CN202037223U - 数控金属旋压机 - Google Patents

Abstract

数控金属旋压机，它涉及一种旋压机，它包含主轴箱(1)、尾座(2)、十字推力滑台(3)、托辊组件(4)和工件定位装置(5)、主电机(6)、底座(7)、数控刀架(8)和控制电箱(9)，主轴箱(1)和尾座(2)分别设置在底座(7)两侧，十字推力滑台(3)设置在底座(7)中部一侧上方，托辊组件(4悬挂设置在十字推力滑台(3)及主轴箱(1)一侧，十字推力滑台(3)前端设置有数控刀架(8)，工件定位装置(5)设置在主轴箱(1)内侧下方，控制电箱(9)设置在尾座(2)前侧。它具有高精度、高推力、高可靠性，低成本、维护简便的特点，可板旋成型、旋压缩管、旋压扩管，且兼备数控车削、卷边、修边功能。

Description

数控金属旋压机

技术领域

本实用新型涉及一种旋压机，尤其涉及一种数控金属旋压机。

背景技术

目前在无屑旋压加工领域，国内设备中高端市场均为国外设备所占领，部分低端市场采用国内设备。国外设备大部分采用液压伺服油缸作为动力源，控制系统采用标准CNC系统二次开发而成，设备性能稳定、成型产品品质好，但价格高昂、维护成本极高，因此大多为国有企业拥有。而国产设备由于很多为现有车床改制而成，设备结构存在强度不足、推力不达标、加工范围限制、旋压工艺装置不完善等缺陷，因此大部分应用于灯具、小型炊具等旋压制造行业，并不能适合大件的旋压成型。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数控金属旋压机，它具有高精度、高推力、高可靠性，低成本、维护简便的特点。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：数控金属旋压机，它包含主轴箱1、尾座2、十字推力滑台3、托辊组件4和工件定位装置5、主电机6、底座7、数控刀架8和控制电箱9，主轴箱1和尾座2分别设置在底座7两侧，十字推力滑台3设置在底座7中部一侧上方，托辊组件4悬挂设置在十字推力滑台3及主轴箱1一侧，十字推力滑台3前端设置有数控刀架8，工件定位装置5设置在主轴箱1内侧下方，控制电箱9设置在尾座2前侧。

所述的主轴箱1采用数控机床主轴结构，针对旋压机床要求主轴承受较大轴向和径向力，主轴前端采用一双列圆柱滚子轴承承受径向力，一对角接触球轴承承受轴向力，主轴尾部采用圆锥孔双列滚子轴承支撑并起到调节轴向传动和径向跳动作用。

所述的尾座2包含顶板2-1、顶杆2-2、莫式顶尖2-3、拨叉2-4、液压油缸2-5和底座2-6，顶杆2-2和液压油缸2-5分别设置在底座2-6两端，顶杆2-2两端分别与顶板2-1和莫式顶尖2-3相连，拨叉2-4与液压油缸2-5相连。

所述的十字推力滑台3包含伺服电机3-1、伺服减速机3-2、梅花型联轴器3-3、滚珠丝杠3-4、Z底座3-5、X底座3-6和连接桥3-7，伺服电机3-1、伺服减速机3-2和梅花型联轴器3-3依次相连，梅花型联轴器3-3与Z底座3-5相连，滚珠丝杠3-4设置在Z底座3-5上，滚珠丝杠3-4通过连接桥3-7与X底座3-6相连。

所述的托辊组件4包含双出头油缸4-1、托辊4-2和直线导轨4-3，双出头油缸4-1前侧设置有托辊4-2，直线导轨4-3设置在双头油缸4-1上方。

所述的工件定位装置5包含圆柱导轨5-1、锁紧手柄5-2、横移支架5-3、升降支架5-4和偏心定位轴5-5，圆柱导轨5-1上通过锁紧手柄5-2设置有横移支架5-3，升降支架5-4设置在横移支架5-3上，偏心定位轴5-5设置在升降支架5-4顶部。

本实用新型具有高精度、高推力、高可靠性，低成本、维护简便的特点，既可板旋成型、又可旋压缩管、旋压扩管，同时兼备数控车削、卷边、修边等功能。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型中尾座2的结构示意图；

图4为本实用新型中十字推力滑台3的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本实用新型中托辊组件4的结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图8为本实用新型的工件定位装置5的结构示意图；

图9-13为本实用新型实施例的示意图。

具体实施方式：

 参照图1-8，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含主轴箱1、尾座2、十字推力滑台3、托辊组件4和工件定位装置5、主电机6、底座7、数控刀架8和控制电箱9，主轴箱1和尾座2分别设置在底座7两侧，十字推力滑台3设置在底座7中部一侧上方，托辊组件4悬挂设置在十字推力滑台3及主轴箱1一侧，十字推力滑台3前端设置有数控刀架8，工件定位装置5设置在主轴箱1内侧下方，控制电箱9设置在尾座2前侧。

