带辅助旋轮的无芯模旋压机及旋压方法
【专利摘要】本发明公开了一种带辅助旋轮的无芯模旋压机及旋压方法。它包括主轴箱、电机箱、进给床鞍导轨、床身、辅助床鞍导轨、底座、坯料固定架、底座支腿、主轴箱电机座、主轴箱电机、进给驱动、进给旋轮架、进给床鞍组件、进给滑板、进给旋轮、辅助旋轮、辅助支臂、辅助法兰、辅助底座、丝杠组件、辅助电机座、辅助电机、辅助床鞍滑板、辅助床鞍导轨、辅助电机法兰、辅助床鞍、丝杠轴承座。本发明适用于面向曲母线曲率多变、形态自由的复杂曲面类零件生产的无芯模旋压。本发明占地面积小、结构紧凑，提高了产品成型质量，对于生产超半球类零件等复杂曲面类零件，操作简便，工序简单，精度高，显著降低了生产时间和经济成本。
【专利说明】带辅助旋轮的无芯模旋压机及旋压方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无芯模旋压机领域，尤其涉及适用超半球类零件的一种带辅助旋轮的无芯模旋压机及旋压方法。
【背景技术】
[0002]旋压技术广泛应用于航空航天、船舶工业、汽车覆盖件和家电等生产行业，是当今先进制造技术的重要发展方向。工业部门的广泛需求为旋压成形新工艺和新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。
[0003]随着当代“审美泛化”，产品设计中的人体工学与美学以及个性化需求日益凸显。产品造型要求更加新颖，形式也要求更加丰富优美。对于旋压件而言，其产品曲面除简单的筒形、复合形等外，曲母线曲率多变、曲面形态自由的产品逐渐增多；根据客户需求，对旋压件进行个性化设计的中小批量非标(非标准化、系列化、通用化)旋压产品也逐渐增多。这类复杂(曲面形状复杂、曲率多变)非标旋压件在迎合现代产品美学造型设计要求的同时，也对旋压技术提出了更高的要求。依赖于芯模成形的传统旋压逐渐难以胜任上述需求，而无芯模旋压具有柔性成形、受限制少、能耗少等特点，适合复杂非标件生产，但由于受无芯模约束、定形等因素影响，对于一些曲率复杂多变的曲面类零件如超半球类零件，难以实现精确成形。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带辅助旋轮的无芯模旋压机及旋压方法。
[0005]带辅助旋轮的无芯模旋压机，其特征在于包括主轴箱、电机箱、进给床鞍上导轨、进给床鞍下导轨、床身、辅助床鞍上导轨、辅助床鞍下导轨、底座、坯料固定架、底座支腿、主轴箱电机座、主轴箱电机、轴向进给驱动、进给旋轮架、径向进给驱动、进给床鞍组件、进给滑板、进给旋轮、辅助旋轮、辅助支臂、辅助法兰、辅助底座、轴向丝杠组件、辅助电机座、轴向辅助电机、辅助床鞍滑板、辅助床鞍右导轨、径向丝杠组件、径向辅助电机、辅助电机法兰、辅助床鞍左导轨、辅助床鞍、丝杠轴承座；底座支腿与底座固定，主轴箱、电机箱、床身、主轴箱电机座均固定于底座上，坯料固定架与主轴箱固定，主轴箱电机与主轴箱电机座固定，进给床鞍上导轨、进给床鞍下导轨、辅助床鞍上导轨、辅助床鞍下导轨、轴向进给驱动、辅助电机座均固定于床身上，进给床鞍组件的矩形槽置于进给床鞍上导轨、进给床鞍下导轨上，轴向进给驱动与进给床鞍组件啮合，进给床鞍组件与径向进给驱动固定，进给滑板与床鞍组件形成滑动副，进给滑板与径向进给驱动啮合，进给旋轮架与进给滑板