CN1367054A - 一种旋压成形方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种旋压成形方法及其装置,本发明的方法是使旋轮在随机床主轴作回转运动的同时,沿垂直于机床轴线方向作径向进给运动,而毛坯不但可沿机床的纵、横两个轴线方向作直线进给运动,同时可以在水平面内作偏转运动。本发明装置包括实现旋轮动作的轴向进给和径向进给的旋轮座以及实现毛坯动作的平移和转动的毛坯固定卡盘两部分组成。本发明可以旋压成形各部分轴线间相互平行或成一定夹角的非轴对称薄壁空心零件,从而使旋压技术突破其原有的仅用于加工空心轴对称(回转体)零件的加工工艺范围。本发明可用于专用机床,也可安装在普通机床上使用。

Description

一种旋压成形方法及其装置
(一)技术领域
本发明涉及塑性加工中旋压成形技术领域，具体是指一种旋压成形方法及其装置。
(二)背景技术
旋压是塑性加工领域中一项重要的成形工艺技术。传统的旋压技术是借助于旋轮等工具的进给运动，加压于随机床主轴沿同一轴线作旋转运动的金属毛坯，使其产生连续的局部塑性变形而成为所需的空心轴对称(回转体)零件。而各部分轴线间相互平行或成一定夹角的非轴对称偏心、倾斜及弯曲类薄壁空心零件，通常是采用冲压工艺，成形出上、下两个部件后，再采用焊接的方法制成。采取这样的工艺方法进行生产，一方面焊接时产生的热变形使焊接质量难以保证；另一方面加工工序的增加，不但使废品率增加，并且导致生产工人、生产设备和生产场地的增加，从而提高了产品的生产成本。
(三)发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种旋压成形方法及其装置，利用设计专用机床或通过将普通机床进行改造，达到采用旋压方法直接加工各部分轴线间相互平行或成一定夹角的偏心、倾斜及弯曲类非轴对称薄壁空心零件的目的。
本发明所述的一种旋压成形方法，其特征是，随机床主轴沿同一轴线作旋转运动的旋轮，通过其径向进给运动，加压于分别或同时沿机床纵、横两个轴线方向作直线进给运动、同时在水平面内进行偏转运动的金属毛坯，使其产生连续的局部塑性变形。
为了实现上述目的，本发明所述的一种旋压成形装置，其特征是，它由实现旋轮动作的轴向进给和径向进给的旋轮座以及实现毛坯动作的平移和转动的毛坯固定卡盘两部分组成，其中，旋轮座的轴向进给部分由轴向进给机构、止转管、止转杆、连接盘、连接环、进给盘、进给环及轴向滑块相互连接组成，连接盘与轴向进给机构固定连接，同时通过连接环与进给盘固定连接，止转管的左端固定于机床床头箱，右端通过止转杆与连接盘滑动连接，进给环与进给盘滚动连接，轴向滑块的端部与进给环固定连接；旋轮座的径向进给部分由外套、基座、轴向滑块、径向滑块及旋轮组相互连接组成，外套与机床主轴固定连接，基座装在外套上，轴向滑块的外边缘与基座滑动连接，内边缘与径向滑块滑动连接，旋轮组安装于径向滑块上；毛坯固定卡盘的平移部分由横向滑块、纵向滑块、横向进给机构及纵向进给机构相互连接组成，横向滑块安装在纵向滑块上，纵向进给机构与纵向滑块连接，横向进给机构与横向滑块连接；毛坯固定卡盘的转动部分由卡盘、转动盘、蜗轮蜗杆副相互连接组成，蜗轮蜗杆副装于横向滑块之上，转动盘安装在蜗轮蜗杆副的蜗轮盘上，卡盘安装在转动盘上。
本发明的核心技术是在加工过程中，不象传统的旋压工艺那样将毛坯装卡在机床主轴上随机床主轴旋转，而是将旋轮安装在机床主轴上随机床主轴进行旋转。因此，旋轮除与毛坯接触而进行自转外，还将与旋轮座一起绕毛坯公转，同时沿公转半径方向作进给运动以达到加工产品的目的；在加工过程中，毛坯被固定在卡盘上，不但可沿机床的纵、横两个轴线方向作直线进给运动，同时可以在水平面内进行偏转运动。
