螺旋叶片的卷制系统的制作方法

本实用新型总体来说涉及一种机械产品的加工制备工艺及其专用设备，尤其涉及一种螺旋叶片的卷制系统。

背景技术：

螺旋叶片可以作为输送物料设备的输送部件，也可以用于制成各种规格的在泥土上钻孔的钻杆。目前常用的输送叶片通常由以下几种成型方式：

(1)单片拼焊拉伸成型

先将钢板按单片螺旋叶片展开图切割成具有V形开口的法兰坯料，将坯料拉伸成螺旋叶片分段，再将叶片分段一片片拼焊连接成一并合螺旋体，再将并合螺旋体用大功率的拉力设备拉伸成整段螺旋叶片，再经调整修型成为最终螺旋叶片。该方法是分段形成螺旋叶片分段，劳动强度大，生产效率低，费工费时，使用拼焊技术也将导致叶片局部受力不均，影响叶片的寿命。

(2)单片压制焊接成型

先将钢板按单片螺旋叶片展开图切割成有V形开口的法兰坯料，使用大型压力机将坯料整体一次压制成螺旋叶片成型分段，再经调整修型成为最终螺旋叶片。该方法使用大型压力机，导致螺旋叶片成型分段的制造成本高，尤其在大直径和大厚度的螺旋叶片成型时，要求压力机设备投入成本更大；此外，由于螺旋单叶片的规格与配套的模具需一一对应，为满足不同规格的螺旋叶片制造，所需模具的投资很大，准备周期长。

(3)螺旋叶片锥辊辗轧成型

将锥辊辗轧螺旋叶片的专用设备的两锥形轧辊调节成空间相错位置，同时调整轧辊沿轴线方向位置，从而使两轧辊之间形成扭曲的楔形间隙，坯料由此间隙进入，由于轧辊相互错开一定位置，使坯料受到滚弯作用形成螺旋叶片。此方法设备调整困难，只能依靠经验调节，为了辗轧出合格的螺旋叶片，需反复试辗轧，浪费较大，成型精度不高，需在同一规格产品的大批量生产制造时才能具有较高的材料利用率和生产效率，该方法适用制造叶片断面厚度薄的轻型螺旋叶片。

(4)螺旋叶片卷绕成型

应用专用的卷绕机，完全依靠旋转运动把坯料卷绕在成形模具上，形成螺旋叶片。这种成型方法材料利用率高、生产效率高，该方法适用制造叶片断面厚度薄、叶片高厚比不大的轻型螺旋叶片，因此对于叶片高厚比较大的螺旋叶片，该方法就不太适用了。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

鉴于现有技术具有上述缺陷，本实用新型提供一种螺旋叶片的卷制模具，以提高螺旋叶片的卷制系统的适用范围。

本实用新型的另一方面，提供一种螺旋叶片的卷制系统以提高劳动效率。

本实用新型的另一方面，提供一种螺旋叶片的卷制系统以降低制造成本和维修成本。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种螺旋叶片的卷制系统，其中所述螺旋叶片的卷制系统包括机架、卷制模具、动力装置、传动装置、导压装置，所述卷制模具可转动地设置在所述机架上，所述卷制模具具有旋转轴线；所述动力装置为所述卷制模具提供动力；所述传动装置设置于所述机架上，所述传动装置与所述动力装置连接，以将所述动力通过所述传动装置传送给所述卷制模具；所述导压装置围绕所述卷制模具的所述旋转轴线设置，所述导压装置能够靠近或远离所述卷制模具，以使坯料贴压于所述卷制模具上。

