CN211921637U - 一种金属平板双面对称滚压加工装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金属平板双面对称滚压加工装置，包括：驱动单元、跑道形往返运动单元、滚压加工单元；驱动单元包括电机，安装于支架上，电机输出轴与齿轮轴固定，在齿轮轴上装配有齿轮，电机驱动齿轮转动；跑道形往返运动单元包括大燕尾槽滑台、小燕尾槽滑台、跑道形内齿框；大燕尾槽滑台的底面安装于支架上，小燕尾槽滑台固定于大燕尾槽滑台上，跑道形内齿框固定于小燕尾槽滑台上，其形状是由两段半圆弧齿圈及两段直线齿条构成的跑道形，齿轮与内齿框相啮合；滚压加工单元包括加工头基座、油盒、电动缸；改装置通过加工头的前后进给以及金属平板的跑道形往返运动二者叠加可实现在金属平板表面形成梯度纳米结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是金属平板双面对称滚压加工装置，主要通过使材料发生剧烈塑性变形的方式在金属平板表面制备出梯度纳米结构。
背景技术
采用梯度塑性变形技术可在金属材料内部制备出梯度纳米结构层。金属材料经梯度纳米化后，其拉伸性能以及疲劳性能将得到提升，同时也可使晶粒细化带来材料塑性下降的问题得到改善。而作为工业领域内应用极其广泛的一类工件，金属板类构件若能实现梯度纳米化，将使材料失效的可能性降低，从而大大提升工件的服役时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的金属平板双面对称滚压加工装置，以更好的在金属平板构件表面制备出梯度纳米结构。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种金属平板双面对称滚压加工装置，包括：驱动单元、跑道形往返运动单元、滚压加工单元；
驱动单元包括电机，安装于支架上，电机输出轴与齿轮轴固定，在齿轮轴上装配有齿轮，电机驱动齿轮转动；
跑道形往返运动单元包括大燕尾槽滑台、小燕尾槽滑台、跑道形内齿框；大燕尾槽滑台的底面安装于支架上，小燕尾槽滑台的底面固定于大燕尾槽滑台的滑动面上，两滑台滑动方向垂直，跑道形内齿框固定于小燕尾槽滑台的滑动面上，其形状是由两段半圆齿圈及两段与大燕尾槽滑台滑动方向平行的直线齿条构成的跑道形，齿轮轴伸入跑道形内齿框内使齿轮与内齿框相啮合；
滚压加工单元包括加工头基座、油盒、电动缸；油盒固定于小燕尾槽滑台上，油盒上部敞口，且设置有夹持装置可将待加工金属平板装夹于油盒上方，加工头基座上固定有上下相对的两个加工头，上下两个加工头可将金属平板双面压紧进行滚压加工，电动缸作为横向进给装置，加工头基座安装于电动缸活塞杆端部，在加工过程中电动缸带动加工头前后进给。
上述技术方案中，进一步的，所述的加工头基座上连接有气管用于通入高压气体控制加工头压力。
进一步的，所述的加工头基座上还设有喷头，内部安装有油管，油管连接喷头，用以在加工过程中对金属平板表面喷洒冷却油以消除加工过程中产生的热量。
进一步的，所述的齿轮轴上还安装有连杆连接件，二者仅可相对转动，连杆连接件上固定有滚轮轴，滚轮轴下端安装有限位滚轮，齿轮与跑道形内齿圈啮合，同时限位滚轮与跑道形内齿圈外圈相贴合。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型装置通过动力源可实现金属平板做周期性的匀速跑道形运动，横向进给装置(电动缸)通过电气控制部分实现滚压加工装置的前后进给，通过两种运动的叠加可以在金属平板表面实现梯度纳米结构加工。
附图说明
图1为本实用新型的一种外观示意图。
图2为本实用新型另一角度的一种外观示意图。
图3为本实用新型滚压加工单元的部分外观示意图。
图4为本实用新型跑道形往返运动单元的一种外观示意图。
图5为本实用新型实例中电气控制部分的一种示意图。