固定，进给旋轮与进给旋轮架固定，轴向辅助电机与辅助电机座固定，轴向丝杠组件左端通过丝杠轴承座与床身固定，轴向辅助电机与轴向丝杠组件右端固定，辅助床鞍的矩形槽置于辅助床鞍上导轨、辅助床鞍下导轨上，轴向丝杠组件与辅助床鞍啮合，床鞍右导轨、辅助电机法兰、辅助床鞍左导轨均固定于辅助床鞍上，径向辅助电机与辅助电机法兰固定，径向丝杠组件通过轴端带轮与径向辅助电机固定，辅助床鞍滑板的矩形槽置于辅助床鞍右导轨、辅助床鞍左导轨上，径向丝杠组件与辅助床鞍滑板啮合，辅助底座与辅助床鞍滑板固定，辅助法兰与辅助底座固定，辅助支臂与辅助法兰固定，辅助旋轮固定于辅助支臂上。
[0006]所述的带辅助旋轮的无芯模旋压机的旋压方法包括以下步骤:
1)调整进给床鞍组件与进给滑板使进给旋轮架位于预设起旋位置；
2)根据待加工坯料的特性要求选择合适形状的进给旋轮，进给旋轮固定于旋轮架上；
3)将待加工坯料固定于坯料固定架上；
4)调整辅助床鞍滑板与辅助床鞍，保证与待加工坯料间留有足够安装间隙；
5)辅助支臂调整至进给旋轮的正下方，辅助支臂固定于辅助法兰上，将辅助旋轮固定于辅助支臂上；
6)调整辅助床鞍滑板与辅助床鞍使辅助旋轮位于进给旋轮下侧的预设起旋位置；
7)控制轴向进给驱动、径向进给驱动使进给旋轮按预设道次轨迹无芯模成型，同时控制轴向辅助电机、径向辅助电机按相同轨迹运行至完成全部成型要求。
[0007]本发明与现有技术相比具有的有益效果是:使用本发明可以有效加工曲母线曲率多变、曲面形态自由的复杂产品，柔性成形、受限制少、能耗少，适应当代“审美泛化”和产品多样化需求。床身采用45度布局，占地面积小、结构紧凑。辅助旋轮装卸简便，引入辅助旋轮有效解决现有产品受无芯模约束、定形等因素影响导致的稳定性差、成形精度低、废品率高等问题，提高了产品成型质量，对于生产超半球类零件等复杂曲面类零件，操作简便，工序简单，精度高，显著降低了生产时间和经济成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为带辅助旋轮的无芯模旋压机的结构示意图；
图2为本发明成型旋组件示意图；
图3为本发明辅助旋组件示意图；
图4为本发明床身结构示意图。
[0009]图中，主轴箱1、电机箱2、进给床鞍上导轨3、进给床鞍下导轨4、床身5、辅助床鞍上导轨6、辅助床鞍下导轨7、底座8、坯料固定架9、底座支腿10、主轴箱电机座11、主轴箱电机12、轴向进给驱动13、进给旋轮架14、径向进给驱动15、进给床鞍组件16、进给滑板17、进给旋轮18、辅助旋轮19、辅助支臂20、辅助法兰21、辅助底座22、轴向丝杠组件23、辅助电机座24、轴向辅助电机25、辅助床鞍滑板26、辅助床鞍右导轨27、径向丝杠组件28、径向辅助电机29、辅助电机法兰30、辅助床鞍左导轨31、辅助床鞍32、丝杠轴承座33。
【具体实施方式】
[0010]如图1-4所示，带辅助旋轮的无芯模旋压机包括主轴箱1、电机箱2、进给床鞍上导轨3、进给床鞍下导轨4、床身5、辅助床鞍上导轨6、辅助床鞍下导轨7、底座8、坯料固定架
