[发明专利]封头无胎冷旋压一步成形的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋压装置，尤其是涉及到一种封头无胎冷旋压一步成形的装置及方法。

背景技术

目前国内旋压设备研发较以前有了较大进步，但高精度数控旋压设备，特别是能加工封头类回转体零件的大型数控旋压机在国内尚属空白。然而国内军工、风机、化工设备制造业以及出口加工企业大量零部件需进行高精度的旋压加工，且现有的数控旋压机均为两步实现成型，其过程为先在压鼓机上压鼓预成形，然后在翻边机上翻边，需要二台设备，并且工序繁杂，效率低。

发明内容

本发明旨在于克服现有技术的不足，提供了一种封头无胎冷旋压一步成形的装置及方法。

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的装置，是由主轴、液压顶紧轴、旋压辊、成型辊和圆弧调节臂构成。主轴的下端支撑于机座上、上端动配合装有托盘，主轴与驱动马达相机械联接，与主轴同轴心的上方的机架顶梁上垂向设有液压顶紧轴，在液压顶紧轴与主轴的托盘之间轴线夹紧圆板坯料。在机架侧柱的上部联接旋压辊横向液压臂、其上端与旋压辊纵向液压臂的尾端呈折角相固定联接，旋压辊纵向液压臂的下端动配合联接了旋压辊；在机架侧柱的中部联接了成型辊液压臂、其顶端动配合联接了成型辊，圆弧调节臂的下端与主轴的根部机座动配合联接、上端通过由驱动马达驱动的位移机构与成型辊液压臂相铰接。

作为本发明的进一步改进，所述的成形辊的形状与大小、圆弧调节臂和成型辊液压臂的移动铰接的位置均与圆板坯料工件的加工尺寸相关联。

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的方法，是将圆板坯料由液压顶紧轴和主轴的托盘同轴心定位夹持，由主轴下部的马达驱动主轴，带动板坯旋转；旋压辊在液压臂的施压下与成型辊保持一定的间隙和错位距，并按加工封头要求的弧面曲线轨迹由内向外边缘运行；进行逐道次地前述运行，并同步地与主轴升降的贴膜调节，即可使圆板坯料成型为封头。

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的装置，具有如下优点：一、使变形状态大为改善，增强板坯支承，抑制了折皱向板坯中心伸展，并为最终消除折皱起到了极为重要作用。二、在相互变形力作用下，弹性变形量大为减小，而塑形变形量增加，使总的旋压道次减少。三、由于旋制过程中恰当地调节主轴下降值，使曲率增大，旋后的实际封头形状精度更加接近标准封头形状精度。四、成型辊采用伺服阀控制，保证与旋压辊在板坯接触点的速度同步。五、旋压过程中不使得板料失稳起皱。

附图说明

说明书附图是本发明封头无胎冷旋压一步成形的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的装置，是由主轴1、液压顶紧轴2、旋压辊3、成型辊4、圆弧调节臂5构成。主轴1的下端支撑于机座6上、上端动配合装有托盘7，主轴1与驱动马达8相机械联接，与主轴1同轴心的上方的机架顶梁9上垂向设有液压顶紧轴2，在液压顶紧轴2与主轴1的托盘7之间轴线夹紧圆板坯料10；在机架侧柱的上部联接旋压辊横向液压臂12、其上端与旋压辊纵向液压臂13的尾端呈折角相固定联接，旋压辊纵向液压臂13的下端动配合联接了旋压辊3；在机架侧柱11的中部联接了成型辊液压臂14、其顶端动配合联接了成型辊4，圆弧调节臂5的下端与主轴1的根部机座6动配合联接、上端通过由驱动马达15驱动的位移机构16与成型辊液压臂14相铰接。

成形辊4的形状与大小、圆弧调节臂5和成型辊液压臂14的移动铰接的位置均与圆板坯料10工件的加工尺寸相关联。

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的方法，是在上述的封头无胎一步成型装置上通过下列过程实现的，圆板坯料10由液压顶紧轴2和主轴1的托盘7同轴心定位夹持，由主轴1下部的马达8驱动主轴1，带动板坯旋转；旋压辊3在液压臂的施压下与成型辊4保持一定的间隙和错位距，并按加工封头要求的弧面曲线轨迹由内向外边缘运行；进行逐道次地前述运行，并同步地与主轴升降的贴膜调节，即可使圆板坯料10成型为封头。

本发明的封头无胎冷旋压一步成形的装置的工作原理；圆形板坯由液压顶紧轴和主轴托盘同轴心定位夹持，由主轴下部的马达驱动主轴，带动板坯旋转；旋压辊在液压臂的施压下与成型辊保持一定的间隙和错位距，并按加工封头要求的弧面曲线轨迹由内向外边缘运行；如此进行几个道次的运行，并同步地与主轴升降的贴膜调节，即可使圆形板坯成形为封头。更换成型辊并调整圆弧机构中心支撑点的位置，可旋压不同尺寸的封头。

旋压辊的横向运动和纵向运动，以及成型辊的摆动均采用了液压伺服系统，以保证在微型计算机的控制下，实现各种封头曲线的旋压加工。

下面，根据旋压机的结构特点，按照各种封头的曲线建立数学模型，具体如下。

一、坐标系及参数：