向移动托板，所述轴向移动托板底部固定连接有丝杠螺母移动块，所述丝杠螺母移动块内部配合设置有丝杠，所述丝杠一端与第一连接座内部的第一联轴器连接，所述第一联轴器与减速器连接，所述减速器的另一端与轴向移动伺服电机固定连接，所述轴向移动伺服电机用于驱动所述丝杠转动。
本发明提供的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置的技术效果如下：通过设置轴向移动伺服电机和减速器相连，并安装于第一连接座上，通过第一联轴器与丝杠相连；丝杠螺母移动块与轴向移动托板固定连接，通过滚珠丝杠传动，可以使安装于床身导轨上的轴向移动托板实现轴向的进给与退出，从而实现安装在轴向移动托板上面的内外旋轮和内外导向辊的轴向移动进给与退出。
在上述技术方案的基础上，本发明的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置还可以做如下改进:
其中，所述内外旋轮和内外导向辊径向进给机构包括导轨丝杠移动机构、外旋轮支撑机构、内旋轮支撑机构、外导向辊支撑机构和内导向辊支撑机构，所述导轨丝杠移动机构包括内旋轮与内导向辊径向移动电机，所述内旋轮与内导向辊径向移动电机的输出端与第二连接座内部的第二联轴器固定连接，所述第二联轴器的另一端与内旋轮与内导向辊径向移动导轨内部的内旋轮与内导向辊径向移动丝杠固定连接，所述内旋轮与内导向辊径向移动导轨上通过所述内旋轮与内导向辊径向移动丝杠滑动设置有内旋轮径向移动托板和内导向辊径向移动托板。
进一步的，所述导轨丝杠移动机构还包括外旋轮与外导向辊径向移动电机，所述外旋轮与外导向辊径向移动电机的输出端与第三连接座内部的第三联轴器固定连接，所述第三联轴器的另一端与外旋轮与外导向辊径向移动导轨内部的外旋轮与外导向辊径向移动丝杠固定连接，所述外旋轮与外导向辊径向移动导轨上通过所述外旋轮与外导向辊径向移动丝杠滑动设置有外旋轮径向移动托板和外导向辊径向移动托板。
采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，可以实现内外旋轮和内外导向辊径向移动托板沿待加工毛坯径向上的同步联动的进给与退出，从而实现对金属筒体毛坯内外壁的减薄和导向作用。
进一步的，所述外旋轮支撑机构包括外旋轮支撑座、外旋轮、外旋轮轴、外旋轮轴承端盖和第一定位垫片，所述外旋轮通过第一轴承与所述外旋轮轴转动连接，所述外旋轮轴与所述外旋轮支撑座通过第一螺母固定连接，所述外旋轮支撑座通过螺栓与所述外旋轮径向移动托板固定连接，所述外旋轮轴承端盖和所述第一定位垫片用于定位所述外旋轮的位置。
采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，用于支撑外旋轮和实现外旋轮的转动。
进一步的，所述内旋轮支撑机构包括内旋轮支撑座、内旋轮、内旋轮轴、第二定位垫片和内旋轮轴承端盖，所述内旋轮通过第二轴承与所述内旋轮轴转动连接，所述内旋轮轴与所述内旋轮支撑座通过第二螺母固定连接，所述第二定位垫片与所述内旋轮轴承端盖用于定位所述内旋轮的位置。
采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，用于支撑内旋轮和实现内旋轮的转动。
进一步的，所述外导向辊支撑机构包括外导向辊支撑座、外导向辊和外导向辊轴承端盖，所述外导向辊通过第三轴承与所述外导向辊支撑座转动连接，所述外导向辊的末端通过所述外导向辊轴承端盖和第三螺母与所述外导向辊支撑座固定连接。
采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，用于支撑外导向辊并实现外导向辊的转动。
进一步的，所述内导向辊支撑机构包括内导向辊、内导向辊支撑座、内导向辊轴承端盖，所述内导向辊通过第四轴承与所述内导向辊支撑座转动连接，所述内导向辊的末端通过所述内导向辊轴承端盖和第四螺母与所述内导向辊支撑座固定连接。
采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，用于支撑内导向辊并实现内导向辊的转动。
