一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压的制造方法
【专利摘要】一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，包括底座、尾顶系统、旋轮系统、主轴系统，尾顶系统、旋轮系统、主轴系统安装于底座之上，尾顶系统将毛坯压在主轴系统上，旋轮系统与工件外圆配合，加工成工件的槽轮，本发明使用旋压的方式加工大型槽轮，较易调整加工范围，采用单槽旋轮逐个加工和多槽旋轮两种加工方式，适应壁厚不变和壁厚变薄的槽轮加工，并且使用刀具完成毛边切除工艺，具有成形速度快、适用范围广的优点。
【专利说明】—种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机
【技术领域】
[0001]本发明属于塑性加工旋压机领域，特别涉及一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机。
【背景技术】
[0002]大型槽轮在工业中有广泛的应用，如电梯轿顶轮。该类零件传统加工方式主要是通过铸造完成，存在制造时间长、工况差、成本高等诸多问题。而板式旋压槽轮，可以很好的克服以上问题。现有的槽轮旋压技术主要针对小型工件，存在加工范围小、适应性差等问题。并且采用整体式芯模的旋压设备，存在脱模困难的问题。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，降低了成本，具有较高的扩展性。
[0004]为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0005]一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，包括底座1、尾顶系统2、旋轮系统3、主轴系统4，尾顶系统2、旋轮系统3、主轴系统4安装于底座I之上，尾顶系统2将毛坯6压在主轴系统4上，旋轮系统3与工件5外圆配合，加工成工件5的槽轮；
[0006]所述的主轴系统4包括主轴箱401，主轴箱401安装于底座I之上,主轴电机416安装于主轴箱401的后部，主轴405安装于主轴箱401前部，在主轴405前端安装有主轴转体406，主轴转体406上的齿形或槽形与工作芯模403相配合，工作芯模403与支撑芯模408、调整芯模411以主轴轴线为基准均匀分布在主轴箱401前部，工作芯模403安装于工作芯模轴404上，工作芯模轴404安装于带有夹紧装置的第三导轨402之上，支撑芯模408采用同样的安装方式安装于第四导轨407上，工作芯模403与主轴转体406相外切，调整支撑芯模408位置，使得其与工作芯模403，都同目标工件5的内径相内切，然后分别夹紧，调整芯模411安装于第五导轨410之上，调整芯模411的轴尾部与第二推进装置415相连，第二推进装置415固定于主轴箱401内侧，刀具413通过刀柄连接于第六导轨412，刀柄尾端与第一推进装置414相连，第一推进装置414固定于主轴箱401之上，刀具413刀尖高度与目标工件5的下缘相同，刀尖与主轴405轴线、主轴转体406轴线共面，工作芯模403、支撑芯模408、调整芯模411能够分别绕自身轴线旋转，支撑芯模408、调整芯模411与工件5内表面接触；
[0007]所述的旋轮系统3包括旋轮架301，旋轮架301通过第一导轨302、第二导轨303以及带卡紧装置的动滑块304安装于底座I之上，第一导轨302与第二导轨303的方向与主轴405的轴向相同，旋轮架301上部安装有旋轮液压缸305，旋轮液压缸305的输出轴前端安装有旋轮座306，旋轮座306上安装旋轮307，靠近主轴405的第二导轨303与主轴405的中面的距离为:工件5的最大半径加旋轮307的直径及旋轮座306的厚度及相应的余量，旋轮推进缸308安装于底座I上，旋轮推进缸308的推进端和旋轮架301连接，推进端位于第一导轨302和第二导轨303之间，高于第一导轨302、第二导轨303,旋轮307、主轴405、工作芯模403的轴线共面，旋轮307边缘与工作芯模403的边缘为配合平面；
[0008]所述的尾顶系统2包括尾顶架201、尾顶液压缸202、尾顶体203，尾顶架201固定于底座I，尾顶液压缸202安装于尾顶架201上部，尾顶体203安装于尾顶液压缸202的输出轴轴端，尾顶体203的轴线与主轴405的轴线共线。