根据本实用新型的一实施方式，其中，所述导压装置能够沿垂直于所述旋转轴线的方向移动。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述导压装置包括导向机构，所述导向机构包括导向轮、导向位移调节器以及导向压力调节器，所述导向轮具有宽度与所述坯料厚度匹配的凹槽，所述凹槽由所述导向轮的外周面向内凹陷形成；所述导向轮可转动地设置在所述导向位移调节器上，所述导向位移调节器能够驱动所述导向轮靠近或远离所述卷制模具，以将所述坯料移动至所述卷制模具的适当部位上；所述导向压力调节器将所述坯料抵压于所述卷制模具上。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述导压装置还包括压制机构，所述压制机构包括压制轮、压制位移调节器以及压制压力调节器，所述压制轮的外周面抵压于所述坯料的侧面上；所述压制轮可转动地设置在所述压制位移调节器上，所述压制位移调节器驱动所述压制轮靠近或远离所述卷制模具，以将所述坯料抵压于所述卷制模具上；所述压制压力调节器与所述卷制模具配合以提供所述坯料弯曲的压力。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述导向位移调节器包括第一调节件和第二调节件，所述导向轮可转动地设置于所述第一调节件的一端，所述第一调节件的另一端伸入到所述第二调节件的内部，以使所述第一调节件可伸缩地嵌套于所述第二调节件的内部；和/或所述压制位移调节器包括第三调节件和第四调节件，所述压制轮可转动地设置于所述第三调节件的一端，所述第三调节件的另一端伸入到所述第四调节件的内部，以使所述第三调节件可伸缩地嵌套于所述第四调节件的内部。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述螺旋叶片的卷制系统还包括送料装置，所述送料装置包括移动工作台和用于为所述移动工作台导向的导杆，所述导杆固定设置于所述机架上，所述移动工作台可滑动地设置于所述导杆上。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述移动工作台为可摆动的，以使坯料的送料方向与所述旋转轴线成预定角度。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述送料装置还包括设置于所述移动工作台上的导料机构，所述导料机构包括架体、坯料夹持件以及设置于所述架体和所述坯料夹持件之间的高度调节件，所述架体固定于所述移动工作台上，所述坯料夹持件与所述坯料匹配；所述导压装置设置于所述移动工作台上，以能够随所述移动工作台移动。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述支撑轴装置包括支撑轴机构、基座、滑动件以及驱动件，所述基座固定于所述机架上；所述滑动件可滑动地连接于所述基座上，所述滑动件能够沿所述旋转轴线的延伸方向移动，所述支撑轴机构固定设置于所述滑动件上；所述驱动件能够驱动所述滑动件相对于所述基座滑动。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述卷制模具还包括用于与主轴装置连接的法兰盘，所述法兰盘上设置有坯料端部固定装置，以固定所述坯料的端部。

由上述技术方案可知，本实用新型的螺旋叶片的卷制系统的优点和积极效果在于：螺旋叶片的卷制系统包括机架、卷制模具、动力装置、传动装置、导压装置。由于该导压装置的存在，使该螺旋叶片的卷制系统具有较宽的适用范围，除了能够卷制轻薄型的螺旋叶片外，还能够卷制重型螺旋叶片。除此，该螺旋叶片的卷制系统能够整体成型螺旋叶片，避免了繁琐的拼焊、拉伸等加工工艺，提高了劳动效率。另外，该螺旋叶片的卷制系统结构简单，便于日后维护，降低了维修成本。更进一步地，该螺旋叶片的卷制系统避免了使用大型专用锥辊辗轧螺旋叶片装置或大型挤压机，降低了制造成本。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种螺旋叶片的卷制系统的结构示意图。

图2是图1中的螺旋叶片的卷制系统的俯视图。

图3是图1中的螺旋叶片的卷制系统的左视图。

图4是图1中的螺旋叶片的卷制系统的右视图。

图5是图3中的螺旋叶片的卷制系统的局部剖视图。

图6是图5中的导向机构的结构示意图。

图7是图6中的导向机构的剖视图。

图8是图5中的压制机构的结构示意图。

图9是图8中的压制结构的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

10、机架； 20、卷制模具；

30、动力装置； 40、传动装置；

50、导压装置； 51、导向机构；

511、导向轮； 512、导向位移调节器；

513、导向压力调节器； 5111、凹槽；

52、压制机构； 521、压制轮；

522、压制位移调节器； 523、压制压力调节器；

60、送料装置； 61、移动工作台；

62、导杆； 63、导料机构；

70、主轴装置； 80、支撑轴装置；

81、支撑轴机构； 82、滑动件；

83、基座； 84、驱动件；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种螺旋叶片的卷制系统的结构示意图。图2是图1中的螺旋叶片的卷制系统的俯视图。