为了达到发明的目的，本发明将基座、轴向滑块、径向滑块及旋轮组等通过外套与机床主轴连成一体，从而实现旋轮的回转。通过电机驱动轴向进给机构及止转杆的制约，推动连接盘、连接环、进给盘、进给环及轴向滑块，使轴向进给部分沿机床轴线方向进行运动。通过轴向滑块推动径向滑块，将轴向进给运动与径向进给运动衔接，轴向滑块的外边缘在基座内作轴向滑动，内边缘在径向滑块内作轴向滑动，端部连接在进给环上绕进给盘滚动，从而将轴向进给运动转变为径向滑块在基座内的径向进给运动。毛坯装卡在卡盘上，卡盘安装在转动盘上，而转动盘不仅可以沿机床的纵、横两个轴线方向作直线进给运动，同时可以在水平面内进行偏转运动。为实现转动盘的动作，转动盘安装在蜗轮蜗杆副的蜗轮盘上，以实现水平面内的角度偏转。而蜗轮蜗杆副安装在横向滑块上，横向滑块又安装在纵向滑块上，从而在横向及纵向进给机构的驱动下实现毛坯的横向及纵向平移。在成形过程中，驱动轴向进给机构、蜗轮蜗杆副、横向进给机构及纵向进给机构的四个电机，根据零件的具体形状作协调动作，从而成形出所需要的非轴对称薄壁空心零件。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.常规旋压之所以只能加工轴对称的回转体类零件，是因为在成形过程中毛坯随机床主轴转动，因而无论旋轮如何动作，所成形的零件只能是轴对称的回转体零件。为了突破这一局限，必须使毛坯在成形过程中避开回转状态，而由旋轮进行回转。本发明采用旋压成形工艺，直接加工出各部分轴线间相互平行或成一定夹角的非轴对称薄壁空心零件，突破了原有旋压工艺的加工范围，从而极大地降低生产成本，提高产品质量及生产效率。
2.本发明拓宽了现行旋压的观念，在成形过程中，毛坯可以不随机床主轴旋转，而是旋轮随机床主轴旋转。
3.本发明装置在工作过程中，旋轮在随机床主轴作回转运动的同时，沿垂直于机床轴线方向作径向进给运动，而毛坯不但可沿机床的纵、横两个轴线方向作直线进给运动，并可以在水平面内作偏转运动。
4.本发明装置既可以用于专用机床，也可以用于普通机床。
(四)附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细地描述。
如图1所示，轴向进给机构1采用进给丝杆副，连接盘4一方面与轴向进给机构1连成一体，在电机22的驱动下，沿轴向移动，另一方面通过连接环5与进给盘6连成一体，止转管2的左端固定于机床床头箱23，右端的四个止转杆3与连接盘4滑动配合，使连接盘4不能转动，只能沿轴向移动，并带动进给盘6作轴向直线进给，进给环分为左、右两个，左进给环7与右进给环8固定连接成一体后，与进给盘6滚动连接，轴向滑块11设计成楔形，其端部连接在右进给环8上，并绕进给盘6滚动，同时随进给盘6一起沿轴向作直线进给运动。外套9与安装在机床床头箱23中的机床主轴连为一体进行旋转，基座10装在外套9上，轴向滑块11的外边缘在基座10的T形槽内作轴向滑动，内边缘在径向滑块12的带有5～15°倾角(为保证一定的旋压力和径向进给量)的燕尾槽内作轴向滑动，轴向滑块11一边随基座10和径向滑块12绕机床主轴作旋转运动，一边在进给盘6上滚动，从而将进给盘6的轴向进给运动转变为径向滑块12在基座10的矩形槽内的径向进给运动，旋轮组13安装于径向滑块12上，随径向滑块12一起沿径向作直线进给运动。纵向进给机构20采用纵向丝杆副，纵向进给机构20与纵向滑块18连为一体，在电机的驱动下，使纵向滑块18在导轨21上沿机床的纵轴线方向作直线进给运动。横向进给机构19采用横向丝杆副，横向进给机构19与横向滑块17连为一体，在电机的驱动下，使横向滑块17在纵向滑块18上沿机床的横轴线方向作直线进给运动。蜗轮蜗杆副16装于横向滑块17之上，从而使安装在蜗轮盘上的转动盘15实现毛坯的送进运动，即纵、横向移动及水平面内的转动，卡盘14安装在转动盘15上，能够随转动盘15一起，在机床轴线的纵、横向进行移动，并能在水平面内进行转动。