[0009]所述的一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机的生产工艺为:多槽旋轮成形时:调整工作芯模403与主轴转体406相接触，固定工作芯模403的位置，调整支撑芯模408的位置，使其与目标工件5相内切，固定调整芯模408的位置，将调整芯模411运行至与工件5相内切的位置，调整刀具413，使得刀尖达到所需的坯料切割高度，将刀具413运行至不干扰坯料运动的位置，调整旋轮架301在第一导轨302、第二导轨303上的位置，使得旋轮307与工作芯模403的位置互补，固定旋轮架301的位置，将筒形工件5安装到模具加工位置，然后驱动尾顶系统2，使得尾顶体203夹紧工件，主轴405开始转动，带动坯料6转动，旋轮液压缸305驱动旋轮307挤压工件5，完成槽形旋压，接着，驱动第一推进结构414，使得刀具413进给，对工件5的端部进行切割，去除毛边，之后，撤出旋轮307和刀具203，停止主轴405转动，驱动第二推进装置415，使得调整芯模403向内运动，离开工件5，尾顶体203向后运动，松开工件5，取下工件，即完成了一次加工；
[0010]单槽旋轮成形时:工作过程与多旋轮成形时类似，坯料厚度在加工中略减小，区别在于单槽旋轮成形过程中，每次只加工一个槽形，每个槽形的加工，都需要:首先驱动旋轮推进缸308，将旋轮307对准需要加工的位置，锁定旋轮推进缸308 ;接着驱动旋轮液压缸305，使得旋轮307在坯料6旋转过程中径向进给，压出该道次的槽形；然后驱动旋轮液压缸305，退出旋轮307，重复上述步骤，压出所有槽形，然后重复整个大过程，对所有槽形再旋压I到2次，完成加工。
[0011]本发明具有以下有益效果:
[0012]适应于大型槽轮的加工。该设备比传统的铸造方式降低了加工时长、材料成本、工件重量。
[0013]较高的扩展性。不同直径槽轮的加工，只需要更换工作芯模，两个小芯模进行位置调整即可。
[0014]较高的经济效益。得益于板材旋压工艺，不仅降低了材料成本，而且将低了加工费用；由因为模具通用性强，所以降低了模具成本。
[0015]减少了工艺步骤。普通旋压产生的槽轮经常会有毛边，需要单独进行一步修整工艺。本发明直接将毛边切除，减少了后续工艺过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的设备图。
[0017]图2是本发明的工作图。
[0018]图3.1是本发明所加工的典型坯料6示意图；图3.2是本发明所加工的工件5示意图。
[0019]图4是本发明的主轴系统图。
[0020]图5是本发明的主轴系统左视图。
[0021]图6是本发明的旋轮系统图。
[0022]图7是本发明所使用的旋轮图，其中7.1为单槽旋轮；图7.2为多槽旋轮。
[0023]图8是本发明的尾顶系统图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0025]参照图1、图2、图3，一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，包括底座1、尾顶系统2、旋轮系统3、王轴系统4，尾顶系统2、旋轮系统3、王轴系统4安装于底座I之上，尾顶系统2将毛坯6压在主轴系统4上，旋轮系统3与工件5外圆配合，加工成工件5的槽轮。
[0026]参照图4、图5，所述的主轴系统4包括主轴箱401，主轴箱401安装于底座I之上，主轴电机416安装于主轴箱401的后部，主轴405安装于主轴箱401前部，在主轴405前端安装有主轴转体406，主轴转体406上的齿形或槽形与工作芯模403相配合，工作芯模403与支撑芯模408、调整芯模411以主轴轴线为基准均匀分布在主轴箱401前部，工作芯模403安装于工作芯模轴404上，工作芯模轴404安装于带有夹紧装置的第三导轨402之上，支撑芯模408采用同样的安装方式安装于第四导轨407上，工作芯模403与主轴转体406相外切，调整支撑芯模408位置，使得其与工作芯模403，都同目标工件5的内径相内切，然后分别夹紧，调整芯模411安装于第五导轨410之上，调整芯模411的轴尾部与第二推进装置415相连，第二推进装置415固定于主轴箱401内侧，刀具413通过刀柄连接于第六导轨412，刀柄尾端与第一推进装置414相连，第一推进装置414固定于主轴箱401之上，刀具413刀尖高度与目标工件5的下缘相同，刀尖与主轴405轴线、主轴转体406轴线共面，工作芯模403、支撑芯模408、调整芯模411能够分别绕自身轴线旋转，支撑芯模408、调整芯模411与工件5内表面接触。
