CN211564121U - 一种薄壁锥筒的辊压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁锥筒的辊压装置，包括底座，底座上左右两侧均对应设置有左轴承板与右轴承板，任意一侧的左轴承板和右轴承板上均连接有盖板，盖板通过限位螺栓对设于其中心位置的活动压块进行限位；主辊轴通过滚动轴承和轴承压紧螺母连接于右轴承板上；副辊轴通过滚动轴承和轴承压紧螺母连接于左轴承板上；从动轴通过滑动轴承固定连接于活动压块上。本实用新型以主辊轴和副辊轴为驱动轴，从动轴为按压轴，只需对料板进行安装和辊压，即可完成对锥筒零件的加工；与现有技术相比，整个加工过程操作简单，降低了薄壁锥筒零件的加工难度；通过提前对料板进行表面处理和旋转限位螺栓来调整薄壁锥筒零件的加工锥度，保证了零件的加工精度。

Description

一种薄壁锥筒的辊压装置

技术领域

本实用新型属于加工制造工装技术领域，涉及一种加工薄壁圆筒零件的辊压装置。

背景技术

燃烧室后段是某新型战机的发动机燃烧室的组成部分。该零件采用耐高温材料GH3128来保证其在高温高压工况中的可靠性，该材料是以钨、钼固溶强化并用硼、铈、锆强化晶界的镍基合金，故而使该零件具有高塑性、较高的持久蠕变强度以及良好的焊接性能。该零件结构为薄壁锥筒结构，其壁厚通常控制在2～3mm，而对于该该薄壁零件的加工，目前国内主要采用如下方法：

(1)旋压法：使用旋压设备旋压锥筒成型，其弊端在于：1、旋压过程中旋压辊轮会压伤零件表面；2、零件旋压完成后还需再进行精加工内外锥面，以达到零件要求的精度及表面粗糙度。

(2)模具拉伸(缩口)法：采用锥度模具经过多次拉伸(缩口)成型薄壁锥筒，其弊端在于：1、零件拉伸(缩口)过程中会降低材料的韧性及强度，不适合用作高压、高温工况下的零件；2、拉伸(缩口)模具造价高，零件每次拉伸后均需进行热处理以消除拉伸应力及表面硬化应力，工序复杂、加工周期长。

(3)膨胀法：利用高压介质(气体，液体，高弹橡胶等)给薄壁零件内部加压使零件膨胀并紧压在锥模内壁以获得薄壁锥筒。其弊端在于：1、由于零件是锥面，导致膨胀过程中整体壁厚不均匀，还需进行精加工才能保证零件的精度要求；2、操作复杂可靠性差。

(4)切削加工；用厚壁管件直接加工成薄壁件，其弊端在于大长度，大直径的薄壁件极易产生加工变形，不但费时费料而且很难保证零件的加工精度。

发明内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种薄壁锥筒的辊压装置，克服现有加工方法中操作难度大、且精度难以保证的缺陷，使得加工过程简单化，同时保证了零件的加工精度。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种薄壁锥筒的辊压装置，包括底座，底座上左右两侧均对应设置有左轴承板与右轴承板，任意一侧的左轴承板和右轴承板上均连接有盖板，盖板通过限位螺栓对设于其中心位置的活动压块进行限位；

主辊轴通过滚动轴承和轴承压紧螺母连接于右轴承板上；副辊轴通过滚动轴承和轴承压紧螺母连接于左轴承板上；从动轴通过滑动轴承固定连接于活动压块上。

具体的，所述主辊轴为圆锥状，其左右两端均依次设有第一台阶轴、第二台阶轴和第三台阶轴，其左端的第三台阶轴的轴端还设有四棱方柱；所述副辊轴与主辊轴的结构相同，唯一区别在于四棱方柱设于副辊轴右端第三台阶轴的轴端；所述从动轴为圆锥状，其左右两端均设有连接轴。

