一种金属贯流风轮卷边成型的制造方法
【专利摘要】一种金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于机床底座上设有主轴旋转系统、卷边进给系统、尾座紧固定位系统，主轴旋转系统包括电机和旋转主轴；卷边进给系统包括进给控制伺服电机、与旋转主轴垂直的第一滚珠丝杆、与旋转主轴平行的二块滑轨及滚轮，第一滚珠丝杆位于旋转主轴下方与进给控制伺服电机相连接，滑轨位于第一滚珠丝杆上方，通过第一滚珠丝杆带动在其上做相反方向运动；尾座紧固定位系统包括二个伺服电机、尾座和顶盘，顶盘位于尾座左端与旋转主轴上贯流风轮相套接定位，尾座通过滚珠丝杆与二个伺服电机相连接实现左右、前后移动定位。本实用新型结构合理、产品同轴度高、质量稳定可靠，可实现自动化操作，大大提高了生产效率和加工精度。
【专利说明】一种金属贯流风轮卷边成型机
【技术领域】
[0001]本实用新型一种数控加工设备，具体是一种铝制贯流风轮卷边成型机，用于铝制贯流风轮的加工。
【背景技术】
[0002]贯流风轮广泛应用于电壁炉、空调器、空气清新器、冷柜及冷风扇等家电产品，市场需求量巨大。
[0003]现有的贯流风轮的滚铆设备主要是由老式车床改造而成的金属风扇叶轮成型机，这种设备在使用时连同带主轴一起先固定好的贯流风轮固定在爪盘上，然后把尾部顶针摇过来顶住主轴，启动车床将固定好的叶轮快速旋转，然后通过手动进给滚铆刀具对中盘外缘用滚铆刀具进行挤压，使中盘与叶片紧密固定铆接成型，成型完成后将尾部顶针摇出，再把叶轮连带主轴取出。接着把另一个连同带主轴一起先固定好的贯流风轮固定在爪盘上，进入下一个风轮的加工。
[0004]这种设备加工叶轮时存在以下不足:1、自动化程度低，两端手动固定，需要两根或者更多的主轴来满足加工需要，滚铆时也要用手工进刀滚铆，进刀量全凭操作工观察调整，加工效率低。2、手工进刀滚铆，不能保证每次滚铆都相同，从而滚铆成型固定片厚度大小不一，不能保证滚铆质量。3、下料时尾部顶针只能向后退，这样要求机床工作空间要更长，尤其加工长的贯流风轮，加工效率更低。
[0005]另外，还有专利申请号为201010543591的中国发明专利《一种金属贯流风扇滚铆成型机》，其包括滚铆底板、滚铆机架、上滚铆机构、下滚铆机构和下滚轮分离机构。由于空气具有可压缩性，因此工作速度稳定性稍差。其中提到的进给控制装置和尾座用到气动和液压提供动作驱动、用普通梯形丝杆控制进退。
[0006]这种设备加工叶轮时存在以下不足:1、气动和液压因工作压力低，结构尺寸不宜过大，而且噪声较大，尤其液压油的渗漏，整个设备表面及工作环境中都有液压油，信号传递速度慢，加工效率和工作环境的清洁度都要低。2、气缸、油缸、光轨和普通梯形丝杆定位精度较低，工作时克服阻力大(是线轨和滚珠丝杆的50倍)，加工精度相对就低。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构合理、产品同轴度高、质量高的金属贯流风轮卷边成型机，具有自动化程度和加工效率和精度较高的特点。
[0008]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种金属贯流风轮卷边成型机，包括机床底座，其特征在于:所述机床底座上设置有主轴旋转系统、卷边进给系统、尾座紧固定位系统及计算机控制系统，
[0009]所述主轴旋转系统包括电机和旋转主轴，电机固定在机床底座的左侧，旋转主轴通过主轴座呈左右方向设置在机床底座上，旋转主轴的左端通过同步带轮与电机传动连接;
[0010]所述卷边进给系统包括进给控制伺服电机、与旋转主轴相垂直的第一滚珠丝杆、与旋转主轴相平行的滑轨组以及设置在滑轨组上的滚轮，第一滚珠丝杆设置在旋转主轴的下方与进给控制伺服电机相连接，滑轨组可前后滑动地设置在机床底座上位于第一滚珠丝杆的上方，通过第一滚珠丝杆的带动在其上做正反方向的运动，实现滚铆进刀和退刀；
[0011]所述尾座紧固定位系统包括二个互相垂直的伺服电机、尾座和用于定位的顶盘，尾座设置在机床底座上位于旋转主轴的右侧，顶盘设置在尾座的左端与套设在旋转主轴上的贯流风轮的右端相套接，尾座通过第二滚珠丝杠、第三滚珠丝杆与二个伺服电机相连接实现左右、前后位置移动与旋转主轴相定位。
