專利名稱：一種磁旋成型機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機加工裝置，具體地說是指一種磁旋成型機。
背景技術：
目前國內對于大型回轉體鋼結構的冷成型，一般采用卷曲后進行焊接，鋼結構回轉體的組織密度低，耐壓及抗沖擊強度差，焊接部位受針孔氣眼、夾碴等潛伏因素影響，密封性差，制作的鋼結構容器壽命低。鋼板經卷曲成型后的鋼結構要制做成密閉的容器，由于金屬材料密度低，耐高壓、抗沖擊能力較弱，當貯存化學品氣體或液體時，承受壓力及抗腐蝕能力差，受到沖擊或劇烈震動時容易發生意外環境及安全事故。大型回轉體鋼結構經鋼板卷曲成型或機械壓鑄成型等方式成型后，鋼結構回轉體外輪廓(軸向截面輪廓線)相對于回轉中心的同心性不好，并且鋼板密度、強度、硬度等金屬性能較差，不宜用作航天、航空及軍事打擊等高精度武器裝備。還有，體積大、流線型的空心回轉體鋼結構不能夠一次成型，需經過幾個部分組合在一起，并經過分體成型一對正一定位一焊接一應力消除一校正等多道工序加工后拼接成型，整體結構屬于組合體，使空心回轉體鋼結構沿徑向、軸向截面的流線自然順暢性以及外輪廓線一致性較差。由于大型空心回轉體鋼結構在位于拼接點(或接口)處存在非對稱的內應力，對于大型鋼結構更容易發生變形，影響鋼結構的整體強度。
發明內容本實用新型所要解決的問題是提供一種磁旋成型機，這種磁旋成型機能夠一次性完成大型回轉體鋼結構的成型，提高產品的耐壓及抗沖擊強度、密封性和擴腐蝕能力。本實用新型提供的技術方案是:一種磁旋成型機，包括工作臺、安裝于工作臺上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模和驅動主軸芯模旋轉的驅動機構，還包括安裝于工作臺側邊的磁場發生器、分別與磁場發生器連接的左繼磁器和右繼磁器以及主旋轂、副旋轂，主旋轂和副旋轂分別通過驅動機構驅動旋轉工作；驅動機構驅動主軸芯模旋轉帶動待加工鋼板坯料旋轉，磁場發生器將交流變電場轉化為磁場，在左繼磁器和右繼磁器的作用下待加工鋼板坯料內形成渦旋電流，從而驅動機構驅動主旋轂和副旋轂對待加工鋼板坯料進行加工一次性完成回轉體鋼結構的成型。上述工作臺上還安裝有輔助支撐軸，輔助支撐軸也通過驅動機構連接，在輔助支撐軸前端安裝有與磁場發生器連接的磁線圈，磁線圈靠近待加工鋼板坯料側面，待加工鋼板坯料旋轉時，待加工鋼板坯料旋轉側面形成渦旋磁場。上述工作臺上還安裝有溫度傳感器和磁場補償器，溫度傳感器檢測主軸芯模、主旋轂和副旋轂的工作溫度，磁場補償器根據溫度傳感器檢測的溫度值補充或減小主軸芯模、主旋轂和副旋轂的磁能量。[0012]上述工作臺上還安裝有減震機構，包括減震箱、設于減震箱內的阻尼彈簧和活塞，分別與主軸芯模、輔助支撐軸、主旋轂或副旋轂連接的活塞桿穿過減震箱內的阻尼彈
簧和活塞。上述減震箱上安裝有調節阻尼彈簧彈性阻力的阻尼調節閥。上述左繼磁器和右繼磁器上分別設有磁量調節閥。上述主軸芯模、主旋轂和副旋轂均采用順磁性材料。本實用新型磁旋成型機由于采用上述結構，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉體鋼結構，提高回轉體鋼結構產品的耐壓及抗沖擊強度、密封性和擴腐蝕能力，以及提高回轉體鋼結構容器產品的使用壽命，提高使用性能，避免發生意外環境及安全事故。
附圖1為本實用新型立體結構示意圖；附圖2為本實用新型減震機構內部結構示意圖。
具體實施方式
為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步詳細描述。如附圖1 2所示，一種磁旋成型機，包括工作臺1、主軸芯模2和驅動主軸芯模2旋轉的驅動機構，主軸芯模2安裝于工作臺I上，主軸芯模2用于固定待加工鋼板坯料10;該磁旋成型機還包括安裝于工作臺I側邊的磁場發生器3、左繼磁器42和右繼磁器42以及主旋轂51、副旋轂52，左繼磁器42和右繼磁器42分別與磁場發生器3連接，主旋轂51和副旋轂52分別通過驅動機構驅動旋轉工作。驅動機構驅動主軸芯模2旋轉，主軸芯模2帶動待加工鋼板坯料10旋轉，同時，磁場發生器3將交流變電場轉化為磁場，在左繼磁器41和右繼磁器42的作用下待加工鋼板坯料10內形成渦旋電流，驅動機構驅動主旋轂51和副旋轂52對待加工鋼板坯料10進行加工，從而一次性完成回轉體鋼結構的成型。