图中：1-加工头，2-油盒，3-大燕尾槽滑台，4-小燕尾槽滑台，5-三相交流电机，6-摆线针轮减速机，7-齿框，8-电动缸，9-加工头基座，10-金属平板，11-电动缸活塞杆，12-齿轮，13-齿轮轴，14-连杆连接件，15-滚轮轴，16-限位滚轮，17-垫板，18-链轮联轴器，19-伺服驱动器，20-开关电源，21-计算机，22-单片机，23-蜂鸣器，24-按钮a，25-按钮b，26-光耦pc817。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚并完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
本实例的部件包括：
支架、上下两加工头1、加工头基座9、油盒2、大燕尾槽滑台3、小燕尾槽滑台4、三相交流电机5、摆线针轮减速机6、电动缸8、齿轮12、齿框7、齿轮轴13、连杆连接件14、滚轮轴15、限位滚轮16、垫板17、链轮联轴器18、伺服驱动器19、开关电源20、计算机21、单片机22、蜂鸣器23、按钮a 24、按钮b 25以及光耦pc817 26；
所述加工头基座9、加工头1、油盒2、电动缸8组成滚压加工单元，油盒2固定于小燕尾槽滑台4上可随着小燕尾槽滑台4的运动而运动，油盒2上部敞口，且设置有夹持装置可将待加工金属平板10装夹于油盒2上方，加工头基座9上固定有上下相对的两个加工头1，上下两个加工头通过气压施加压力，可将金属平板双面压紧进行滚压加工，电动缸8作为横向进给装置，加工头基座9安装于电动缸8活塞杆端部，在加工过程中电动缸8带动加工头1前后进给。此外，加工头基座上还设有喷头，内部还可以安装有油管，油管一端连接喷头用以在加工过程中对金属平板表面喷洒冷却油以消除加工过程中产生的热量，冷却油直接落入油盒内，油管另一端还可通过循环泵连接油盒实现循环。
大燕尾槽滑台3、小燕尾槽滑台4、三相交流电机5、摆线针轮减速机6、电动缸8、齿轮12、齿框7、齿轮轴13、连杆连接件14、滚轮轴15、限位滚轮16、垫板17、链轮联轴器18、伺服驱动器19组成驱动单元和跑道形往返运动单元；三相交流电机5安装于支架上，电机输出轴与齿轮轴13固定，在齿轮轴13上装配有齿轮12，电机驱动齿轮转动；大燕尾槽滑台3的底面安装于支架上，小燕尾槽滑台4的底面固定于大燕尾槽滑台3的滑动面上，两滑台滑动方向垂直，跑道形内齿框7固定于小燕尾槽滑台3的滑动面上的垫板17上，其形状是由两段半圆齿圈及两段与大燕尾槽滑台3滑动方向平行的直线齿条构成的跑道形，齿轮轴13伸入跑道形内齿框7内使齿轮与内齿框相啮合；所述的齿轮轴13上还安装有连杆连接件14，二者仅可相对转动，连杆连接件14上固定有滚轮轴15，滚轮轴15下端安装有限位滚轮16，齿轮12与跑道形内齿圈7啮合，同时限位滚轮16与跑道形内齿圈7外圈相贴合。
参照图2与图4，由于齿轮轴13上装配有齿轮12，因此三相交流电机5经摆线针轮减速机6带动齿轮轴13旋转，进而带动齿轮12旋转。当齿轮12与齿框7齿条段啮合时，传动装置带动金属平板10做匀速直线运动。同时由于齿框7存在齿圈段，在一个运动周期内只要齿轮12旋转并与齿框7啮合，其运动状态总能在正反向匀速直线运动状态中切换。齿框7下方安装有垫板17、小燕尾槽滑台4以及大燕尾槽滑台3。因此当齿轮12与齿框7齿圈段啮合时，小燕尾槽滑台4以及大燕尾槽滑台3均做匀速直线运动；当齿轮12与齿框7齿条段啮合时，大燕尾槽滑台4做匀速直线运动而小燕尾槽滑台不动。
结合电动缸即横向进给装置使加工头进行前后进给，两种运动叠加后即可在金属平板表面形成梯度纳米结构。
电动缸可通过电气控制部分(如图5给出一种可能的控制方法，但电动缸横向进给控制并不限于以下方法)实现滚压加工装置的前后进给。
参照图5，加工前通过按下按钮a24使单片机22某个端口产生电平变化，单片机22在接收到此信号后发出控制指令并将其传递至伺服驱动器19。在接收到单片机22的控制指令后，伺服驱动器19通过动力线缆驱动电动缸8，最终带动加工头1进给。一道次加工结束后，蜂鸣器23将自动发出三声滴滴的声响提示加工完成。按下变频器操作面板上的暂停键，三相交流电机5停止转动，同时电动缸8将自动停止进给。在下一道次加工进行前，再次按下按钮a24，此时电动缸8加工进给方向与前一道次相反，之后继续对金属平板10进行滚压处理。