参照图1和图2，本实用新型的一个方面，提供了一种螺旋叶片的卷制系统，其中螺旋叶片的卷制系统包括机架10、卷制模具20、动力装置30、传动装置40、导压装置50。由于该导压装置50的存在，使该螺旋叶片的卷制系统具有较宽的适用范围，除了能够卷制轻薄型的螺旋叶片外，还能够卷制重型螺旋叶片；除此，该螺旋叶片的卷制系统能够整体成型螺旋叶片，避免了繁琐的单片切割冲压、拼焊、拉伸等加工工艺，提高了劳动效率；该螺旋叶片的卷制系统结构简单，便于日后维护，降低了维修成本；该螺旋叶片的卷制系统避免了使用大型专用锥辊辗轧螺旋叶片装置或大型挤压机，降低了制造成本。

参照图1和图2，卷制模具20可转动地设置在机架10上，卷制模具20具有旋转轴线。根据实际工况的使用需求，该卷制模具20可以设置为定模和动模，定模可以设置为可转动地连接在主轴法兰上，动模可以设置为可拆卸地，以在使用时与定模配合；除此，该卷制模具20还可以设置为其外周面上具有螺纹凹槽，该螺纹凹槽的槽宽与坯料的厚度匹配；另外，该卷制模具20可以设置为实心柱体，也可以设置为具有空腔的筒形壳体；该卷制模具20可以为刚性材料制成，例如但不限于可以为不锈钢材料制成，上述描述仅是卷制模具20的一种具体实施方式，是对本实用新型的具体解释，但并不用于限制本实用新型的保护范围，在本实用新型的构思和精神范围内所做出的任意变形，均在本实用新型的保护范围内。

参照图1，动力装置30可以设置于机架10上，以用于提供卷制模具20旋转的动力，当然该动力装置30的设置位置并不以此为限，根据实际工况的使用需要，还可以将动力装置30设置于除机架10之外的其他地方，都在本实用新型的保护范围，该动力装置30可以是动力马达，但并不以此为限。

参照图1和图2，传动装置40可以设置于机架10上，传动装置40可以与动力装置30连接，以将动力通过传动装置40传送给卷制模具20，该动力可以通过卷制模具20与传动装置40之间的拨轴或键传递给卷制模具20，该传动装置40可以为带轮传动，也可以是齿轮传动，都在本实用新型的保护范围内。其中齿轮传动能够使转速更加精确，带轮传动的结构更加简单，成本更加低廉，本领域技术人员可以根据实际工况需求进行选择。

参照图5至图7，导压装置50可以围绕卷制模具20的外圆周布置，导压装置50能够靠近或远离卷制模具20，以使坯料可以贴压于卷制模具20上。作为一种更加优选的具体实施方式，导压装置50可以沿与旋转轴线垂直的方向移动，但不以此为限，例如但不限于该导压装置50的移动方向还可以与旋转轴线垂直且相交，导压装置50只要能够挤压坯料于卷制模具20上，都在本实用新型的保护范围内。也就是说，导压装置50可以设置于卷制模具20外周且沿卷制模具20的径向方向分布，该导压装置50能够向卷制模具20靠近或远离。具体地，在卷制坯料前可以调整导压装置50靠近卷制模具20，以使坯料的一侧抵压到卷制模具20的外周面上，坯料的另一侧抵压于该导压装置50，通过导压装置50和卷制模具20之间的压力，使坯料弯曲。由于坯料的该另一侧的每一位置均受该导压装置50挤压，因此使坯料受力更加均匀，避免了坯料局部受力不均的情形，提高了成形后的螺旋叶片的使用寿命。