[0027]参照图6、图7，所述的旋轮系统3包括旋轮架301，旋轮架301通过第一导轨302、第二导轨303以及带卡紧装置的动滑块304安装于底座I之上，第一导轨302与第二导轨303的方向与主轴405的轴向相同，旋轮架301上部安装有能够承受一定径向载荷的旋轮液压缸305，旋轮液压缸305的输出轴前端安装有旋轮座306，旋轮座306上安装能够绕自身轴线自由旋转的旋轮307，靠近主轴405的第二导轨303与主轴405的中面的距离为:工件5的最大半径加旋轮307的直径及旋轮座306的厚度及相应的余量，旋轮推进缸308安装于底座I上，旋轮推进缸308的推进端和旋轮架301连接，推进端位于第一导轨302和第二导轨303之间，高于第一导轨302、第二导轨303，旋轮307、主轴405、工作芯模403的轴线共面，旋轮307边缘与工作芯模403的边缘为配合平面。
[0028]参照图8，所述的尾顶系统2包括尾顶架201、尾顶液压缸202、尾顶体203，尾顶架201固定于底座1，能够承受一定径向载荷的尾顶液压缸202安装于尾顶架201上部，能够绕自身轴线自由旋转的尾顶体203安装于尾顶液压缸202的输出轴轴端，尾顶体203的轴线与主轴405的轴线共线。
[0029]本发明的工作原理为:
[0030]主轴电机416输出的转矩和转速通过主轴箱401，为工件5的旋压过程提供动力。主轴箱401内的变速箱控制主轴405的转速。支撑芯模408、调整芯模411也与工件5内表面接触，但都是被动旋转，主要作用是同工作芯模403稳定控制工件5变形。三个芯模都拥有同目标工件内槽形互补的形状，旋轮307拥有同目标工件外槽形互补的形状。在工作过程中，主轴405通过摩擦或者齿形传动，带动相外切的工作芯模403转动。工作芯模403通过摩擦力带动工件转动。支撑芯模408、调整芯模411在坯料6带动下转动。工作芯模403的直径同主轴转体406的半径之和，为目标工件5的内径。对与直径不同的工件，可以通过更改工作芯模403的大小，支撑芯模408和调整芯模411的位置即可。对于槽形不同的工件，更改三个芯模的槽形，视情况改变主轴转体406的槽形即可。该设备在旋压槽轮时有两种工作状态，根据成形要求，可分别采用单槽旋轮或多槽旋轮307。当槽轮要求通过强力旋压成形时，可采用多槽旋轮307 —次压出所有槽形，此时，工件壁厚小于坯料壁厚；当槽轮要求通过普通旋压成形时，可采用单槽旋轮逐次旋压各个槽形。旋轮307边缘与工作芯模403的边缘为配合平面，在槽形成形后，可以将槽轮边缘压平。刀具413在这之后，切除工件5的毛边。
[0031]所述的一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机的生产工艺为:
[0032]多槽旋轮成形时:调整工作芯模403与主轴转体406相接触，固定工作芯模403的位置，调整支撑芯模408的位置，使其与目标工件5相内切，固定调整芯模408的位置，将调整芯模411运行至与工件5相内切的位置，调整刀具413，使得刀尖达到所需的坯料切割高度，将刀具413运行至不干扰坯料运动的位置，调整旋轮架301在第一导轨302、第二导轨303上的位置，使得旋轮307与工作芯模403的位置互补，固定旋轮架301的位置，将筒形工件5安装到模具加工位置，然后驱动尾顶系统2，使得尾顶体203夹紧工件，主轴405开始转动，带动坯料6转动，旋轮液压缸305驱动旋轮307挤压工件5，完成槽形旋压，接着，驱动第一推进结构414，使得刀具413进给，对工件5的端部进行切割，去除毛边，之后，撤出旋轮307和刀具203，停止主轴405转动，驱动第二推进装置415，使得调整芯模403向内运动，离开工件5，尾顶体203向后运动，松开工件5，取下工件，即完成了一次加工；
[0033]单槽旋轮成形时:工作过程与多旋轮成形时类似，坯料厚度在加工中略减小，区别在于单槽旋轮成形过程中，每次只加工一个槽形，每个槽形的加工，都需要:首先驱动旋轮推进缸308，将旋轮307对准需要加工的位置，锁定旋轮推进缸308 ;接着驱动旋轮液压缸305，使得旋轮307在坯料6旋转过程中径向进给，压出该道次的槽形；然后驱动旋轮液压缸305，退出旋轮307，重复上述步骤，压出所有槽形，然后重复整个大过程，对所有槽形再旋压I到2次，完成加工。
【权利要求】