进一步地参照图3。本装置内的加工头基座9相对于金属平板10位置保持固定。由于传动装置的运动具有周期性，在加工过程中带动金属平板10做周期性的往复匀速跑道形运动。在一个加工道次内，加工头1在气压的作用下与金属平板10双面紧密接触并对其进行滚压，滚压力相同并保持恒定。在一个运动周期内，上下加工头1的滚压处理使金属平板双面产生一道压痕。当传动装置回到运动起点，电动缸8推动上下加工头1向前进给，使加工头1产生一个极小的位移。此后传动装置再次带动金属平板10做往复匀速直线运动，使金属平板10表面又产生一道压痕，并与前道压痕部分重叠。多道压痕的重叠使金属平板10表面产生了滚压加工区域。在下个道次进行前，通过气瓶调节气压使加工压力增大，之后重复以上过程，加工过程中加工头1向后进给。此过程需要对金属平板进行多道次的加工，并保持每道次加工压力均匀增加，同时相邻道次加工头1进给方向相反。
Claims (4)
1.一种金属平板双面对称滚压加工装置，其特征在于，包括：驱动单元、跑道形往返运动单元、滚压加工单元；
驱动单元包括电机（5），安装于支架上，电机输出轴与齿轮轴（13）固定，在齿轮轴（13）上装配有齿轮（12），电机驱动齿轮转动；
跑道形往返运动单元包括大燕尾槽滑台（3）、小燕尾槽滑台（4）、跑道形内齿框（7）；大燕尾槽滑台（3）的底面安装于支架上，小燕尾槽滑台（4）的底面固定于大燕尾槽滑台（3）的滑动面上，两滑台滑动方向垂直，跑道形内齿框（7）固定于小燕尾槽滑台（4）的滑动面上，其形状是由两段半圆齿圈及两段与大燕尾槽滑台（3）滑动方向平行的直线齿条构成的跑道形，齿轮轴（13）伸入跑道形内齿框（7）内使齿轮与内齿框相啮合；
滚压加工单元包括加工头基座（9）、油盒（2）、电动缸（8）；油盒（2）固定于小燕尾槽滑台（4）上，油盒（2）上部敞口，且设置有夹持装置可将待加工金属平板（10）装夹于油盒（2）上方，加工头基座（9）上固定有上下相对的两个加工头（1），上下两个加工头可将金属平板双面压紧进行滚压加工，电动缸（8）作为横向进给装置，加工头基座（9）安装于电动缸（8）活塞杆端部，在加工过程中电动缸（8）带动加工头（1）前后进给。
2.根据权利要求1所述的金属平板双面对称滚压加工装置，其特征在于，所述的加工头基座（9）上连接有气管用于通入高压气体控制加工头压力。
3.根据权利要求1所述的金属平板双面对称滚压加工装置，其特征在于，所述的加工头基座（9）上还设有喷头，内部安装有油管，油管连接喷头，用以在加工过程中对金属平板表面喷洒冷却油以消除加工过程中产生的热量。
4.根据权利要求1所述的金属平板双面对称滚压加工装置，其特征在于，所述的齿轮轴（13）上还安装有连杆连接件（14），二者仅可相对转动，连杆连接件（14）上固定有滚轮轴（15），滚轮轴（15）下端安装有限位滚轮（16），齿轮（12）与跑道形内齿框（7）啮合，同时限位滚轮（16）与跑道形内齿框（7）外圈相贴合。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111004902A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 浙江工业大学 | 金属平板双面对称滚压加工装置 |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922476973.3U patent/CN211921637U/zh not_active Expired - Fee Related
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