进一步的，所述外旋轮支撑机构通过所述外旋轮支撑座底部与所述外旋轮径向移动托板顶部螺栓固定连接，所述内旋轮支撑机构通过所述内旋轮支撑座底部与所述内旋轮径向移动托板顶部螺栓固定连接。
进一步的，所述内导向辊支撑机构通过所述内导向辊支撑座底部与所述内导向辊径向移动托板顶部螺栓固定连接，所述外导向辊支撑机构通过所述外导向辊支撑座底部与所述外导向辊径向移动托板顶部螺栓固定连接。
进一步的，所述内旋轮径向移动托板、内导向辊径向移动托板和所述外旋轮径向移动托板、外导向辊径向移动托板的底端分别设置有与所述内旋轮与内导向辊径向移动导轨和所述外旋轮与外导向辊径向移动导轨相适配的托板移动滑块，所述托板移动滑块用于辅助托板在滑轨上移动。
与现有技术相比较，本发明提供的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置的有益效果是：通过设置轴向移动伺服电机和减速器相连，并安装于第一连接座上，通过第一联轴器与丝杠相连；丝杠螺母移动块与轴向移动托板固定连接，通过滚珠丝杠传动，可以使安装于床身导轨上的轴向移动托板实现轴向的进给与退出，从而实现安装在轴向移动托板上面的内外旋轮和内外导向辊的轴向移动进给与退出，通过设置导轨丝杠移动机构，可以实现内外旋轮和内外导向辊径向移动托板沿待加工毛坯径向上同步联动的进给与退出，从而实现对金属筒体毛坯内外壁的减薄和导向作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置示意图；
图2为内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构示意图；
图3为内外旋轮和内外导向辊径向进给机构示意图；
图4为导轨丝杠移动机构示意图；
图5为外旋轮支撑机构示意图；
图6为外旋轮支撑机构剖面示意图；
图7为内旋轮支撑机构示意图；
图8为外导向辊支撑机构示意图；
图9为外导向辊支撑机构剖面示意图；
图10为内导向辊支撑机构示意图；
图11为一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置对金属筒体加工原理示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、旋轮与导向辊进给组件；10、外导向辊支撑机构；101、轴向移动托板；102、丝杠螺母移动块；103、丝杠；104、第一连接座；105、第一联轴器；106、轴向移动伺服电机；107、减速器；108、内旋轮与内导向辊径向移动电机；109、第二联轴器；11、内导向辊支撑机构；110、第二连接座；111、内旋轮与内导向辊径向移动导轨；112、内旋轮径向移动托板；113、内导向辊径向移动托板；114、内旋轮与内导向辊径向移动丝杠；115、外旋轮与外导向辊径向移动电机；116、第三联轴器；117、第三连接座；118、托板移动滑块；119、外旋轮径向移动托板；12、内旋轮轴承端盖；120、外旋轮与外导向辊径向移动导轨；121、外旋轮与外导向辊径向移动丝杠；122、外导向辊径向移动托板；123、外旋轮支撑座；124、外旋轮；125、第一螺母；126、外旋轮轴；127、外旋轮轴承端盖；128、第一轴承；129、第一定位垫片；130、内旋轮支撑座；131、内旋轮；132、第二轴承；133、第二定位垫片；134、第二螺母；135、内旋轮轴；136、外导向辊支撑座；137、外导向辊；138、第三轴承；139、外导向辊轴承端盖；140、第三螺母；141、内导向辊；142、内导向辊支撑座；143、内导向辊轴承端盖；144、第四轴承；145、第四螺母；2、床身；3、夹具；4、主轴箱；5、内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构；6、内外旋轮和内外导向辊径向进给机构；7、导轨丝杠移动机构；8、外旋轮支撑机构；9、内旋轮支撑机构。