所述的主轴箱1采用数控机床主轴结构，针对旋压机床要求主轴承受较大轴向和径向力，主轴前端采用一双列圆柱滚子轴承承受径向力，一对角接触球轴承承受轴向力，主轴尾部采用圆锥孔双列滚子轴承支撑并起到调节轴向传动和径向跳动作用。

所述的尾座2包含顶板2-1、顶杆2-2、莫式顶尖2-3、拨叉2-4、液压油缸2-5和底座2-6，顶杆2-2和液压油缸2-5分别设置在底座2-6两端，顶杆2-2两端分别与顶板2-1和莫式顶尖2-3相连，拨叉2-4与液压油缸2-5相连。

所述的尾座2在旋压时通过顶板将材料紧紧压在旋转的模具上。设计时采用液压油缸2-5推动拨叉带动顶杆2-2前进后退，顶杆2-2前端安装经过改装的标准莫氏6#顶尖，拨叉2-4既有带动推杆前后运行作用，带有适当开口的拨叉2-4又起到保险块的作用，防止人为误调节压力过高造成主轴轴向力过大而损坏。

所述的十字推力滑台3包含伺服电机3-1、伺服减速机3-2、梅花型联轴器3-3、滚珠丝杠3-4、Z底座3-5、X底座3-6和连接桥3-7，伺服电机3-1、伺服减速机3-2和梅花型联轴器3-3依次相连，梅花型联轴器3-3与Z底座3-5相连，滚珠丝杠3-4设置在Z底座3-5上，滚珠丝杠3-4通过连接桥3-7与X底座3-6相连。

所述的十字推力滑台3采用直线导轨和滚珠丝杆3-1推动，直线导轨采用相对式安装结构，Z轴运动采用导轨固定、滑块运行的标准方式，而为扩大旋转直径范围，X轴运行方向采用滑块固定的反装方式，极大的扩展了机床的回转直径，有效了防止工件与机床滑台的相互干涉。动力传递由伺服电机加伺服专用减速机通过梅花连轴器与滚珠丝杆连接，完成动力驱动。数控刀架安装于滑台前端，安装旋压轮或车刀、卷边轮等。

所述的托辊组件4包含双出头油缸4-1、托辊4-2和直线导轨4-3，双出头油缸4-1前侧设置有托辊4-2，直线导轨4-3设置在双头油缸4-1上方。

所述的托辊组件4起到展平旋压过程中材料的作用。由双出头油缸推动前边托辊前进后退，通过控制液压阀，可使此油缸前后腔导通，此时托辊可随着材料的压力向后退，调节前后腔导通节流阀大小，可方便调节托辊托住材料压力。

所述的工件定位装置5包含圆柱导轨5-1、锁紧手柄5-2、横移支架5-3、升降支架5-4和偏心定位轴5-5，圆柱导轨5-1上通过锁紧手柄5-2设置有横移支架5-3，升降支架5-4设置在横移支架5-3上，偏心定位轴5-5设置在升降支架5-4顶部。

所述的工件定位装置5起到上料时找正材料中心并定位的作用。由两条圆导轨上安装可上下移动支架，并且在支架上方安装有两只偏心定位小轴。支架可以在导轨上方前后移动，以适用不同的产品深度，支架上下移动以适应不同直径原材料，偏心定位轴可适当调整定位支架的安装误差，确保支架与机床中心线一致。

本具体实施方式具有高精度、高推力、高可靠性，低成本、维护简便的特点，既可板旋成型、又可旋压缩管、旋压扩管，同时兼备数控车削、卷边、修边等功能。

实施例：如图9所示产品（任意回转形状均可），如最大口直径为700mm（任意均可），高度300mm（任意均可），厚度5mm（任意均可）。

如果采用目前传统拉伸工艺完成，需要设备2台，拉伸机和冲床各一台，模具最少3付，拉伸模具2付、切边模具1付，设备投资约40万，模具投资约3万。其中设备为固定投资，而模具投资只针对这一特定产品，更换不同形状产品，模具另外计算费用。因此，针对很多冲压件厂家，产品动辄几十种、甚至上百种，因此只是模具投资一项就达到几百万甚至十上千万。以100各不同产品计算，模具投资约300万。

但如果采用旋压成型，也完成上述零件，则需投资设备1台，模具1付，设备约35万，模具费用约2000元。设备为固定投资，亦可生产其他零件。因此以100个零件计算，模具投资约20万元。

本方案采用旋压成型方式，具体将就是采用程序控制挤压轮沿着高速旋转的材料逐步变形，实现将原材料由点到线、再由线到面的逐步变形，完成由板材到产品的旋压成型。

具体生产步骤为：上料和旋压、车削、卷边等工序。

上料如图10和图11所示，01为产品的模具、02为中心定位机构、03为尾座顶板、04为定位偏心小轴、05为原材料。首先人工将原材料放置在定位机构的偏心小轴上，小轴的上下位置根据第一个产品生产时调整到位，偏心小轴可以根据实际情况微调左右位置，中心定位后启动尾座油缸由顶板将材料紧紧压模具上，即可进行旋压。