9、底座支腿10、主轴箱电机座11、主轴箱电机12、轴向进给驱动13、进给旋轮架14、径向进给驱动15、进给床鞍组件16、进给滑板17、进给旋轮18、辅助旋轮19、辅助支臂20、辅助法兰21、辅助底座22、轴向丝杠组件23、辅助电机座24、轴向辅助电机25、辅助床鞍滑板26、辅助床鞍右导轨27、径向丝杠组件28、径向辅助电机29、辅助电机法兰30、辅助床鞍左导轨31、辅助床鞍32、丝杠轴承座33 ;底座支腿10与底座8固定，主轴箱1、电机箱2、床身5、主轴箱电机座11均固定于底座8上，坯料固定架9与主轴箱I固定，主轴箱电机12与主轴箱电机座11固定，进给床鞍上导轨3、进给床鞍下导轨4、辅助床鞍上导轨6、辅助床鞍下导轨
7、轴向进给驱动13、辅助电机座24均固定于床身5上，进给床鞍组件16的矩形槽置于进给床鞍上导轨3、进给床鞍下导轨4上，轴向进给驱动13与进给床鞍组件16啮合，进给床鞍组件16与径向进给驱动15固定，进给滑板17与床鞍组件16形成滑动副，进给滑板17与径向进给驱动15啮合，进给旋轮架14与进给滑板17固定，进给旋轮18与进给旋轮架14固定，轴向辅助电机25与辅助电机座24固定，轴向丝杠组件23左端通过丝杠轴承座33与床身5固定,轴向辅助电机25与轴向丝杠组件23右端固定,辅助床鞍32的矩形槽置于辅助床鞍上导轨6、辅助床鞍下导轨7上，轴向丝杠组件23与辅助床鞍32啮合，床鞍右导轨27、辅助电机法兰30、辅助床鞍左导轨31均固定于辅助床鞍32上，径向辅助电机29与辅助电机法兰30固定，径向丝杠组件28通过轴端带轮与径向辅助电机29固定，辅助床鞍滑板26的矩形槽置于辅助床鞍右导轨27、辅助床鞍左导轨31上，径向丝杠组件28与辅助床鞍滑板26啮合，辅助底座22与辅助床鞍滑板26固定，辅助法兰21与辅助底座22固定，辅助支臂20与辅助法兰21固定，辅助旋轮19固定于辅助支臂20上。
[0011]使用本发明时，柔性成形、受限制少、能耗少，辅助旋轮的引入，有效提高了曲母线曲率多变、形态自由的复杂曲面类零件的稳定性以及成形精度，尤其对于超半球类零件，效果明显。
[0012]带辅助旋轮的无芯模旋压机的旋压方法包括以下步骤:
1)调整进给床鞍组件16与进给滑板17使进给旋轮架14位于预设起旋位置；
2)根据待加工坯料的特性要求选择合适形状的进给旋轮18，进给旋轮18固定于旋轮架14上；
3)将待加工坯料固定于坯料固定架9上；
4)调整辅助床鞍滑板26与辅助床鞍32，保证与待加工坯料间留有足够安装间隙；
5)辅助支臂20调整至进给旋轮18的正下方，辅助支臂20固定于辅助法兰21上，将辅助旋轮19固定于辅助支臂20上；
6)调整辅助床鞍滑板26与辅助床鞍32使辅助旋轮19位于进给旋轮18下侧的预设起旋位置；
7)控制轴向进给驱动13、径向进给驱动15使进给旋轮18按预设道次轨迹无芯模成型，同时控制轴向辅助电机25、径向辅助电机29按相同轨迹运行至完成全部成型要求。
【权利要求】
1.一种带辅助旋轮的无芯模旋压机，其特征在于包括主轴箱(I)、电机箱(2)、进给床鞍上导轨(3)、进给床鞍下导轨(4)、床身(5)、辅助床鞍上导轨(6)、辅助床鞍下导轨(7)、底座(8 )、坯料固定架(9 )、底座支腿(10 )、主轴箱电机座(11)、主轴箱电机(12 )、轴向进给驱动(13 )、进给旋轮架(14 )、径向进给驱动(15)、进给床鞍组件(16 )、进给滑板(17 )、进给旋轮(18)、辅助旋轮(19)、辅助支臂(20)、辅助法兰(21)、辅助底座(22)、轴向丝杠组件(23)、辅助电机座(24)、轴向辅助电机(25)、辅助床鞍滑板(26)、辅助床鞍右导轨(27)、径向丝杠组件(28)、径向辅助电机(29)、辅助电机法兰(30)、辅助床鞍左导轨(31)、辅助床鞍(32)、丝杠轴承座(33);底座支腿(10)与底座(8)固定，主轴箱(I)、电机箱(2)、床身(5)、主轴箱电机座(11)均固定于底座(8 )上，坯料固定架(9 )与主轴箱(I)固定，主轴箱电机(12)与主轴箱电机座(11)固定，进给床鞍上导轨(3)、进给床鞍下导轨(4)、辅助床鞍上导轨(6)、辅助床鞍下导轨(7)、轴向进给驱动(13)、辅助电机座(24)均固定于床身(5)上，进给床鞍组件(16)的矩形槽置于进给床鞍上导轨(3)、进给床鞍下导轨(4)上，轴向进给驱动(13)与进给床鞍组件(16)啮合，进给床鞍组件(16)与径向进给驱动(15)固定，进给滑板(17)与床鞍组件(16)形成滑动副，进给滑板(17)与径向进给驱动(15)啮合，进给旋轮架(14)与进给滑板(17)固定，进给旋轮(18)与进给旋轮架(14)固定，轴向辅助电机(25)与辅助电机座(24 )固定，轴向丝杠组件(23 )左端通过丝杠轴承座(33 )与床身(5 )固定，轴向辅助电机(25)与轴向丝杠组件(23)右端固定，辅助床鞍(32)的矩形槽置于辅助床鞍上导轨(6 )、辅助床鞍下导轨(7 )上，轴向丝杠组件(23 )与辅助床鞍(32 )啮合，床鞍右导轨(27 )、辅助电机法兰(30)、辅助床鞍左导轨(31)均固定于辅助床鞍(32)上，径向辅助电机(29)与辅助电机法兰(30 )固定，径向丝杠组件(28 )通过轴端带轮与径向辅助电机(29 )固定，辅助床鞍滑板(26)的矩形槽置于辅助床鞍右导轨(27)、辅助床鞍左导轨(31)上，径向丝杠组件(28)与辅助床鞍滑板(26)啮合，辅助底座(22)与辅助床鞍滑板(26)固定，辅助法兰(21)与辅助底座(22)固定，辅助支臂(20)与辅助法兰(21)固定，辅助旋轮(19)固定于辅助支臂(20)上。
2.一种实施如权利要求1所述的带辅助旋轮的无芯模旋压机的旋压方法，其特征在于包括以下步骤: 1)调整进给床鞍组件(16)与进给滑板(17)使进给旋轮架(14)位于预设起旋位置； 2)根据待加工坯料的特性要求选择合适形状的进给旋轮(18)，进给旋轮(18)固定于旋轮架(14)上； 3)将待加工坯料固定于坯料固定架(9)上； 4)调整辅助床鞍滑板(26)与辅助床鞍(32)，保证与待加工坯料间留有足够安装间隙； 5)辅助支臂(20)调整至进给旋轮(18)的正下方，辅助支臂(20)固定于辅助法兰(21)上，将辅助旋轮(19)固定于辅助支臂(20)上； 6)调整辅助床鞍滑板(26)与辅助床鞍(32)使辅助旋轮(19)位于进给旋轮(18)下侧的预设起旋位置； 7)控制轴向进给驱动(13)、径向进给驱动(15)使进给旋轮(18)按预设道次轨迹无芯模成型，同时控制轴向辅助电机(25)、径向辅助电机(29)按相同轨迹运行至完成全部成型要求。
【文档编号】B21D22/14GK103934343SQ201410158615
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】陈实, 王进, 陆国栋, 葛挺, 程仙平 申请人:浙江大学, 兰溪市海德机床制造有限公司