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-11所示，是本发明提供的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置的实施例，在本实施例中，包括床身2，床身2包括机架和轴向导轨，轴向导轨一端设置有主轴箱4，主轴箱4上设置有夹具3，其中，轴向导轨另一端设置有旋轮与导向辊进给组件1，旋轮与导向辊进给组件1包括内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构5和内外旋轮和内外导向辊径向进给机构6，内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构5包括轴向移动托板101，轴向移动托板101底部固定连接有丝杠螺母移动块102，丝杠螺母移动块102内部配合设置有丝杠103，丝杠103一端与第一连接座104内部的第一联轴器105连接，第一联轴器105与减速器107连接，减速器107的另一端与轴向移动伺服电机106固定连接，轴向移动伺服电机106用于驱动丝杠103转动。
其中，在上述技术方案中，内外旋轮和内外导向辊径向进给机构6包括导轨丝杠移动机构7、外旋轮支撑机构8、内旋轮支撑机构9、外导向辊支撑机构10和内导向辊支撑机构11，导轨丝杠移动机构7包括内旋轮与内导向辊径向移动电机108，内旋轮与内导向辊径向移动电机108的输出端与第二连接座110内部的第二联轴器109固定连接，第二联轴器109的另一端与内旋轮与内导向辊径向移动导轨111内部的内旋轮与内导向辊径向移动丝杠114固定连接，内旋轮与内导向辊径向移动导轨111上通过内旋轮与内导向辊径向移动丝杠114滑动设置有内旋轮径向移动托板112和内导向辊径向移动托板113。
进一步的，在上述技术方案中，导轨丝杠移动机构7还包括外旋轮与外导向辊径向移动电机115，外旋轮与外导向辊径向移动电机115的输出端与第三连接座117内部的第三联轴器116固定连接，第三联轴器116的另一端与外旋轮与外导向辊径向移动导轨120内部的外旋轮与外导向辊径向移动丝杠121固定连接，外旋轮与外导向辊径向移动导轨120上通过外旋轮与外导向辊径向移动丝杠121滑动设置有外旋轮径向移动托板119和外导向辊径向移动托板122。
其中，内旋轮径向移动托板112与内导向辊径向移动托板113由同一动力源内旋轮与内导向辊径向移动电机108驱动实现同步联动；内旋轮与内导向辊径向移动电机108通过第二联轴器109与内旋轮与内导向辊径向移动丝杠114相连实现传动，并通过第二连接座110固定于轴向移动托板101上，通过托板移动滑块118安装于内旋轮与内导向辊径向移动导轨111上的内旋轮径向移动托板112和内导向辊径向移动托板113分别与内旋轮与内导向辊径向移动丝杠114上的移动块固定连接，从而实现同步移动。
同理，外旋轮径向移动托板119与外导向辊径向移动托板122由同一动力源外旋轮与外导向辊径向移动电机115驱动实现同步联动；外旋轮与外导向辊径向移动电机115通过第三联轴器116与外旋轮与外导向辊径向移动丝杠121相连实现传动，并通过第三连接座117固定于轴向移动托板101上，通过托板移动滑块118安装于外旋轮与外导向辊径向移动导轨120上的外旋轮径向移动托板119和外导向辊径向移动托板122分别与外旋轮与外导向辊径向移动丝杠121上的移动块固定连接，从而实现同步移动。
进一步的，在上述技术方案中，外旋轮支撑机构8包括外旋轮支撑座123、外旋轮124、外旋轮轴126、外旋轮轴承端盖127和第一定位垫片129，外旋轮124通过第一轴承128与外旋轮轴126转动连接，外旋轮轴126与外旋轮支撑座123通过第一螺母125固定连接，外旋轮支撑座123通过螺栓与外旋轮径向移动托板119固定连接，外旋轮轴承端盖127和第一定位垫片129用于定位外旋轮124的位置。
进一步的，在上述技术方案中，内旋轮支撑机构9包括内旋轮支撑座130、内旋轮131、内旋轮轴135、第二定位垫片133和内旋轮轴承端盖12，内旋轮131通过第二轴承132与内旋轮轴135转动连接，内旋轮轴135与内旋轮支撑座130通过第二螺母134固定连接，第二定位垫片133与内旋轮轴承端盖12用于定位内旋轮131的位置。