本實施例中，工作臺I上還安裝有輔助支撐軸6，輔助支撐軸6也通過驅動機構連接，在輔助支撐軸6的前端安裝有磁線圈61，磁線圈61與磁場發生器3連接，磁線圈61靠近待加工鋼板坯料10的側面，待加工鋼板坯料10旋轉時，待加工鋼板坯料10旋轉側面形成渦旋磁場；而且，輔助支撐軸6具有幫助待加工鋼板坯料10定位和自動校正的功能，即先確定好輔助支撐軸6和磁線圈61的位置，再將待加工鋼板坯料10裝入主軸芯模2，由于輔助支撐軸6和磁線圈61的位置已經確定，從而對待加工鋼板坯料10的位置具有定位和校正作用。工作臺I上還安裝有溫度傳感器7和磁場補償器8，溫度傳感器7檢測主軸芯模
2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度；由于在加工過程中，鋼板坯料與主旋轂51、副旋轂52摩擦擠壓，使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度升高，為避免因溫度升高使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的強度受到影響，當主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的工作溫度升高到退磁臨界溫度550度時，溫度傳感器7將檢測的溫度值傳遞給磁場補償器8，磁場補償器8根據溫度傳感器7檢測的溫度值補充或減小主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的磁能量，從而使主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52在磁場的保護下，保持內部磁流體繼續保持定向均勻分布，因此主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52不會受溫度影響而降低強度。保證鋼板坯料輪廓表面及外觀質量始終如一。工作臺I上還安裝有減震機構9，該減震機構9包括減震箱91、設于減震箱91內的阻尼彈簧92和活塞93，分別與主軸芯模2、輔助支撐軸6、主旋轂51或副旋轂52連接的活塞桿94穿過減震箱91內的阻尼彈簧92和活塞93;在減震箱91上安裝有調節阻尼彈簧92彈性阻力的阻尼調節閥95。該減震機構9可減少鋼板坯料由于自身變形、結構或尺寸不均在旋轉過程中產生偏擺或引起震動，從而緩解震動，增加機床的穩定性；主旋轂51、副旋轂52與鋼板坯料表面接觸時所產生的震動經阻尼彈簧92和活塞93的阻力作用使震動減小，調節阻尼調節閥95可使主旋轂51、副旋轂52受到不同的彈性阻力，保證機床運行的穩定性，延長主旋轂51、副旋轂52的使用壽命。另外，在左繼磁器41和右繼磁器42上分別設有磁量調節閥411、421，磁量調節閥411、421可控制調節左繼磁器41和右繼磁器42上的磁場強度。主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52均采用順磁性材料；由于主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52是由順磁性材料構成，磁能又會增強主軸芯模2、主旋轂51和副旋轂52的物理性能，而介于主、輔旋轂51、52和主軸芯模2間的鋼板坯料在旋轉磁場作用下，金屬內部的磁流體快速形成渦旋電流，渦旋電流產生的熱能使金屬內部軟化，當受到外部壓力作用時，金屬材料始終保持均勻快速變形，而主旋轂51和副旋轂52保持長時間連續作業而強度不發生較大的變化，成型后的鋼構內部組織均勻、密度好、強度高，保證鋼構所需特性。本實用新型工作時，首先將待加工鋼板坯料10固定于主軸芯模2上，驅動機構驅動主軸芯模2旋轉，主軸芯模2帶動待加工鋼板坯料10旋轉，同時，磁場發生器3將交流變電場轉化為磁場，根據所需成型鋼板的材料及厚度選擇磁場發生器3的參數設置，并通過磁量調節閥411、421控制調節磁場強度，待加工鋼板坯料10在磁場中高速旋轉，鋼板坯料內形成渦旋電流，由于渦旋電流在金屬材料內的“趨膚效應”產生熱能使鋼板組織軟化。