專利名稱：一種旋壓成形方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑性加工中旋壓成形技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種旋壓成形方法及其裝置。
背景技術(shù)：
旋壓是塑性加工領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的成形工藝技術(shù)。傳統(tǒng)的旋壓技術(shù)是借助于旋輪等工具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓于隨機(jī)床主軸沿同一軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的金屬毛坯，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形而成為所需的空心軸對(duì)稱(回轉(zhuǎn)體)零件。而各部分軸線間相互平行或成一定夾角的非軸對(duì)稱偏心、傾斜及彎曲類薄壁空心零件，通常是采用沖壓工藝，成形出上、下兩個(gè)部件后，再采用焊接的方法制成。采取這樣的工藝方法進(jìn)行生產(chǎn)，一方面焊接時(shí)產(chǎn)生的熱變形使焊接質(zhì)量難以保證；另一方面加工工序的增加，不但使廢品率增加，并且導(dǎo)致生產(chǎn)工人、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)場(chǎng)地的增加，從而提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種旋壓成形方法及其裝置，利用設(shè)計(jì)專用機(jī)床或通過(guò)將普通機(jī)床進(jìn)行改造，達(dá)到采用旋壓方法直接加工各部分軸線間相互平行或成一定夾角的偏心、傾斜及彎曲類非軸對(duì)稱薄壁空心零件的目的。
本發(fā)明所述的一種旋壓成形方法，其特征是，隨機(jī)床主軸沿同一軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋輪，通過(guò)其徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓于分別或同時(shí)沿機(jī)床縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、同時(shí)在水平面內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的金屬毛坯，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，它由實(shí)現(xiàn)旋輪動(dòng)作的軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給的旋輪座以及實(shí)現(xiàn)毛坯動(dòng)作的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)的毛坯固定卡盤兩部分組成，其中，旋輪座的軸向進(jìn)給部分由軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、止轉(zhuǎn)管、止轉(zhuǎn)桿、連接盤、連接環(huán)、進(jìn)給盤、進(jìn)給環(huán)及軸向滑塊相互連接組成，連接盤與軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)固定連接，同時(shí)通過(guò)連接環(huán)與進(jìn)給盤固定連接，止轉(zhuǎn)管的左端固定于機(jī)床床頭箱，右端通過(guò)止轉(zhuǎn)桿與連接盤滑動(dòng)連接，進(jìn)給環(huán)與進(jìn)給盤滾動(dòng)連接，軸向滑塊的端部與進(jìn)給環(huán)固定連接；旋輪座的徑向進(jìn)給部分由外套、基座、軸向滑塊、徑向滑塊及旋輪組相互連接組成，外套與機(jī)床主軸固定連接，基座裝在外套上，軸向滑塊的外邊緣與基座滑動(dòng)連接，內(nèi)邊緣與徑向滑塊滑動(dòng)連接，旋輪組安裝于徑向滑塊上；毛坯固定卡盤的平移部分由橫向滑塊、縱向滑塊、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)相互連接組成，橫向滑塊安裝在縱向滑塊上，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)與縱向滑塊連接，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)與橫向滑塊連接；毛坯固定卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)部分由卡盤、轉(zhuǎn)動(dòng)盤、蝸輪蝸桿副相互連接組成，蝸輪蝸桿副裝于橫向滑塊之上，轉(zhuǎn)動(dòng)盤安裝在蝸輪蝸桿副的蝸輪盤上，卡盤安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上。
本發(fā)明的核心技術(shù)是在加工過(guò)程中，不象傳統(tǒng)的旋壓工藝那樣將毛坯裝卡在機(jī)床主軸上隨機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，而是將旋輪安裝在機(jī)床主軸上隨機(jī)床主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，旋輪除與毛坯接觸而進(jìn)行自轉(zhuǎn)外，還將與旋輪座一起繞毛坯公轉(zhuǎn)，同時(shí)沿公轉(zhuǎn)半徑方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以達(dá)到加工產(chǎn)品的目的；在加工過(guò)程中，毛坯被固定在卡盤上，不但可沿機(jī)床的縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以在水平面內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
為了達(dá)到發(fā)明的目的，本發(fā)明將基座、軸向滑塊、徑向滑塊及旋輪組等通過(guò)外套與機(jī)床主軸連成一體，從而實(shí)現(xiàn)旋輪的回轉(zhuǎn)。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)及止轉(zhuǎn)桿的制約，推動(dòng)連接盤、連接環(huán)、進(jìn)給盤、進(jìn)給環(huán)及軸向滑塊，使軸向進(jìn)給部分沿機(jī)床軸線方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通過(guò)軸向滑塊推動(dòng)徑向滑塊，將軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)銜接，軸向滑塊的外邊緣在基座內(nèi)作軸向滑動(dòng)，內(nèi)邊緣在徑向滑塊內(nèi)作軸向滑動(dòng)，端部連接在進(jìn)給環(huán)上繞進(jìn)給盤滾動(dòng)，從而將軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蚧瑝K在基座內(nèi)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。毛坯裝卡在卡盤上，卡盤安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤上，而轉(zhuǎn)動(dòng)盤不僅可以沿機(jī)床的縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以在水平面內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤的動(dòng)作，轉(zhuǎn)動(dòng)盤安裝在蝸輪蝸桿副的蝸輪盤上，以實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的角度偏轉(zhuǎn)。