[0012]作为改进，所述进给控制伺服电机安装在机床底座的后侧，第一滚珠丝杆的一端通过轴承座固定在机床底座上，并通过第一连轴器与进给控制伺服电机相连接，另一端和滑轨组通过螺纹连接实现直接或者间接的连接。
[0013]作为改进，所述滑轨组有两根滑轨，分别安装在各自的固定板上对称设于旋转主轴的前后两侧，机床底座上设有二根平行的用于安装固定板的第一线轨，二块固定板的底部分别设有与第一线轨相配合的滑块，二块固定板通过滑块设置在第一线轨上，二块固定板的底部分别设有与第一滚珠丝杆相啮合的螺母套，通过控制进给伺服电机的正反转带动第一滚珠丝杆转动，实现与螺母套相连的二块固定板作正反方向运动。
[0014]作为改进，所述滑轨为工字型滑轨，滑轨上设置有用于安装滚轮的滚轮调节座，通过调节滚轮调节座之间的距离来实现加工不同间距的风轮。
[0015]作为改进，所述滚轮为十二个，分别以旋转主轴为中心轴对称排列在滑轨上，在滚轮调节座上设有对滚轮进行校正的微调手柄。
[0016]再改进,所述尾座安装在尾座固定板上，尾座固定板横向架设在机床机座上、其后端伸出机床机座，尾座固定板上设有供尾座前后滑动的第二线轨，机床底座上设有供尾座固定板固定并左右滑动的第三线轨，二个伺服电机中的第一伺服电机设置在机床底座的右侦牝第二伺服电机设置在尾座固定板伸出机床底座的后端部位上，第一伺服电机通过第二滚珠丝杆与尾座固定板相螺纹连接，第二伺服电机通过第三滚珠丝杆与尾座相螺纹连接，通过第一伺服电机、第二伺服电机的正反转动，实现尾座的左右、前后移动与旋转主轴的位置定位。
[0017]再改进，所述第二线轨、第三线轨均为平行的二根，其中第二线轨与旋转主轴相垂直，第三线轨与旋转主轴相平行。
[0018]进一步改进，所述尾座固定板的后端上设置有用于固定第二伺服电机的马达座，尾座的端部设有与第三滚珠丝杆相啮合的第二尾座螺母套，第三滚珠丝杆的一端通过第三联轴器与第二伺服电机相连接，通过控制第二伺服电机的正反转控制第三滚珠丝杆转动来实现尾座的前后运动。
[0019]进一步改进，所述尾座固定板的左右端部设有与第二滚珠丝杆相啮合的第一尾座螺母套，第二滚珠丝杆的一端通过第二连轴器与第一伺服电机连接，通过控制第一伺服电机的正反转控制第二滚珠丝杆转动来实现尾座的左右进退运动。
[0020]再进一步改进，所述计算机控制系统是基于单片机作为中央控制器，输出分别连接进给控制伺服电机、第一伺服电机、第二伺服电机控制，进而实现对主轴旋转系统、卷边进给系统和尾座紧固定位系统的位置控制、方向控制和正反转限制。
[0021]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:设置有主轴旋转系统、卷边进给系统、尾座紧固定位系统及计算机控制系统，操作采用全自动化智能操作，操作工只需对上料和下料进行操作即可，加工效率高，叶轮各中盘间同轴度非常一致，不会出现径向跳动的情况，加工废品率非常低。本实用新型结构合理、产品同轴度高、质量稳定可靠，可实现自动化操作，大大提高了生产效率和加工精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0023]图2为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0025]如图1、2所示，一种铝制贯流风轮卷边成型机，包括机床底座1，机床底座I上设置有主轴旋转系统、卷边进给系统、尾座紧固定位系统及计算机控制系统；主轴旋转系统包括电机2和旋转主轴3，电机2固定在机床底座I的左侧，旋转主轴3通过主轴座4呈左右方向设置在机床底座I上，旋转主轴3的左端通过同步带轮5与电机2传动连接；卷边进给系统包括进给控制伺服电机6、与旋转主轴3相垂直的第一滚珠丝杆7、与旋转主轴3相平行的滑轨9以及设置在滑轨9上的滚轮11，第一滚珠丝杆7设置在旋转主轴3的下方，机床底座I上设有供第一滚珠丝杆7设置的凹槽，进给控制伺服电机6安装在机床底座I的后侧，第一滚珠丝杆7的一端通过轴承座10固定在机床底座I上,并通过第一连轴器8与进给控制伺服电机6