进一步的，在上述技术方案中，外导向辊支撑机构10包括外导向辊支撑座136、外导向辊137和外导向辊轴承端盖139，外导向辊137通过第三轴承138与外导向辊支撑座136转动连接，外导向辊137的末端通过外导向辊轴承端盖139和第三螺母140与外导向辊支撑座136固定连接。
其中，外导向辊137最端部的截面与内外旋轮最大直径所在的截面存在一段微小的距离差，即内外旋轮最大直径所在的截面比导向辊最端部截面在轴向上更靠近夹具3，也即内外旋轮先对待加工工件进行旋压减薄，而后导向辊再对已加工工件材料进行支撑和导向，起到矫形的作用。
且导向辊端部为圆角设计，不易损伤已加工工件表面，且在初始接触时，有利于使材料更好地导入内外导向辊之间。
进一步的，在上述技术方案中，内导向辊支撑机构11包括内导向辊141、内导向辊支撑座142、内导向辊轴承端盖143，内导向辊141通过第四轴承144与内导向辊支撑座142转动连接，内导向辊141的末端通过内导向辊轴承端盖143和第四螺母145与内导向辊支撑座142固定连接。
进一步的，在上述技术方案中，外旋轮支撑机构8通过外旋轮支撑座123底部与外旋轮径向移动托板119顶部螺栓固定连接，内旋轮支撑机构9通过内旋轮支撑座130底部与内旋轮径向移动托板112顶部螺栓固定连接。
进一步的，在上述技术方案中，内导向辊支撑机构11通过内导向辊支撑座142底部与内导向辊径向移动托板113顶部螺栓固定连接，外导向辊支撑机构10通过外导向辊支撑座136底部与外导向辊径向移动托板122顶部螺栓固定连接。
进一步的，在上述技术方案中，内旋轮径向移动托板112、内导向辊径向移动托板113和外旋轮径向移动托板119、外导向辊径向移动托板122的底端分别设置有与内旋轮与内导向辊径向移动导轨111和外旋轮与外导向辊径向移动导轨120相适配的托板移动滑块118，托板移动滑块118用于辅助托板在滑轨上移动。
Claims (10)
1.一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，包括床身(2)，所述床身(2)包括机架和轴向导轨，所述轴向导轨一端设置有主轴箱(4)，所述主轴箱(4)上设置有夹具(3)，其特征在于，所述轴向导轨另一端设置有旋轮与导向辊进给组件(1)，所述旋轮与导向辊进给组件(1)包括内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构(5)和内外旋轮和内外导向辊径向进给机构(6)，所述内外旋轮和内外导向辊轴向进给机构(5)包括轴向移动托板(101)，所述轴向移动托板(101)底部固定连接有丝杠螺母移动块(102)，所述丝杠螺母移动块(102)内部配合设置有丝杠(103)，所述丝杠(103)一端与第一连接座(104)内部的第一联轴器(105)连接，所述第一联轴器(105)与减速器(107)连接，所述减速器(107)的另一端与轴向移动伺服电机(106)固定连接，所述轴向移动伺服电机(106)用于驱动所述丝杠(103)转动。
2.根据权利要求1所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述内外旋轮和内外导向辊径向进给机构(6)包括导轨丝杠移动机构(7)、外旋轮支撑机构(8)、内旋轮支撑机构(9)、外导向辊支撑机构(10)和内导向辊支撑机构(11)，所述导轨丝杠移动机构(7)包括内旋轮与内导向辊径向移动电机(108)，所述内旋轮与内导向辊径向移动电机(108)的输出端与第二连接座(110)内部的第二联轴器(109)固定连接，所述第二联轴器(109)的另一端与内旋轮与内导向辊径向移动导轨(111)内部的内旋轮与内导向辊径向移动丝杠(114)固定连接，所述内旋轮与内导向辊径向移动导轨(111)上通过所述内旋轮与内导向辊径向移动丝杠(114)滑动设置有内旋轮径向移动托板(112)和内导向辊径向移动托板(113)。
3.根据权利要求2所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述导轨丝杠移动机构(7)还包括外旋轮与外导向辊径向移动电机(115)，所述外旋轮与外导向辊径向移动电机(115)的输出端与第三连接座(117)内部的第三联轴器(116)固定连接，所述第三联轴器(116)的另一端与外旋轮与外导向辊径向移动导轨(120)内部的外旋轮与外导向辊径向移动丝杠(121)固定连接，所述外旋轮与外导向辊径向移动导轨(120)上通过所述外旋轮与外导向辊径向移动丝杠(121)滑动设置有外旋轮径向移动托板(119)和外导向辊径向移动托板(122)。