继续参照图5至图7，导压装置50能够具有导向功能，具体地，导压装置50包括导向机构51，以用于对坯料进行定位，防止在螺旋叶片的成型过程中，坯料发生移动。导向机构51包括导向轮511、导向位移调节器512以及导向压力调节器513。导向轮511可以具有宽度与坯料厚度匹配的凹槽5111，凹槽5111由导向轮511的外周面向内凹陷形成，在螺旋叶片的成型过程中，坯料需要卡设于凹槽5111内，以准确定位于卷制模具20的外周面上，从而提高螺距的准确度。除此，该凹槽5111也能够在坯料移动过程中，防止其脱离，从而可以提高劳动效率，提高了螺旋叶片的成型率。导向轮511可转动地设置在导向位移调节器512上，导向位移调节器512能够驱动导向轮511靠近或远离卷制模具20，以将坯料抵压于卷制模具20的外周面上。导向机构51的导向压力调节器513将坯料抵压于卷制模具20上。在本实用新型中，可以根据实际工况的需要而分别选取适宜的导向位移调节器512和导向压力调节器513，也可以选择一种同时具有上述两种结构功能的结构，以简化系统结构，例如液压缸既可以实现导向位移调节器512的功能，也可以实现导向压力调节器513的功能，但并不以此为限。

参照图5、图8以及图9，导压装置50还可以包括压制机构52，该压制机构52可以提供坯料弯曲的弯曲力，例如该压制机构52与卷制模具20配合以将坯料夹紧，并将坯料弯曲。压制机构52可以包括压制轮521、压制位移调节器522以及压制压力调节器523，压制轮521的外周面可以抵压于坯料的侧面上，从而使该坯料牢固卷绕于卷制模具20上。压制轮521可转动地设置在压制位移调节器522上，压制位移调节器522驱动压制轮521靠近或远离卷制模具20，以将坯料垂直抵压于卷制模具20上；压制压力调节器523与卷制模具20配合可以提供坯料弯曲的动力。压制机构52的压制位移调节器522和压制压力调节器523可以与导向机构51的压制位移调节器522和压制压力调节器523选择相同的元件，也可以选择不同的元件，只要能够满足对位移调节或压力调节均在本实用新型的保护范围内。

继续参照图6和图7，更进一步地，导向位移调节器512可以包括第一调节件和第二调节件，导向轮511可转动地设置在相应的调节器的第一调节件的一端，该第一调节件的另一端可以伸入到第二调节件的内部，以使第一调节件可伸缩地嵌套于第二调节件的内部，通过第一调节件在第二调节件内的收缩或伸出来调节导向轮511到卷制模具20距离大小。如上所述，该导向位移调节器512可以为液压缸，也可以为螺旋伸缩套筒，也可以为伸缩限位杆，都在本实用新型的保护范围内。可以理解的是，压制位移调节器522可以与上述导向位移调节器512具有相同的结构，在不不再赘述。

本实用新型的一实施方式，其中螺旋叶片的卷制系统还包括送料装置60，送料装置60包括移动工作台61和用于为移动工作台61导向的导杆62，导杆62固定设置于机架10上，该导杆62的延伸方向可以与卷制模具20的旋转轴线平行，移动工作台61可滑动地设置于导杆62上。可以理解的是，移动工作台61的移动速度可以与送料速度配合，以使螺旋叶片具有合适的螺距。除此，该移动工作台61还可以设置为可摆动的，从而可以调节送料方向与旋转轴线之间的夹角，使坯料的送料方向与旋转轴线成预定角度，例如但不限于送料方向与旋转轴线之间的夹角可以为75°至105°。更加优选地，送料方向与旋转轴线之间的夹角可以为82.5°至97.5°。本实用新型的导压装置50可以设置在移动工作台61上，以随着该移动工作台61一起移动。