具体的，所述左轴承板右侧上端棱边处设有第一倒角斜面，其右侧面为第一安装相对面，其中心开设有第一台阶通孔和第二台阶通孔，其顶面和底面均开设有螺纹孔；所述右轴承板左侧上端棱边处设有第二倒角斜面，其左侧面为第二安装相对面，其中心开设有第一台阶通孔和第二台阶通孔，其顶面和底面均开设有螺纹孔；所述左轴承板和右轴承板均通过底面开设的螺纹孔与底座固定连接；第一安装相对面和第二安装相对面保持相对，底座同侧的左轴承板和右轴承板呈镜像方式布置；第一倒角斜面和第二倒角斜面共同组成一个等腰梯形结构的定位安装槽。

具体的，所述盖板的中心位置开设有可供活动压块上下移动的U型通孔，盖板的底端为等腰梯形结构，其顶端面及左右翼板上均开设有螺纹孔；所述活动压块为中心开设有通孔的U型体，该U型体的圆弧部分与盖板上U型通孔的圆弧曲面相适配；该U型体直段部分的长度小于U型通孔直段部分的长度；所述活动压块上的通孔内套设有滑动轴承。

进一步的，所述主辊轴两端的第一台阶轴与右轴承板上的第一台阶通孔相配合，配合方式为间隙配合；主辊轴两端的第二台阶轴上分别套设有滚动轴承，滚动轴承与右轴承板上的第二台阶通孔相配合，配合方式为过盈配合；主辊轴两端的第三台阶轴通过与轴承压紧螺母相配合进而将主辊轴固定在右轴承板上；安装后，所述主辊轴上的四棱方柱位于左侧；

所述副辊轴两端的第一台阶轴与左轴承板上的第一台阶通孔相配合，配合方式为间隙配合；副辊轴两端的第二台阶轴上分别套设有滚动轴承，滚动轴承与左轴承板上的第二台阶通孔相配合，配合方式为过盈配合；副辊轴两端的第三台阶轴通过与轴承压紧螺母相配合进而将副辊轴固定左轴承板上；安装后，所述副辊轴上的四棱方柱位于右侧。

进一步的，所述盖板底端的等腰梯形结构与定位安装槽相适配，盖板的底端安装在定位安装槽内；盖板通过其左右翼板上开设的螺纹孔与左轴承板和右轴承板固定连接。

进一步的，所述从动轴通过两端的连接轴与活动压块内的滑动轴承相配合进而安装在左右两侧盖板之间；所述限位螺栓通过与盖板顶端面上开设的螺纹孔相配合来实现对活动压块的限位。

进一步的，所述从动轴在进行料板加工时，由于受到料板的弹性作用力而始终保持向上的运动趋势；进而带动两端的活动压块在U型孔内始终保持向上的运动趋势；

在限位螺栓不对活动压块产生限位作用时，活动压块的顶面与U型孔的顶面始终保持贴合；

当顺时针拧紧限位螺栓时，限位螺栓的下段部分将伸入U型孔内，活动压块的顶面与限位螺栓的端头保持贴合,进而通过限位螺栓对活动压块的限位调节作用来达到调整从动辊的按压角度或零件加工锥度的目的。

进一步的，所述主辊轴和副辊轴通过转动摇柄来驱动，摇柄通过设有与四棱方柱相适配的四棱凹槽来实现在四棱方柱上的可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型所采用的主辊轴、副辊轴和从动轴均为圆锥状，以主辊轴和副辊轴为驱动轴，从动轴为按压和锥度调整轴，只需对裁制好的料板进行安装和辊压，即可完成对薄壁锥筒零件的加工；与现有技术相比，整个加工过程操作简单，大幅度降低了高弹性模量薄壁锥筒零件的加工难度；通过提前对料板进行表面处理和旋转限位螺栓来调整薄壁锥筒零件的加工锥度，进而保证了零件的加工精度。

