一種多功能旋壓設備的制造方法
【專利摘要】本發明提出一種多功能旋壓設備，總體結構為不對稱的臥式雙旋輪，設備主要包括床身，主軸箱，縱向基座，橫向進給機構，縱向進給機構，尾頂機構，旋輪機構。所述的旋輪機構包括內筋旋輪機構和熱收口擺動旋輪機構，分別實現旋壓內環向加強筋和熱旋壓收口封頭結構。本發明的優點和有益效果：針對既帶內環向加強筋薄壁殼體段，兩端還帶封頭結構的產品，利用本發明進行旋壓成形加工，代替了傳統的加工方式，極大地提高了材料的利用率和材料綜合性能，在同一臺設備上，一次裝夾，同時實現兩種旋壓功能，大大提高了生產效率，產生了很大經濟效益。
【專利說明】一種多功能旋壓設備
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種塑性成形領域的旋壓成形設備，具體涉及一種多功能旋壓設備。
【背景技術】
[0003]針對一類帶內環向加強筋的變壁厚變直徑薄壁回轉體殼體，兩端還帶封頭結構的產品，在我國還普遍采用機械加工的方式，兩端還要焊接封頭，以去除材料的方法加工制造。采用車削工藝方式加工帶內環向加強筋薄壁殼體段，存在薄壁殼體段剛度低、顫動大、加工精度低等技術問題，還存在工藝流程及制造周期長、生產效率低、材料利用率低等問題;焊接封頭時，普遍存在剛度低、質量一致性差、精度控制困難等問題。與傳統工藝相比，旋壓成形的產品材料利用率高、生產效率高，具有較高的強度、較高精度和良好的表面光潔度。通過旋壓加工既帶內環向加強筋薄壁殼體段，兩端還帶封頭結構的產品，需要多臺旋壓設備、經過多次裝卡來分別完成相應旋壓工藝，在不同設備上的多次裝卡不僅影響了產品的旋壓精度，還大大降低了生產效率。
【發明內容】
[0004]本發明的目的正是為了解決上述現有技術存在的不足而提供一種多功能旋壓設備，在同一臺設備上旋壓出內環向加強筋薄壁殼體段，并整體熱旋壓成形兩端封頭結構，形成一體化無焊縫的密閉結構，不切斷金屬流變流線，提高薄壁殼體的剛、強度，提高材料利用率，保障薄壁封閉殼體質量一致性。
[0005]本發明的技術解決方案:一種多功能旋壓設備，需要實現旋壓內環向加強筋和熱旋壓收口封頭的雙功能，為此，設備總體結構為不對稱的臥式雙旋輪，一側旋輪實現旋壓內環向加強筋，另一側旋輪實現熱旋壓收口封頭結構。設備主要包括床身，主軸箱，縱向基座，橫向進給機構，縱向進給機構，尾頂機構，旋輪機構。所述的床身包括一個主床身，兩個側床身;每個側床身上安裝一個縱向基座，每個縱向基座上安裝一套縱向進給機構和一套橫向進給機構。縱向進給機構是由縱向伺服電機、高精度行星齒輪減速器、高精度精密重載滾珠絲杠、編碼器檢測反饋構成閉環控制系統。橫向進給機構由橫向伺服油缸、比例伺服閥、伺服放大器及高精度光柵尺構成電液伺服閉環控制系統。所述的旋輪機構包括內筋旋輪機構和熱收口擺動旋輪機構，分別安裝在橫向進給機構的橫向滑體上。內筋旋輪機構為剛性的旋輪機構，主要實現旋壓內環向加強筋薄壁殼體段;熱收口擺動旋輪機構的擺動是由擺動伺服油缸帶動安裝在內部的齒輪一齒條副而產生的。擺動伺服油缸的運動通過內置傳感器檢測其位置與速度，并反饋給控制系統實現擺動進給運動閉環控制。縱向進給、橫向進給、擺動進給進行插補運動，可以實現熱旋壓收口封頭的工藝要求。
[0006]本發明的優點和有益效果:本發明為既帶內環向加強筋薄壁殼體段，兩端還帶封頭結構產品的復合旋壓加工方法提供了設備手段，利用該設備進行旋壓成形加工代替傳統的加工方式，極大地提高了材料的利用率，同時節約了工具費、人工費等，大大提高了質量、生產率和材料綜合性能，產生了很大經濟效益。創新點如下:
(I)本發明在同一臺設備上分別采用內筋旋輪機構和熱收口擺動旋輪機構，一側旋輪完成內環向加強筋薄壁殼體段的旋壓成形，另一側旋輪完成熱收口封頭的旋壓成形，變革了既帶內環向加強筋薄壁殼體段，兩端還帶封頭結構產品的生產方式，形成一體化無焊縫的密閉結構，保障薄壁封閉殼體質量一致性。由于旋壓工藝是無削加工，最大限度提高了材料利用率，降低了生產成本。旋壓后材料晶粒細化，強度、表面硬度和疲勞強度都會有所提高。在同一臺設備上，一次裝夾，同時實現兩種旋壓功能，大大提高了生產效率，產生了很大經濟效益。
[0007](2)本發明既可用于普通旋壓成形，又可用于強力旋壓成形。
[0008](3)本發明集多功能于一體，由于縱向基座可以相對于旋壓設備主軸中心線多角度可變，可以實現旋壓設備對大型筒形件及封頭等不同產品的旋壓要求。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0010]圖1為本發明的主視圖結構示意圖。
[0011]圖2為本發明的俯視圖結構示意圖。