1.一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，包括底座(I)、尾顶系统(2)、旋轮系统(3)、主轴系统(4)，其特征在于:尾顶系统(2)、旋轮系统(3)、主轴系统(4)安装于底座(I)之上，尾顶系统(2)将毛坯(6)压在主轴系统(4)上，旋轮系统(3)与工件(5)外圆配合，加工成工件(5)的槽轮； 所述的主轴系统(4)包括主轴箱(401)，主轴箱(401)安装于底座(I)之上，主轴电机(416)安装于主轴箱(401)的后部，主轴(405)安装于主轴箱(401)前部，在主轴(405)前端安装有主轴转体(406)，主轴转体(406)上的齿形或槽形与工作芯模(403)相配合，工作芯模(403)与支撑芯模(408)、调整芯模(411)以主轴轴线为基准均匀分布在主轴箱(401)前部，工作芯模(403)安装于工作芯模轴(404)上，工作芯模轴(404)安装于带有夹紧装置的第三导轨(402)之上，支撑芯模(408)采用同样的安装方式安装于第四导轨(407)上，工作芯模(403)与主轴转体(406)相外切，调整支撑芯模(408)位置，使得其与工作芯模(403)，都同目标工件(5)的内径相内切，然后分别夹紧，调整芯模(411)安装于第五导轨(410)之上，调整芯模(411)的轴尾部与第二推进装置(415)相连，第二推进装置(415)固定于主轴箱(401)内侧，刀具(413)通过刀柄连接于第六导轨(412)，刀柄尾端与第一推进装置(414)相连，第一推进装置(414)固定于主轴箱(401)之上，刀具(413)刀尖高度与目标工件(5)的下缘相同，刀尖与主轴(405)轴线、主轴转体(406)轴线共面，工作芯模(403)、支撑芯模(408)、调整芯模(411)能够分别绕自身轴线旋转，支撑芯模(408)、调整芯模(411)与工件(5)内表面接触； 所述的旋轮系统(3)包括旋轮架(301)，旋轮架(301)通过第一导轨(302)、第二导轨(303)以及带卡紧装置的动滑块(304)安装于底座(I)之上，第一导轨(302)、第二导轨(303)的方向与主轴(405)的轴向相同，旋轮架(301)上部安装有旋轮液压缸(305)，旋轮液压缸(305)的输出轴前端安装有旋轮座(306)，旋轮座(306)上安装旋轮(307)，靠近主轴(405)的第二导轨(303)与主轴(405)的中面的距离为:工件(5)的最大半径加旋轮(307)的直径及旋轮座(306)的厚度及相应的余量，旋轮推进缸(308)安装于底座(I)上，旋轮推进缸(308)的推进端和旋轮架(301)连接，推进端位于第一导轨(302)和第二导轨(303)之间，高于第一导轨(302)、第二导轨(303)，旋轮(307)、主轴(405)、工作芯模(403)的轴线共面，旋轮(307)边缘与工作芯模(403)的边缘为配合平面； 所述的尾顶系统⑵包括尾顶架(201)、尾顶液压缸(202)、尾顶体(203)，尾顶架(201)固定于底座(I)，尾顶液压缸(202)安装于尾顶架(201)上部，尾顶体(203)安装于尾顶液压缸(202)的输出轴轴端，尾顶体(203)的轴线与主轴(405)的轴线共线。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机，其特征在于，其生产工艺为: 多槽旋轮成形时:调整工作芯模(403)与主轴转体(406)相接触，固定工作芯模(403)的位置，调整支撑芯模(408)的位置，使其与目标工件(5)相内切，固定调整芯模(408)的位置，将调整芯模(411)运行至与工件(5)相内切的位置，调整刀具(413)，使得刀尖达到所需的坯料切割高度，将刀具(413)运行至不干扰坯料运动的位置，调整旋轮架(301)在第一导轨(302)、第二导轨(303)上的位置，使得旋轮(307)与工作芯模(403)的位置互补，固定旋轮架(301)的位置，将筒形工件(5)安装到模具加工位置，然后驱动尾顶系统(2)，使得尾顶体(203)夹紧工件，主轴(405)开始转动，带动坯料(6)转动，旋轮液压缸(305)驱动旋轮(307)挤压工件(5)，完成槽形旋压，接着，驱动第一推进结构(414)，使得刀具(413)进给，对工件(5)的端部进行切割，去除毛边，之后，撤出旋轮(307)和刀具(203)，停止主轴(405)转动，驱动第二推进装置(415)，使得调整芯模(403)向内运动，离开工件(5)，尾顶体(203)向后运动，松开工件(5)，取下工件，即完成了一次加工； 单槽旋轮成形时:工作过程与多旋轮成形多槽旋轮成形相同，坯料厚度在加工中略减小，区别在于单槽旋轮成形过程中，每次只加工一个槽形，每个槽形的加工，都需要:首先驱动旋轮推进缸(308)，将旋轮(307)对准需要加工的位置，锁定旋轮推进缸(308);接着驱动旋轮液压缸(305)，使得旋轮(307)在坯料(6)旋转过程中径向进给，压出该道次的槽形；然后驱动旋轮液压缸(305)，退出旋轮(307)，重复上述步骤，压出所有槽形，然后重复整个大过程，对所有槽形再旋压I到2次，完成加工。
【文档编号】B21D45/08GK104307954SQ201410545852
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】张琦, 朱成成, 赵升吨, 张超 申请人:西安交通大学