而蝸輪蝸桿副安裝在橫向滑塊上，橫向滑塊又安裝在縱向滑塊上，從而在橫向及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)毛坯的橫向及縱向平移。在成形過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿副、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的四個(gè)電機(jī)，根據(jù)零件的具體形狀作協(xié)調(diào)動(dòng)作，從而成形出所需要的非軸對(duì)稱薄壁空心零件。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1.常規(guī)旋壓之所以只能加工軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體類零件，是因?yàn)樵诔尚芜^(guò)程中毛坯隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因而無(wú)論旋輪如何動(dòng)作，所成形的零件只能是軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)體零件。為了突破這一局限，必須使毛坯在成形過(guò)程中避開(kāi)回轉(zhuǎn)狀態(tài)，而由旋輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用旋壓成形工藝，直接加工出各部分軸線間相互平行或成一定夾角的非軸對(duì)稱薄壁空心零件，突破了原有旋壓工藝的加工范圍，從而極大地降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
2.本發(fā)明拓寬了現(xiàn)行旋壓的觀念，在成形過(guò)程中，毛坯可以不隨機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)，而是旋輪隨機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)。
3.本發(fā)明裝置在工作過(guò)程中，旋輪在隨機(jī)床主軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，沿垂直于機(jī)床軸線方向作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而毛坯不但可沿機(jī)床的縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并可以在水平面內(nèi)作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4.本發(fā)明裝置既可以用于專用機(jī)床，也可以用于普通機(jī)床。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
如圖1所示，軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1采用進(jìn)給絲桿副，連接盤4一方面與軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1連成一體，在電機(jī)22的驅(qū)動(dòng)下，沿軸向移動(dòng)，另一方面通過(guò)連接環(huán)5與進(jìn)給盤6連成一體，止轉(zhuǎn)管2的左端固定于機(jī)床床頭箱23，右端的四個(gè)止轉(zhuǎn)桿3與連接盤4滑動(dòng)配合，使連接盤4不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能沿軸向移動(dòng)，并帶動(dòng)進(jìn)給盤6作軸向直線進(jìn)給，進(jìn)給環(huán)分為左、右兩個(gè)，左進(jìn)給環(huán)7與右進(jìn)給環(huán)8固定連接成一體后，與進(jìn)給盤6滾動(dòng)連接，軸向滑塊11設(shè)計(jì)成楔形，其端部連接在右進(jìn)給環(huán)8上，并繞進(jìn)給盤6滾動(dòng)，同時(shí)隨進(jìn)給盤6一起沿軸向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。外套9與安裝在機(jī)床床頭箱23中的機(jī)床主軸連為一體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，基座10裝在外套9上，軸向滑塊11的外邊緣在基座10的T形槽內(nèi)作軸向滑動(dòng)，內(nèi)邊緣在徑向滑塊12的帶有5～15°傾角(為保證一定的旋壓力和徑向進(jìn)給量)的燕尾槽內(nèi)作軸向滑動(dòng)，軸向滑塊11一邊隨基座10和徑向滑塊12繞機(jī)床主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一邊在進(jìn)給盤6上滾動(dòng)，從而將進(jìn)給盤6的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蚧瑝K12在基座10的矩形槽內(nèi)的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，旋輪組13安裝于徑向滑塊12上，隨徑向滑塊12一起沿徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？v向進(jìn)給機(jī)構(gòu)20采用縱向絲桿副，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)20與縱向滑塊18連為一體，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，使縱向滑塊18在導(dǎo)軌21上沿機(jī)床的縱軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)19采用橫向絲桿副，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)19與橫向滑塊17連為一體，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，使橫向滑塊17在縱向滑塊18上沿機(jī)床的橫軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。蝸輪蝸桿副16裝于橫向滑塊17之上，從而使安裝在蝸輪盤上的轉(zhuǎn)動(dòng)盤15實(shí)現(xiàn)毛坯的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，即縱、橫向移動(dòng)及水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，卡盤14安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤15上，能夠隨轉(zhuǎn)動(dòng)盤15一起，在機(jī)床軸線的縱、橫向進(jìn)行移動(dòng)，并能在水平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下將毛坯裝卡于卡盤14上，待成形部分伸入基座10及進(jìn)給盤6的中心孔內(nèi)，然后啟動(dòng)機(jī)床主軸，帶動(dòng)外套9、基座10、軸向滑塊11及旋輪組13轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)22驅(qū)動(dòng)軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1，通過(guò)連接盤4、連接環(huán)5、進(jìn)給盤6、左進(jìn)給環(huán)7及右進(jìn)給環(huán)8，推動(dòng)軸向滑塊11向右移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)徑向滑塊12帶動(dòng)旋輪組13沿垂直于機(jī)床軸線方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，至此，旋輪組13接觸毛坯開(kāi)始工作?？