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为图1的左视图；

图4为本实用新型的驱动方式示意图；

图5为主辊轴的结构示意图；

图6为副辊轴的结构示意图；

图7为从动轴的结构示意图；

图8为左轴承板的结构示意图；

图9为右轴承板的结构示意图；

图10为图8和图9的左视图；

图11为料板的安装示意图；

图12为料板的左侧直边与副辊轴2的外沿边线保持对齐的状态示意图；

图13为料板的右侧直边与主辊轴1的外沿边线保持对齐的状态示意图；

其中，1为主辊轴，101为第一台阶轴，102为第二台阶轴，103为第三台阶轴，2为副辊轴，3为从动轴，301为连接轴，4为底座，5为左轴承板，51为第一倒角斜面，52为第一台阶通孔，53为第二台阶通孔，54为第一安装相对面，6为右轴承板，61为第二倒角斜面，62为第二安装相对面，7为盖板，8为活动压块，9为滚动轴承，10为滑动轴承，11为轴承压紧螺母，12为限位螺栓，13为四棱方柱，14为摇柄。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定，所涉及数据的单位均为：mm，其中有关方位的描述，均以说明书附图中所示的图形为基准。

参见图1、图2和图3，一种薄壁锥筒的辊压装置，可用来加工壁厚为：1mm～1.5mm,锥度为1.96^°～4.05^°的高弹性模量薄壁锥筒，包括底座4，底座4上左右两侧均对应设置有左轴承板5与右轴承板6，任意一侧的左轴承板5和右轴承板6上均连接有盖板7，盖板7上设有通过限位螺栓12对其进行限位的活动压块8；

参见图1、图2和图3，主辊轴1通过滚动轴承9和轴承压紧螺母11连接于右轴承板6上；副辊轴2通过滚动轴承9和轴承压紧螺母11连接于左轴承板5上；从动轴3通过滑动轴承10固定连接于盖板7内设置的活动压块8上；主辊轴1和副辊轴2对称布置，二者的中心线在同一水平面并保持1.76^°的夹角，二者的小圆端面内侧之间的距离设置为51.75；所述从动轴3居中设置在主辊轴1和副辊轴2的上方，其中心线到主辊轴1中心线或副辊轴2中心线所在水平面的垂直距离为47.13。

参见图5、图6和图7，所述主辊轴1为圆锥状，其大圆端面的直径为：Ф55±0.03，其小圆端面的直径为：Ф49±0.03，辊压部分的长度限定在417±0.2，锥度设计为：0^°49'12^″；主辊轴1左右两端均依次设有第一台阶轴101、第二台阶轴102和第三台阶轴103，其左端的第三台阶轴103的轴端还设有四棱方柱13；所述副辊轴2与主辊轴1的结构相同，唯一区别在于四棱方柱13设于副辊轴2右端的第三台阶轴103的轴端；所述从动轴3为圆锥状，其大圆端面的直径为：Ф58±0.03，其小圆端面的直径为：Ф52±0.03，辊压部分的长度限定在417±0.2，锥度设计为：0^°49'12^″；从动轴3左右两端分别设有连接轴301。

参见图8、图9和图10，所述左轴承板5右侧上端棱边处设有第一倒角斜面51，其右侧面为第一安装相对面54，其中心开设有第一台阶通孔52和第二台阶通孔53，其顶面和底面均开设有螺纹孔；所述右轴承板6左侧上端棱边处设有第二倒角斜面61，其左侧面为第二安装相对面62，其中心开设有第一台阶通孔52和第二台阶通孔53，其顶面和底面均开设有螺纹孔；

参见图3，所述左轴承板5和右轴承板6均通过底面开设的螺纹孔与底座4固定连接；第一安装相对面54和第二安装相对面62保持相对，使底座4同侧的左轴承板5和右轴承板6呈镜像方式布置；第一倒角斜面51和第二倒角斜面61共同组成一个等腰梯形结构的定位安装槽。

参见图1和图3，所述盖板7的中心位置开设有可供活动压块8上下移动的U型通孔，盖板7的底端为等腰梯形结构，盖板7的顶端面及其左右翼板上均开设有螺纹孔；所述活动压块8为中心开设有通孔的U型体，该U型体的圆弧部分与盖板7上U型通孔的圆弧曲面相适配；该U型体直段部分的长度小于U型通孔直段部分的长度；所述活动压块8上的通孔内设有滑动轴承10。