[0012]圖3為本發明的旋壓工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1、圖2所示，本發明包括床身I，主軸箱2，縱向基座3，橫向進給機構4，縱向進給機構5，尾頂機構6，旋輪機構7。床身I包括一個主床身11，兩個側床身12，側床身12用螺栓與主床身11相連接，調平后形成整體床身I，提高系統剛度，具有良好的耐磨性和消震性。床身I表面布置T型槽及沉孔，用來固定和頂緊兩側的縱向基座3及尾頂機構6。主軸箱2為整體鑄造箱式結構，用螺釘連接在主床身11的一側，主軸轉速具有無極調速、恒線速度功能，滿足了旋壓內環向加強筋薄壁殼體段和熱收口封頭不同工藝的速度要求。尾頂機構6由尾頂座61、尾頂油缸62、尾頂座移動裝置63組成，用來將毛坯頂緊，通過安裝在尾頂座61上的尾頂油缸62前后移動，滿足旋壓工作時對尾頂機構6不同位置的要求和旋壓較長工件時卸料的要求。每個側床身12上固定一個縱向基座3，縱向基座3相對于旋壓設備主軸中心線多角度可變。每個縱向基座3上安裝一套縱向進給機構5和一套橫向進給機構4 ο縱向進給機構5是由縱向伺服電機51連接高精度行星齒輪減速器52，再經過同步帶、同步帶輪53減速到高精度精密重載滾珠絲杠54，再通過安裝在滾珠絲杠末端的編碼器55檢測反饋構成閉環控制系統。橫向進給機構4由比例伺服閥、伺服放大器的電信號控制橫向伺服油缸41推動橫向滑體42的直線運動，再通過安裝在橫向滑體42上的高精度光柵尺檢測反饋構成電液伺服閉環控制系統。在橫向滑體42的末端安裝旋輪機構7，包括內筋旋輪機構71和熱收口擺動旋輪機構72。內筋旋輪機構71主要是用螺釘將內筋支架711與橫向滑體42剛性連接起來，利用內筋旋輪712通過縱向進給運動與橫向進給運動旋壓出內環向加強筋薄壁殼體段。熱收口擺動旋輪機構72是把齒輪、齒條內置于同一伺服擺動油缸721中，把齒條做成傳統意義上的油缸活塞桿，利用進出油腔的液壓油的多少來實現齒條的往復直線運動，伺服擺動油缸721中齒條與齒輪相嚙合，齒輪與擺動軸用鍵相連傳遞扭矩，通過齒條的運動，實現收口擺動運動，通過內置傳感器檢測其位置與速度，并反饋給控制系統實現擺動進給運動閉環控制。利用收口旋輪722的擺動進給，配合縱、橫向進給的插補運動進行封頭結構的熱旋壓收口。
[0014]本發明的操作流程:
如圖1所示，首先把旋壓毛坯固定在主軸上，利用一側橫向進給機構上的內筋旋輪機構，由內筋旋輪712旋壓出內環向加強筋薄壁殼體段。根據編制好的工藝程序，通過縱向進給運動與橫向進給運動，實現內環向加強筋薄壁殼體段的旋壓成形。內環向加強筋薄壁殼體段旋壓完成后，把縱向進給機構和橫向進給機構退回至安全位置。然后利用另一側橫向進給機構上的熱收口擺動旋輪機構，由收口旋輪722熱旋壓收口封頭結構。根據編制好的工藝程序，由縱向進給、橫向進給、擺動進給插補運動，實現熱旋壓收口封頭結構。一端收口完成后，把旋壓毛坯掉頭裝卡，再按同一步驟進行另一端的熱旋壓收口，最終完成整個工件的旋壓成形。
【主權項】
1.一種多功能旋壓設備，包括床身，主軸箱，縱向基座，橫向進給機構，縱向進給機構，尾頂機構，旋輪機構。2.所述的床身包括一個主床身，兩個側床身;每個側床身上安裝一個縱向基座，每個縱向基座上安裝一套縱向進給機構和一套橫向進給機構。3.尾頂機構由尾頂座、尾頂油缸、尾頂座移動裝置組成。4.所述的旋輪機構包括內筋旋輪機構和熱收口擺動旋輪機構，分別安裝在橫向進給機構的橫向滑體上。5.內筋旋輪機構為剛性的旋輪機構，主要實現旋壓內環向加強筋薄壁殼體段;熱收口擺動旋輪機構的擺動是由擺動伺服油缸產生的，縱向進給、橫向進給、擺動進給進行插補運動，可以實現熱旋壓收口封頭結構的工藝要求。6.根據權利要求1所述的一種多功能旋壓設備，其特征在于:縱向進給機構是由縱向伺服電機、高精度行星齒輪減速器、高精度精密重載滾珠絲杠、編碼器檢測反饋構成閉環控制系統。7.橫向進給機構由橫向伺服油缸、比例伺服閥、伺服放大器及高精度光柵尺構成電液伺服閉環控制系統。8.根據權利要求1所述的一種多功能旋壓設備，其特征在于:熱收口擺動旋輪機構是把齒輪、齒條內置于同一伺服擺動油缸中，把齒條做成傳統意義上的油缸活塞桿，利用進出油腔的液壓油的多少來實現齒條的往復直線運動，伺服擺動油缸中齒條與齒輪相嚙合，齒輪與擺動軸用鍵相連傳遞扭矩，通過齒條的運動，實現收口擺動運動，通過內置傳感器檢測其位置與速度，并反饋給控制系統實現擺動進給運動閉環控制。
【文檔編號】B21D41/04GK106040816SQ201610541188
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月11日
【發明人】羅巍, 孫陸, 常敬彥, 李亦楠, 盧博, 郭麗, 黃濤, 郭亞明, 陳弘薇, 鄭宏偉
【申請人】長春設備工藝研究所