主旋轂51沿主軸芯模2方向水平自由進給調節，輔旋轂52既可以沿主軸芯模2方向水平自由進給，還可以沿垂直于工作臺I面的軸向自由旋轉一定角度，當輔旋轂52調整好所需要的角度后，主旋轂51和副旋轂52同步進給延展，當鋼板在軸向及徑向得到充分延展后，通過溫度傳感器7的信號自動控制，使磁場補償器8內的磁強度減小或無磁狀態。此時，鋼板完全處于冷壓成型狀態，此時數控系統自動操縱并控制主旋轂51和輔旋轂52，金屬材料在主旋轂51和輔旋轂52的連續輾壓下逐漸變形，最終自動成型。為減輕主旋轂51受力強度，輔旋轂52起到分散變形阻力，對鋼板進行粗旋加工，給主旋轂51的精加工奠定了基礎。本實用新型磁旋成型機由于采用上述結構，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉體鋼結構，成型精度高，大大提高了回轉體鋼結構產品的耐壓及抗沖擊強度、密封性和擴腐蝕能力，以及提高回轉體鋼結構容器產品的使用壽命，提高使用性能，避免發生意外環境及安全事故，適用于鋼材料的弧形、盤形、半球型、桶型、錐形和拋物線形等空心回轉體的一次成型加工。上述實施例為本實用新型實現的優選方案，并非限定性窮舉，在相同構思下本實用新型還可以有其他變換形式，需要說明的是，在不脫離本實用新型負面構思的前提下，任何顯而易見的替換均在本實用新型保護范圍之內。
權利要求1.一種磁旋成型機，包括工作臺(I)、安裝于工作臺上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模(2)和驅動主軸芯模旋轉的驅動機構，其特征在于:還包括安裝于工作臺側邊的磁場發生器(3)、分別與磁場發生器連接的左繼磁器(41)和右繼磁器(42)以及主旋轂(51)、副旋轂(52)，主旋轂(51)和副旋轂(52)分別通過驅動機構驅動旋轉工作； 驅動機構驅動主軸芯模旋轉帶動待加工鋼板坯料旋轉，磁場發生器將交流變電場轉化為磁場，在左繼磁器和右繼磁器的作用下待加工鋼板坯料內形成渦旋電流，從而驅動機構驅動主旋轂和副旋轂對待加工鋼板坯料進行加工一次性完成回轉體鋼結構的成型。
2.根據權利要求1所述的磁旋成型機，其特征在于:所述工作臺上還安裝有輔助支撐軸(6)，在輔助支撐軸前端安裝有與磁場發生器連接的磁線圈(61)，磁線圈靠近待加工鋼板坯料側面，待加工鋼板坯料旋轉時，待加工鋼板坯料旋轉側面形成渦旋磁場。
3.根據權利要求2所述的磁旋成型機，其特征在于:所述工作臺上還安裝有溫度傳感器(7)和磁場補償器(8)，溫度傳感器檢測主軸芯模、主旋轂和副旋轂的工作溫度，磁場補償器根據溫度傳感器檢測的溫度值補充或減小主軸芯模、主旋轂和副旋轂的磁能量。
4.根據權利要求3所述的磁旋成型機，其特征在于:所述工作臺上還安裝有減震機構(9)，包括減震箱(91)、設于減震箱內的阻尼彈簧(92)和活塞(93)，分別與主軸芯模、輔助支撐軸、主旋轂或副旋轂連接的活塞桿(94)穿過減震箱內的阻尼彈簧和活塞。
5.根據權利要求4所述的磁旋成型機，其特征在于:所述減震箱上安裝有調節阻尼彈簧彈性阻力的阻尼調節閥(95)。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的磁旋成型機，其特征在于:所述左繼磁器和右繼磁器上分別設有磁量調節閥(411、421)。
7.根據權利要求1 5中任一項所述的磁旋成型機，其特征在于:所述主軸芯模、主旋轂和副旋轂均采用順磁性材料。
專利摘要本實用新型涉及一種磁旋成型機，包括工作臺、安裝于工作臺上固定待加工鋼板坯料的主軸芯模和驅動主軸芯模旋轉的驅動機構，還包括安裝于工作臺側邊的磁場發生器、分別與磁場發生器連接的左繼磁器和右繼磁器以及主旋轂、副旋轂,主旋轂和副旋轂分別通過驅動機構驅動旋轉工作。本實用新型磁旋成型機由于采用上述結構，可一次性直接成型大體積、流線型的回轉體鋼結構，提高回轉體鋼結構產品的耐壓及抗沖擊強度、密封性和擴腐蝕能力,以及提高回轉體鋼結構容器產品的使用壽命,提高使用性能,避免發生意外環境及安全事故。
文檔編號B21D37/16GK203002894SQ20122072275
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者周平虎, 周路 申請人:惠州市博賽數控機床有限公司