参见图2和图4，所述主辊轴1两端的第一台阶轴101与右轴承板6上的第一台阶通孔52相配合，配合方式为间隙配合；主辊轴1两端的第二台阶轴102上分别套设有滚动轴承9，滚动轴承9与右轴承板6上的第二台阶通孔53相配合，配合方式为过盈配合；主辊轴1两端的第三台阶轴103通过与轴承压紧螺母11相配合进而将主辊轴1固定在右轴承板6上；安装后，所述主辊轴1上的四棱方柱13位于左侧；

参见图2和图4，所述副辊轴2两端的第一台阶轴101与左轴承板5上的第一台阶通孔52相配合，配合方式为间隙配合；副辊轴2两端的第二台阶轴102上分别套设有滚动轴承9，滚动轴承9与左轴承板5上的第二台阶通孔53相配合，配合方式为过盈配合；副辊轴2两端的第三台阶轴103通过与轴承压紧螺母11相配合进而将副辊轴2固定左轴承板5上；安装后，所述副辊轴2上的四棱方柱13位于右侧。

参见图3，所述盖板7底端的等腰梯形结构与第一倒角斜面51和第二倒角斜面61共同组成的定位安装槽相适配，盖板7的底端安装在定位安装槽内；盖板7通过其左右翼板上开设的螺纹孔与左轴承板5和右轴承板6固定连接。

参见图1、图3和图7，所述从动轴3通过两端的连接轴301与活动压块8内的滑动轴承10相配合进而实现在左右两侧盖板7之间的安装；所述限位螺栓12与盖板7顶端面上开设的螺纹孔相配合，通过旋转限位螺栓12来调整其升降，进而实现对活动压块8的限位。

所述从动轴3在进行料板加工时，由于受到料板的弹性作用力而始终保持向上的运动趋势；进而带动两端的活动压块8在U型孔内始终保持向上的运动趋势；

在限位螺栓12不对活动压块8产生限位作用时，活动压块8的顶面与U型孔的顶面始终保持贴合；

参见图3，当顺时针拧紧限位螺栓12时，限位螺栓12的下段部分将伸入U型孔内，活动压块8的顶面与限位螺栓12的端头保持贴合。

参见图4，所述主辊轴1和副辊轴2通过转动摇柄14来驱动，摇柄14通过设有与四棱方柱13相适配的四棱凹槽来实现在四棱方柱13上的可拆卸连接。

下面给出具体的实施例：

实施例1

以卷制壁厚为1.5mm，锥度为1.96^°的薄壁锥筒为例；具体操作如下：

1、裁制料板并抛光打磨表面。

2、参见图1，逆时针旋转左右两侧盖板7顶端面上的限位螺栓12，使限位螺栓12的端头与盖板7上U型通孔的顶面相平齐。

3、松开盖板7左右翼板上的螺纹连接件，拆除由盖板7、活动压块8、滑动轴承10和从动轴3组装成的整体按压组件。

4、将料板放置在主动辊1和副辊轴2上，如图11所示。

5、将拆除的整体按压组件通过盖板7左右翼板上的螺纹孔，重新组装安装连接到左轴承板5和右轴承板6上；此时从动轴3受到料板对其向上的弹性作用力，从动轴3进而带动活动压块8向上移动到最高极限位置，活动压块8的顶面与盖板7上U型通孔的顶面相接触。

6、如图11所示，转动摇柄14驱动副辊轴2，将料板的左侧直边转动到副辊轴2的上端，使料板的左侧直边与副辊轴2的外沿边线保持对齐，如图12所示。再转动摇柄14驱动主动辊1，将料板的右侧直边转动到主动辊1的上端，使料板的右侧直边与主动辊1的外沿边线保持对齐，如图13所示。所述以上操作视为一次完整的辊压动作。

7、同时将左右两侧的盖板7顶端面上的限位螺栓12顺时针拧紧1.5圈，此时限位螺栓12的端头将活动压块8向下按压2.5mm，两端的活动压块8进一步带动从动轴3向下直线平移2.5mm。此时，重复一次完整的辊压动作。