旋压过程如图12所示，1主轴箱、2尾座、3十字推力滑台、4托辊、01模具、05原材料、06成型后产品、07旋压成型轮、08旋压逐步变形曲线、09托辊压边位置。当材料被尾座顶板紧紧压在模具上后，主轴开始旋转，然后旋压轮根据预先设定好的轨迹和进给速度将材料向主轴箱方向慢慢压下去，由于材料是由主轴带动在高速旋转，因此根据旋压逐步变形曲线08所示，整体呈现一个直径慢慢缩小、形状慢慢接近最终形状的桶型件。旋压轮沿着逐步变形曲线从右到左曲线依次进行运动，直到形状快接近最终形状时，再由旋压轮沿着成型后产品06的外型表面慢慢从右到左运动，就能够使材料变形到最终形状。旋压过程中，托辊起到展平材料的作用，旋压过程中，由于原材料的最大直径逐步变小，因此材料边缘会产生褶皱。开始旋压时，托辊在油缸推动下运行到最前边靠近材料处，由于托辊的支撑油缸采用双出头油缸（如图6），前后腔体积相等，采用特殊液压回路，可使油缸即可以前后自由移动，又可以使油缸前后腔导通，使缸处于一种浮动状态。当旋压时托辊位于材料后边、而旋压轮位于材料的前边，当旋压轮将材料向左后方沿着08旋压逐步变形曲线所示运动时托辊和旋压紧紧将夹在中间，同时由于托辊油缸前后腔导通，托辊会随着材料的压力自动向后移动，在这个过程中，材料的边缘会被旋压轮和托辊压平整，为下一道次的旋压做好准备。当最后要给产品压一个如图所示的边缘时（当然有些产品没有此边缘），托辊在程序控制下运行到托辊压边位置09处，并且将托辊油缸前后腔通道关闭，此时油缸处于固定状态，不会随材料压力向后移动，旋压轮可由材料的托辊与模具结合的根部位置向外运动，即可旋压出产品的平边缘。原材料在程序控制的旋压运动轨迹下具体变形步骤如图13所示。

由于本设备装有数控刀塔，不同位置可安装不同形状压轮或车刀或卷边轮等，可根据工艺需要自动更换旋压轮或车刀对产品进行加工。

Claims (5)

1.数控金属旋压机，其特征在于它包含主轴箱(1)、尾座(2)、十字推力滑台(3)、托辊组件(4)和工件定位装置(5)、主电机(6)、底座(7)、数控刀架(8)和控制电箱(9)，主轴箱(1)和尾座(2)分别设置在底座(7)两侧，十字推力滑台(3)设置在底座(7)中部一侧上方，托辊组件(4)悬挂设置在十字推力滑台(3)及主轴箱(1)一侧，十字推力滑台(3)前端设置有数控刀架(8)，工件定位装置(5)设置在主轴箱(1)内侧下方，控制电箱(9)设置在尾座(2)前侧。

2.根据权利要求1所述的数控金属旋压机，其特征在于所述的尾座(2)包含顶板(2-1)、顶杆(2-2)、莫式顶尖(2-3)、拨叉(2-4)、液压油缸(2-5)和底座(2-6)，顶杆(2-2)和液压油缸(2-5)分别设置在底座(2-6)两端，顶杆(2-2)两端分别与顶板(2-1)和莫式顶尖(2-3)相连，拨叉(2-4)与液压油缸(2-5)相连。

3.根据权利要求1所述的数控金属旋压机，其特征在于所述的十字推力滑台(3)包含伺服电机(3-1)、伺服减速机(3-2)、梅花型联轴器(3-3)、滚珠丝杠(3-4)、Z底座(3-5)、X底座(3-6)和连接桥(3-7)，伺服电机(3-1)、伺服减速机(3-2)和梅花型联轴器(3-3)依次相连，梅花型联轴器(3-3)与Z底座(3-5)相连，滚珠丝杠(3-4)设置在Z底座(3-5)上，滚珠丝杠(3-4)通过连接桥(3-7)与X底座(3-6)相连。

4.根据权利要求1所述的数控金属旋压机，其特征在于所述的托辊组件(4)包含双出头油缸(4-1)、托辊(4-2)和直线导轨(4-3)，双出头油缸(4-1)前侧设置有托辊(4-2)，直线导轨(4-3)设置在双头油缸(4-1)上方。

5.根据权利要求1所述的数控金属旋压机，其特征在于所述的工件定位装置(5)包含圆柱导轨(5-1)、锁紧手柄(5-2)、横移支架(5-3)、升降支架(5-4)和偏心定位轴(5-5)，圆柱导轨(5-1)上通过锁紧手柄(5-2)设置有横移支架(5-3)，升降支架(5-4)设置在横移支架(5-3)上，偏心定位轴(5-5)设置在升降支架(5-4)顶部。

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