本发明的工作过程如下：将毛坯装卡于卡盘14上，待成形部分伸入基座10及进给盘6的中心孔内，然后启动机床主轴，带动外套9、基座10、轴向滑块11及旋轮组13转动，电机22驱动轴向进给机构1，通过连接盘4、连接环5、进给盘6、左进给环7及右进给环8，推动轴向滑块11向右移动，进而推动径向滑块12带动旋轮组13沿垂直于机床轴线方向进行运动，至此，旋轮组13接触毛坯开始工作。可以根据零件的形状要求，开动或停止轴向进给机构1的转动，即开动或停止旋轮组13的径向移动。在旋轮组13工作的同时，配合轴向进给机构1的动作，部分或全部启动横向进给机构19、纵向进给机构20及蜗轮蜗杆副16，就能够成形出所需要的各种不同形状的非轴对称零件。在成形过程中，要求驱动轴向进给机构1、蜗轮蜗杆副16、横向进给机构19及纵向进给机构20的四个电机根据零件的具体形状作协调动作。如上所述，即可较好地实现本发明。

Claims (8)

1.一种旋压成形方法，其特征是，随机床主轴沿同一轴线作旋转运动的旋轮，通过其径向进给运动，加压于分别或同时沿机床纵、横两个轴线方向作直线进给运动、同时在水平面内进行偏转运动的金属毛坯，使其产生连续的局部塑性变形。
2.一种旋压成形装置，其特征是，它由旋轮座和毛坯固定卡盘两部分组成，其中，旋轮座由轴向进给部分和径向进给部分相互连接组成，毛坯固定卡盘由平移部分和转动部分相互连接组成。
3.根据权利要求2所述的一种旋压成形装置，其特征是，旋轮座的轴向进给部分由轴向进给机构(1)、止转管(2)、止转杆(3)、连接盘(4)、连接环(5)、进给盘(6)、进给环(7)、  (8)及轴向滑块(11)相互连接组成，其中，连接盘(4)与轴向进给机构(1)固定连接，同时通过连接环(5)与进给盘(6)固定连接，止转管(2)的左端固定于机床床头箱(23)，右端通过止转杆(3)与连接盘(4)滑动连接，进给环(7)、(8)与进给盘(6)滚动连接，轴向滑块(11)的端部与进给环(8)固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种旋压成形装置，其特征是，旋轮座的径向进给部分由外套(9)、基座(10)、轴向滑块(11)、径向滑块(12)及旋轮组(13)相互连接组成，其中，外套(9)与机床主轴固定连接，基座(10)装在外套(9)上，轴向滑块(11)的外边缘与基座(10)滑动连接，内边缘与径向滑块(12)滑动连接，旋轮组(13)安装于径向滑块(12)上。
5.根据权利要求2所述的一种旋压成形装置，其特征是，毛坯固定卡盘的平移部分由横向滑块(17)、纵向滑块(18)、横向进给机构(19)及纵向进给机构(20)相互连接组成，其中，横向滑块(17)安装在纵向滑块(18)上，纵向进给机构(20)与纵向滑块(18)连接，横向进给机构(19)与横向滑块(17)连接。
6.根据权利要求2所述的一种旋压成形装置，其特征是，毛坯固定卡盘的转动部分由卡盘(14)、转动盘(15)、蜗轮蜗杆副(16)相互连接组成，蜗轮蜗杆副(16)装于横向滑块(17)之上，转动盘(15)安装在蜗轮蜗杆副(16)的蜗轮盘上，卡盘(14)安装在转动盘(15)上。
7.根据权利要求2所述一种旋压成形装置，其特征是，卡盘(14)能够在机床轴线的纵、横向进行平移，并能在水平面内进行旋转运动。
8.根据权利要求4所述的一种旋压成形装置，其特征是，轴向滑块(11)为楔形。
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