8、重复7步骤中的操作，即每将限位螺栓12顺时针拧紧一圈，便重复一次完整的辊压动作；如此重复，逐步将料板卷制成薄壁锥筒，直至薄壁锥筒的左侧直边和右侧直边相互搭接掺合15～20mm后方视为合格。

9、重复上述步骤2和步骤3，将卷制合格的薄壁锥筒取出即可。

实施例2

以卷制壁厚为1mm，锥度为4.05^°的薄壁锥筒为例；具体操作如下：

1、裁制料板并抛光打磨表面。

2、参见图1，逆时针旋转左右两侧盖板7顶端面上的限位螺栓12，使限位螺栓12的端头与盖板7上U型通孔的顶面相平齐。

3、松开盖板7左右翼板上的螺纹连接件，拆除由盖板7、活动压块8、滑动轴承10和从动轴3组装成的整体按压组件。

4、将料板放置在主动辊1和副辊轴2上，如图11所示。

5、将拆除的整体按压组件通过盖板7左右翼板上的螺纹孔，重新组装安装连接到左轴承板5和右轴承板6上；此时从动轴3受到料板对其向上的作用力，进而带动活动压块8向上移动到最高极限位置，活动压块8的顶面与盖板7上U型通孔的顶面相接触。

6、如图11所示，转动摇柄14驱动副辊轴2，将料板的左侧直边转动到副辊轴2的上端，使料板的左侧直边与副辊轴2的外沿边线保持对齐，如图12所示。再转动摇柄14驱动主动辊1，将料板的右侧直边转动到主动辊1的上端，使料板的右侧直边与主动辊1的外沿边线保持对齐，如图13所示。所述以上操作视为一次完整的辊压动作。

7、将左右两侧的盖板7顶端面上的限位螺栓12同时顺时针拧紧1圈，此时限位螺栓12的端头将活动压块8向下按压1.7mm，两端的活动压块8进一步带动从动轴3向下直线平移1.7mm；此时，重复一次完整的辊压动作。

8、重复7步骤中的操作，即每将限位螺栓12顺时针拧紧一圈，便重复一次完整的辊压动作；如此重复，逐步将料板卷制成薄壁锥筒，直至薄壁锥筒小圆端的左右两侧搭接棱角相互掺合15～20mm。

9、此时保持薄壁锥筒小圆端一侧的限位螺栓12不动，只旋转拧紧薄壁锥筒大圆端一侧的限位螺栓12，每次顺时针拧紧1圈，完成一次6步骤中的辊压动作，如此重复，直至薄壁锥筒大圆端的左右两侧搭接棱角相互掺合15～20mm。

10、重复上述步骤2和步骤3，将卷制合格的薄壁锥筒取出即可。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，包括底座(4)，底座(4)上左右两侧均对应设置有左轴承板(5)与右轴承板(6)，任意一侧的左轴承板(5)和右轴承板(6)上均连接有盖板(7)，盖板(7)通过限位螺栓(12)对设于其中心位置的活动压块(8)进行限位；

主辊轴(1)通过滚动轴承(9)和轴承压紧螺母(11)连接于右轴承板(6)上；副辊轴(2)通过滚动轴承(9)和轴承压紧螺母(11)连接于左轴承板(5)上；从动轴(3)通过滑动轴承(10)固定连接于活动压块(8)上。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述主辊轴(1)和副辊轴(2)的左右两端均依次设有第一台阶轴(101)、第二台阶轴(102)和第三台阶轴(103)；所述主辊轴(1)左端的第三台阶轴(103)的轴端设有四棱方柱(13)；所述副辊轴(2)右端的第三台阶轴(103)的轴端设有四棱方柱(13)；所述从动轴(3)左右两端均设有连接轴(301)；所述主辊轴(1)、副辊轴(2)和从动轴(3)均为圆锥状，且三者的大圆端位于同侧。