相连接，另一端和滑轨组螺纹连接实现间接连接，滑轨9为工字型滑轨，可前后滑动地设置在机床底座I上位于第一滚珠丝杆7的上方，通过第一滚珠丝杆7的带动在其上做正反方向的运动，实现滚铆进刀和退刀；滑轨组有两根滑轨9，分别安装在各自的固定板91上对称设于旋转主轴3的前后两侧，在机床底座I上设有二根平行的用于安装固定板91的第一线轨1.1，固定板91的底部设有与第一线轨1.1相配合的滑块，二块固定板91分别通过滑块设置在第一线轨1.1上，在二块固定板91的底部分别设有与第一滚珠丝杆7相啮合的螺母套12.1和12.2，通过控制进给伺服电机6的正反转带动第一滚珠丝杆7转动，从而实现与螺母套12.1和12.2相连的二块固定板91作正反方向运动，计算机控制系统中把这个定义为该数控加工设备的X轴；滑轨组的滑轨9上设置有用于安装滚轮11的滚轮调节座11.1，通过调节滚轮调节座11.1之间的距离来实现加工不同间距的贯流风轮20 ;滚轮11为十二个，分别以旋转主轴3为中心轴对称排列在二根滑轨9上，在滚轮调节座11.1上设有对滚轮11进行校正的微调手柄；
[0026]尾座紧固定位系统包括二个互相垂直的伺服电机、尾座13和用于定位的顶盘19,尾座13通过尾座固定板16安装在机床底座I上位于旋转主轴3的右侧，尾座固定板16垂直于旋转主轴3横向架设在机床机座I上、其后端伸出机床机座1，尾座固定板16上设有供尾座13前后滑动的第二线轨161，在机床底座I上设有供尾座固定板16固定并左右滑动的第三线轨1.2, 二个伺服电机中的第一伺服电机15设置在机床底座I的右侧,第二伺服电机14设置在尾座固定板16伸出机床底座I的后端部位上，第一伺服电机15通过第二滚珠丝杆18与尾座固定板16相螺纹连接，第二伺服电机14通过第三滚珠丝杆17与尾座13相螺纹连接，通过第一伺服电机15、第二伺服电机14的正反转动，实现尾座13的左右、前后移动与旋转主轴3的位置定位；第二线轨161、第三线轨1.2均为平行的二根，其中第二线轨161与旋转主轴3相垂直，第三线轨1.2与旋转主轴3相平行；尾座固定板16的后端上设置有用于固定第二伺服电机14的马达座162，尾座13的端部设有与第三滚珠丝杆17相啮合的第二尾座螺母套，第三滚珠丝杆17的一端通过第三联轴器22与第二伺服电机14相连接，通过控制第二伺服电机14的正反转控制第三滚珠丝杆17转动来实现尾座13的前后运动，计算机控制系统中把这个定义为Z轴；尾座固定板16的左右端部设有与第二滚珠丝杆18相啮合的第一尾座螺母套，第二滚珠丝杆18的一端通过第二连轴器21与第一伺服电机15连接，通过控制第一伺服电机15的正反转控制第二滚珠丝杆18转动来实现尾座13的左右进退运动，计算机控制系统中把这个定义为Y轴；这样尾座13能够快速精准的实现前后左右运动定位，顶盘19设置在尾座13的左端与套设在旋转主轴3上的贯流风轮20的右端相套接，保证加工的同轴度，尾座13Z轴方向移动中增大机床工作空间，大大方便了上料和下料的操作，有效的提高加工效率。
[0027]计算机控制系统是基于单片机作为中央控制器，定义了旋转主轴、X轴、Y轴和Z轴，其输出分别连接进给控制伺服电机6、第一伺服电机15、第二伺服电机14，进而实现对主轴旋转系统、卷边进给系统和尾座紧固定位系统的位置控制、方向控制和正反转限制。
[0028]这样操作采用全自动化智能操作，操作工只需对上料和下料进行操作即可，大大提高了加工效率，叶轮各中盘间同轴度非常一致，不会出现径向跳动的情况，加工废品率非常低。
【权利要求】
1.一种金属贯流风轮卷边成型机，包括机床底座，其特征在于:所述机床底座上设置有主轴旋转系统、卷边进给系统、尾座紧固定位系统及计算机控制系统， 所述主轴旋转系统包括电机和旋转主轴，电机固定在机床底座的左侧，旋转主轴通过主轴座呈左右方向设置在机床底座上，旋转主轴的左端通过同步带轮与电机传动连接； 所述卷边进给系统包括进给控制伺服电机、与旋转主轴相垂直的第一滚珠丝杆、与旋转主轴相平行的滑轨组以及设置在滑轨组上的滚轮，第一滚珠丝杆设置在旋转主轴的下方与进给控制伺服电机相连接，滑轨组可前后滑动地设置在机床底座上位于第一滚珠丝杆的上方，通过第一滚珠丝杆的带动在其上做正反方向的运动，实现滚铆进刀和退刀； 所述尾座紧固定位系统包括二个互相垂直的伺服电机、尾座和用于定位的顶盘，尾座设置在机床底座上位于旋转主轴的右侧，顶盘设置在尾座的左端与套设在旋转主轴上的贯流风轮的右端相套接，尾座通过第二滚珠丝杠、第三滚珠丝杆与二个伺服电机相连接实现左右、前后位置移动与旋转主轴相定位。
