[发明专利]一种张力滚珠旋压设备

说明书

本发明提出一种张力滚珠旋压设备，包括床身、直线导轨、主轴系统、卸料机构、纵向进给系统、张力机构和纵向滑体机构。本发明采用外旋压技术结合滚珠旋压和张力旋压，满足特薄壁筒形件精度高、成品率高、生产效率高的整体旋压成形；本发明在滚珠旋压工艺上增加张力功能，旋压工件在旋压过程中始终承受一个纵向张力的作用，解决了特薄壁筒形件壁厚过薄造成的工件刚度不足、材料在旋压变形过程中旋轮前隆起过大、掉料、鼓包等现象。

技术领域

本发明涉及一种张力滚珠旋压设备，属于金属管材旋压成型技术领域。

背景技术

滚珠旋压是一种连续的局部多点塑性变形成形工艺，属于强力旋压范畴。其成形区相对较小，力学载荷较小且沿周向对称,通过滚珠旋压加工而成的管件壁厚可达0.04-0.2毫米,壁厚差允许为5微米,长径比为30-60,尺寸精度非常高，因而广泛应用于在航空航天、机械和民用工业领域的精密超薄壁管生产。

由于滚珠机构结构及功能的特点，在旋制小直径特薄壁(直径50毫米，壁厚0.2毫米以下)筒形件时，滚珠旋压的压力直接作用在管件外表面，并沿壁厚方向由外层向内层传递，外层变形量大于内层，这种变形不均匀性极易引起滚珠前方金属的堆积、隆起甚至剥皮等问题。

传统的旋轮变薄旋压可以生产较大尺寸的薄壁筒形件(直径60毫米、壁厚0.5毫米以上)，但对于特薄壁(直径50毫米、壁厚0.2毫米以下)筒形件的加工，由于工件刚度很低，工件极易产生鼓包、撕裂等现象，且加工精度和表面光洁度相对较低，不适用于特薄壁筒形件的加工。

为解决旋压时材料在旋压变形过程中在滚珠前隆起、流动不畅等问题，马世成等人提出了一种在旋压毛坯自由端施加纵向拉力的思路；《一种正旋旋压设备》中提到一种张力旋压机，在管形件自由端施加恒张力，浮动芯模与管形件同步旋转。但这种方式主要针对大直径超长薄壁筒体的加工，对于特薄壁筒形件而言，在轴向张力作用下承受有利的轴向力，同时不可避免受到径向力，使得特薄壁筒形件扭转变形，影响了产品的形状和尺寸精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种精度高、成品率高、生产效率高的张力滚珠旋压设备。

本发明的技术解决方案：一种张力滚珠旋压设备，包括床身、直线导轨、主轴系统、卸料机构、纵向进给系统和纵向滑体机构，还包括张力机构，所述的张力机构包括动静转换装置、张紧导杆和液压缸，动静转换装置通过张紧导杆与液压缸连接，液压缸提供纵向张力，带动动静转换装置纵向运动；

所述的动静转换装置包括连接块、张紧器、后端盖和轴承，连接块通过轴承与张紧器连接，使张紧器只做纵向移动，并通过轴承将纵向张力传递给张紧器，张紧器的内部凸台卡紧旋压毛坯的外翻边凸缘端，旋压时带动旋压毛坯纵向进给，并随旋压毛坯同步旋转，使旋压毛坯只受轴向力，不受径向力，从而避免了工件的扭转变形，连接块通过后端盖与张紧导杆连接。

所述的纵向滑体机构包括滚珠机构和箱体，滚珠机构安装在箱体内，箱体在纵向进给系统带动下使滚珠机构纵向移动，而横向位置固定；

所述的滚珠机构包括滚珠、砂架、旋模和旋模套，滚珠通过砂架和旋模固定在旋模套上，旋模套固定在箱体上；

所述的砂架、旋模和旋模套上加工冷却润滑机构，所述的冷却润滑机构包括加工在旋模套的润滑孔、加工在旋模上的环状沟槽及与之连通的导流孔和加工在砂架上的环形凹槽及与之连通的沟槽。

所述的液压缸提供纵向张力σ1＝0.6σ2～0.7σ2，σ2为旋压毛坯的材料屈服强度。

本发明与现有技术相比的有益效果：