梢愿鶕?jù)零件的形狀要求，開(kāi)動(dòng)或停止軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1的轉(zhuǎn)動(dòng)，即開(kāi)動(dòng)或停止旋輪組13的徑向移動(dòng)。在旋輪組13工作的同時(shí)，配合軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1的動(dòng)作，部分或全部啟動(dòng)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)19、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)20及蝸輪蝸桿副16，就能夠成形出所需要的各種不同形狀的非軸對(duì)稱零件。在成形過(guò)程中，要求驅(qū)動(dòng)軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)1、蝸輪蝸桿副16、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)19及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)20的四個(gè)電機(jī)根據(jù)零件的具體形狀作協(xié)調(diào)動(dòng)作。如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種旋壓成形方法，其特征是，隨機(jī)床主軸沿同一軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋輪，通過(guò)其徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓于分別或同時(shí)沿機(jī)床縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、同時(shí)在水平面內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的金屬毛坯，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形。
2.一種旋壓成形裝置，其特征是，它由旋輪座和毛坯固定卡盤兩部分組成，其中，旋輪座由軸向進(jìn)給部分和徑向進(jìn)給部分相互連接組成，毛坯固定卡盤由平移部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分相互連接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，旋輪座的軸向進(jìn)給部分由軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(1)、止轉(zhuǎn)管(2)、止轉(zhuǎn)桿(3)、連接盤(4)、連接環(huán)(5)、進(jìn)給盤(6)、進(jìn)給環(huán)(7)、 (8)及軸向滑塊(11)相互連接組成，其中，連接盤(4)與軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(1)固定連接，同時(shí)通過(guò)連接環(huán)(5)與進(jìn)給盤(6)固定連接，止轉(zhuǎn)管(2)的左端固定于機(jī)床床頭箱(23)，右端通過(guò)止轉(zhuǎn)桿(3)與連接盤(4)滑動(dòng)連接，進(jìn)給環(huán)(7)、(8)與進(jìn)給盤(6)滾動(dòng)連接，軸向滑塊(11)的端部與進(jìn)給環(huán)(8)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，旋輪座的徑向進(jìn)給部分由外套(9)、基座(10)、軸向滑塊(11)、徑向滑塊(12)及旋輪組(13)相互連接組成，其中，外套(9)與機(jī)床主軸固定連接，基座(10)裝在外套(9)上，軸向滑塊(11)的外邊緣與基座(10)滑動(dòng)連接，內(nèi)邊緣與徑向滑塊(12)滑動(dòng)連接，旋輪組(13)安裝于徑向滑塊(12)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，毛坯固定卡盤的平移部分由橫向滑塊(17)、縱向滑塊(18)、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(19)及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(20)相互連接組成，其中，橫向滑塊(17)安裝在縱向滑塊(18)上，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(20)與縱向滑塊(18)連接，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)(19)與橫向滑塊(17)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，毛坯固定卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)部分由卡盤(14)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(15)、蝸輪蝸桿副(16)相互連接組成，蝸輪蝸桿副(16)裝于橫向滑塊(17)之上，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(15)安裝在蝸輪蝸桿副(16)的蝸輪盤上，卡盤(14)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)盤(15)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種旋壓成形裝置，其特征是，卡盤(14)能夠在機(jī)床軸線的縱、橫向進(jìn)行平移，并能在水平面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種旋壓成形裝置，其特征是，軸向滑塊(11)為楔形。
全文摘要
本發(fā)明是一種旋壓成形方法及其裝置,本發(fā)明的方法是使旋輪在隨機(jī)床主軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí),沿垂直于機(jī)床軸線方向作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),而毛坯不但可沿機(jī)床的縱、橫兩個(gè)軸線方向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),同時(shí)可以在水平面內(nèi)作偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明裝置包括實(shí)現(xiàn)旋輪動(dòng)作的軸向進(jìn)給和徑向進(jìn)給的旋輪座以及實(shí)現(xiàn)毛坯動(dòng)作的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)的毛坯固定卡盤兩部分組成。本發(fā)明可以旋壓成形各部分軸線間相互平行或成一定夾角的非軸對(duì)稱薄壁空心零件,從而使旋壓技術(shù)突破其原有的僅用于加工空心軸對(duì)稱(回轉(zhuǎn)體)零件的加工工藝范圍。本發(fā)明可用于專用機(jī)床,也可安裝在普通機(jī)床上使用。
文檔編號(hào)B21D22/14GK1367054SQ0211493
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2002年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者夏琴香 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)