2.根据权利要求1所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述进给控制伺服电机安装在机床底座的后侧，第一滚珠丝杆的一端通过轴承座固定在机床底座上，并通过第一连轴器与进给控制伺服电机相连接，另一端和滑轨组通过螺纹连接实现直接或者间接的连接。
3.根据权利要求2所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述滑轨组有两根滑轨，分别安装在各自的固定板上对称设于旋转主轴的前后两侧，机床底座上设有二根平行的用于安装固定板的第一线轨，二块固定板的底部分别设有与第一线轨相配合的滑块，二块固定板通过滑块设置在第一线轨上，二块固定板的底部分别设有与第一滚珠丝杆相啮合的螺母套，通过控制进给伺服电机的正反转带动第一滚珠丝杆转动，实现与螺母套相连的二块固定板作正反方向运动。
4.根据权利要求3所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述滑轨为工字型滑轨，滑轨上设置有用于安装滚轮的滚轮调节座，通过调节滚轮调节座之间的距离来实现加工不同间距的风轮。`
5.根据权利要求4所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述滚轮为十二个，分别以旋转主轴为中心轴对称排列在滑轨上，在滚轮调节座上设有对滚轮进行校正的微调手柄。
6.根据权利要求1所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述尾座安装在尾座固定板上，尾座固定板横向架设在机床机座上、其后端伸出机床机座，尾座固定板上设有供尾座前后滑动的第二线轨，机床底座上设有供尾座固定板固定并左右滑动的第三线轨，二个伺服电机中的第一伺服电机设置在机床底座的右侧，第二伺服电机设置在尾座固定板伸出机床底座的后端部位上，第一伺服电机通过第二滚珠丝杆与尾座固定板相螺纹连接，第二伺服电机通过第三滚珠丝杆与尾座相螺纹连接，通过第一伺服电机、第二伺服电机的正反转动，实现尾座的左右、前后移动与旋转主轴的位置定位。
7.根据权利要求6所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述第二线轨、第三线轨均为平行的二根，其中第二线轨与旋转主轴相垂直，第三线轨与旋转主轴相平行。
8.根据权利要求6所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述尾座固定板的后端上设置有用于固定第二伺服电机的马达座，尾座的端部设有与第三滚珠丝杆相啮合的第二尾座螺母套，第三滚珠丝杆的一端通过第三联轴器与第二伺服电机相连接，通过控制第二伺服电机的正反转控制第三滚珠丝杆转动来实现尾座的前后运动。
9.根据权利要求6所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述尾座固定板的左右端部设有与第二滚珠丝杆相啮合的第一尾座螺母套，第二滚珠丝杆的一端通过第二连轴器与第一伺服电机连接，通过控制第一伺服电机的正反转控制第二滚珠丝杆转动来实现尾座的左右进退运动。
10.根据权利要求1所述的金属贯流风轮卷边成型机，其特征在于:所述计算机控制系统是基于单片机作为中央控制器，输出分别连接进给控制伺服电机、第一伺服电机、第二伺服电机，进而实现对主轴旋转系统、卷边进给系统和尾座紧固定位系统的位置控制、方向控制和正 反转限制。
【文档编号】B21D19/12GK203664440SQ201320853552
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】陈晓亮 申请人:宁波高博科技有限公司