3.根据权利要求1所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述左轴承板(5)右侧上端棱边处设有第一倒角斜面(51)，其右侧面为第一安装相对面(54)，其中心开设有第一台阶通孔(52)和第二台阶通孔(53)，其顶面和底面均开设有螺纹孔；所述右轴承板(6)左侧上端棱边处设有第二倒角斜面(61)，其左侧面为第二安装相对面(62)，其中心开设有第一台阶通孔(52)和第二台阶通孔(53)，其顶面和底面均开设有螺纹孔；所述左轴承板(5)和右轴承板(6)均通过底面开设的螺纹孔与底座(4)固定连接；第一安装相对面(54)和第二安装相对面(62)保持相对，底座(4)同侧的左轴承板(5)和右轴承板(6)呈镜像方式布置；第一倒角斜面(51)和第二倒角斜面(61)共同组成一个等腰梯形结构的定位安装槽。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述盖板(7)的中心位置开设有可供活动压块(8)上下移动的U型通孔，盖板(7)的底端为等腰梯形结构，其顶端面及左右翼板上均开设有螺纹孔；所述活动压块(8)为中心开设有通孔的U型体，该U型体的圆弧部分与盖板(7)上U型通孔的圆弧曲面相适配；该U型体直段部分的长度小于U型通孔直段部分的长度；所述活动压块(8)上的通孔内套设有滑动轴承(10)。

5.根据权利要求2或3所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述主辊轴(1)两端的第一台阶轴(101)与右轴承板(6)上的第一台阶通孔(52)相配合，配合方式为间隙配合；主辊轴(1)两端的第二台阶轴(102)上分别套设有滚动轴承(9)，滚动轴承(9)与右轴承板(6)上的第二台阶通孔(53)相配合，配合方式为过盈配合；主辊轴(1)两端的第三台阶轴(103)通过与轴承压紧螺母(11)相配合进而将主辊轴(1)固定在右轴承板(6)上；所述被固定后的主辊轴(1)上的四棱方柱(13)位于左侧；

所述副辊轴(2)两端的第一台阶轴(101)与左轴承板(5)上的第一台阶通孔(52)相配合，配合方式为间隙配合；副辊轴(2)两端的第二台阶轴(102)上分别套设有滚动轴承(9)，滚动轴承(9)与左轴承板(5)上的第二台阶通孔(53)相配合，配合方式为过盈配合；副辊轴(2)两端的第三台阶轴(103)通过与轴承压紧螺母(11)相配合进而将副辊轴(2)固定左轴承板(5)上；所述被固定后的副辊轴(2)上的四棱方柱(13)位于右侧。

6.根据权利要求3或4所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述盖板(7)底端的等腰梯形结构与定位安装槽相适配，盖板(7)的底端安装在定位安装槽内；盖板(7)通过其左右翼板上开设的螺纹孔与左轴承板(5)和右轴承板(6)顶面开设的螺纹孔相配合，实现在左轴承板(5)和右轴承板(6)上的固定连接。

7.根据权利要求2或4所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述从动轴(3)通过两端的连接轴(301)与活动压块(8)内的滑动轴承(10)相配合进而安装在左右两侧盖板(7)之间；所述限位螺栓(12)通过与盖板(7)顶端面上开设的螺纹孔相配合来实现对活动压块(8)的限位。

8.根据权利要求7所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述从动轴(3)受到料板的弹性作用力而始终保持向上的运动趋势；进而带动两端的活动压块(8)在U型孔内始终保持向上的运动趋势；

在限位螺栓(12)不对活动压块(8)产生限位作用时，活动压块(8)的顶面与U型孔的顶面始终保持贴合；

当顺时针拧紧限位螺栓(12)时，限位螺栓(12)的下段部分将伸入U型孔内，活动压块(8)的顶面与限位螺栓(12)的端头保持贴合。

9.根据权利要求2所述的一种薄壁锥筒的辊压装置，其特征在于，所述主辊轴(1)和副辊轴(2)通过转动摇柄(14)来驱动，摇柄(14)通过设有与四棱方柱(13)相适配的四棱凹槽来实现在四棱方柱(13)上的可拆卸连接。

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