继续参照图1，送料装置60还包括导料机构63，导料机构63包括设置于移动工作台61上的导料机构63，以随该移动工作台61一起移动。该导料机构63可以包括架体、坯料夹持件以及设置于架体和坯料夹持件之间的高度调节件，架体可以固定设置在该移动工作台61上，坯料夹持件与坯料匹配。坯料夹持件可以根据实际工况的需求调节，以适应坯料的尺寸。调节该高度调节件可以使坯料夹持件在竖直方向上移动，以使坯料的上表面与卷制模具20的下侧接触。

螺旋叶片的卷制系统还包括主轴装置70和支撑轴装置80，主轴装置70可以包括轴座、主轴以及轴座与主轴之间的轴承，轴座可以固定在机架10上，主轴的一端通过传动装置40连接于动力装置30，主轴的另一端固定连接于卷制模具20的一端，以带动卷制模具20进行旋转。

继续参照图1至图3本实用新型的一实施方式，其中支撑轴装置80可以包括支撑轴机构81、基座83、滑动件82以及驱动件84，基座83固定于机架10上；滑动件82可滑动地连接于基座83上，滑动件82能够沿旋转轴线的延伸方向移动，支撑轴机构81固定设置于滑动件82上；驱动件84能够驱动滑动件82相对于基座83滑动。驱动件84可以为手动驱动，也可以为自动驱动，都在本实用新型的保护范围内。

滑动件82相对于基座83的滑动方向可以与旋转轴线的延伸方向平行，以根据实际工况需求调整卷制模具20的长度，例如当需要第一长度的卷制模具20时，调节该滑动件82以使更加靠近主轴装置70。当需要第二长度的卷制模具20时，调节该滑动件82以使更加远离主轴装置70。支撑轴机构81可以包括轴座、支撑轴以及用于支撑该支撑轴的轴承，该支撑轴可以与主轴同心设置，卷制模具20的另一端可以固定连接于支撑轴的一端上。

卷制模具20还包括用于与主轴装置70连接的法兰盘，法兰盘上设置有坯料端部固定结构，以固定坯料的端部。

使用本实用新型提供的螺旋叶片的卷制系统的加工螺旋叶片的具体方法为：

a、下料：选取符合材质要求和厚度的型材，按叶片的宽度及展开的长度要求落料，落料长度略大于成型后的长度；

b、修边打孔：将坯料一端头部修剪为斜边，并进行打孔；

c、装填坯料：将坯料放入导料机构的架体，调节螺旋卷压直径调节架体高度使坯料上边与卷制模具20的模筒下面平形，根据将坯的厚度和高度分别调调整坯料厚度调节装置和坯料高度调节装置，使之定位；

d、装夹坯料：将坯料预先打孔的一端侧面靠近卷制模具20的前法兰盘，并将孔套入拨动轴销内或螺栓内；

e、调节导向轮高度和压力：将导向轮511高度调节到与坯料下表面接触、并调节导向轮511适合压力；

f、调节压制轮高度和压力：将压制轮521高度调节到与坯料下表面接触、并调节压制轮适合压力；

g、调节移动工作台的进给量；根据主轴转速和螺旋螺距要求调节移动工作台61的进给量设置；

h、卷压成型：启动电机，使主轴旋转并带动卷制模具20旋转，同时启动移动工作台61进给，同时调节压制轮521的压力和高度，坯料轧拨动轴销带动下卷压成形；

i、折卸工件：停止主轴装置70和移动工作台61的运动，移动支撑轴装置80后退，松开并卸下卷制模具20，取下工件；

j、修整成型：将成型后的工件根据规定长度，切割掉头尾多余部分，即成整体螺旋叶片。

通过使用本实用新型提供的螺旋叶片的卷制系统生产的螺旋叶片，较现有技术相比，能够降低焊接变形应力和附加应力，在连续卷绕成型过程中螺旋叶片产生冷作硬化和纤维化，提高了螺旋叶片的抗拉强度、屈服强度和硬度，从而可以提高螺旋叶片的力学性能，即提高产品的良率。

本实用新型所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。