4.根据权利要求3所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述外旋轮支撑机构(8)包括外旋轮支撑座(123)、外旋轮(124)、外旋轮轴(126)、外旋轮轴承端盖(127)和第一定位垫片(129)，所述外旋轮(124)通过第一轴承(128)与所述外旋轮轴(126)转动连接，所述外旋轮轴(126)与所述外旋轮支撑座(123)通过第一螺母(125)固定连接，所述外旋轮支撑座(123)通过螺栓与所述外旋轮径向移动托板(119)固定连接，所述外旋轮轴承端盖(127)和所述第一定位垫片(129)用于定位所述外旋轮(124)的位置。
5.根据权利要求4所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述内旋轮支撑机构(9)包括内旋轮支撑座(130)、内旋轮(131)、内旋轮轴(135)、第二定位垫片(133)和内旋轮轴承端盖(12)，所述内旋轮(131)通过第二轴承(132)与所述内旋轮轴(135)转动连接，所述内旋轮轴(135)与所述内旋轮支撑座(130)通过第二螺母(134)固定连接，所述第二定位垫片(133)与所述内旋轮轴承端盖(12)用于定位所述内旋轮(131)的位置。
6.根据权利要求5所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述外导向辊支撑机构(10)包括外导向辊支撑座(136)、外导向辊(137)和外导向辊轴承端盖(139)，所述外导向辊(137)通过第三轴承(138)与所述外导向辊支撑座(136)转动连接，所述外导向辊(137)的末端通过所述外导向辊轴承端盖(139)和第三螺母(140)与所述外导向辊支撑座(136)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述内导向辊支撑机构(11)包括内导向辊(141)、内导向辊支撑座(142)、内导向辊轴承端盖(143)，所述内导向辊(141)通过第四轴承(144)与所述内导向辊支撑座(142)转动连接，所述内导向辊(141)的末端通过所述内导向辊轴承端盖(143)和第四螺母(145)与所述内导向辊支撑座(142)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述外旋轮支撑机构(8)通过所述外旋轮支撑座(123)底部与所述外旋轮径向移动托板(119)顶部螺栓固定连接，所述内旋轮支撑机构(9)通过所述内旋轮支撑座(130)底部与所述内旋轮径向移动托板(112)顶部螺栓固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述内导向辊支撑机构(11)通过所述内导向辊支撑座(142)底部与所述内导向辊径向移动托板(113)顶部螺栓固定连接，所述外导向辊支撑机构(10)通过所述外导向辊支撑座(136)底部与所述外导向辊径向移动托板(122)顶部螺栓固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种带导向和矫形作用的对轮旋压装置，其特征在于，所述内旋轮径向移动托板(112)、内导向辊径向移动托板(113)和所述外旋轮径向移动托板(119)、外导向辊径向移动托板(122)的底端分别设置有与所述内旋轮与内导向辊径向移动导轨(111)和所述外旋轮与外导向辊径向移动导轨(120)相适配的托板移动滑块(118)，所述托板移动滑块(118)用于辅助托板在滑轨上移动。
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2023
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