技术特征：
1.一种薄壁杆件制造设备，其特征在于，包括：带材卷绕装置，包括卷杆(21)、顶针平移机构(22)和卷杆自转平移机构(23)，所述卷杆自转平移机构(23)包括卷杆套筒(230)和卷杆推杆(231)，卷杆(21)的固定端与卷杆推杆(231)的端部固定对接连成一体，所述卷杆(21)和所述卷杆推杆(231)穿设于所述卷杆套筒(230)的内部，且所述卷杆推杆(231)不仅能自转，还能水平移动；所述顶针平移机构(22)包括顶针(220)，且所述顶针平移机构(22)能够控制顶针(220)水平移动；所述卷杆(21)的自由端上设置有卷杆槽口(20)；焊接装置(3)，所述焊接装置(3)包括焊针(30)，所述焊针(30)包括左焊针部(301)和右焊针部(302)，所述左焊针部(301)和所述右焊针部(302)分别接电源正负极；以非晶合金条带作为待加工的带材，当所述卷杆槽口(20)夹住待加工的带材时，所述顶针平移机构(22)控制顶针(220)向卷杆(21)的自由端移动，顶针(220)插入卷杆槽口(20)内顶住所述卷杆(21)的自由端并压住带材，所述卷杆自转平移机构(23)通过卷杆推杆(231)控制所述卷杆(21)自转和平移伸出，将带材螺旋卷绕成薄壁卷筒，与此同时，左焊针部(301)和右焊针部(302)下压，压住薄壁卷筒的上层带材与下层带材的重叠部分，电流通过左焊针部(301)和右焊针部(302)接触点之间的带材，产生电阻热，软化带材并在上层带材与下层带材之间形成焊缝，直至薄壁杆件的长度达到设计的切断长度后切断，带材的余料继续卷绕，获得薄壁杆件成品；所述顶针(220)从卷杆槽口(20)中抽出；所述卷杆推杆(231)带着所述卷杆(21)继续自转并回缩至所述卷杆套筒(230)内，所述薄壁杆件成品随着卷杆(21)反向平移回缩，直至撞到卷杆套筒(230)后下落。2.根据权利要求1所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，还包括固定立板(1)，所述固定立板(1)中部的两端分别设置有顶针平移孔(11)和卷杆平移孔(12)，在顶针平移孔(11)和卷杆平移孔(12)之间的上方设置有焊针伸出孔(13)，顶针平移孔(11)和卷杆平移孔(12)均为同一高度的条形孔；所述顶针平移机构(22)和所述卷杆自转平移机构(23)分别设置于所述固定立板(1)的顶针平移孔(11)和卷杆平移孔(12)上；所述焊接装置(3)设置在与顶针平移机构(22)和所述卷杆自转平移机构(23)相对的固定立板(1)的背面，所述焊针(30)伸出焊针伸出孔(13)，正对所述卷杆(21)。3.根据权利要求2所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，所述卷杆自转平移机构(23)还包括卷杆推杆转动电机(232)、卷杆推杆平移电机(233)和卷杆滚珠丝杆副(234)，所述卷杆推杆转动电机(232)的输出轴设置有齿轮，所述卷杆推杆(231)上设置有齿轮，所述卷杆推杆转动电机(232)输出轴上的齿轮与所述卷杆推杆(231)上的齿轮相啮合；当卷杆推杆转动电机(232)的输出轴转动时，能带动所述卷杆推杆(231)转动，进而带动卷杆(21)的转动；所述卷杆滚珠丝杆副(234)的滚珠丝杆(241)上设置有转轮，卷杆推杆平移电机(233)的输出轴上设置有转轮，卷杆滚珠丝杆副(234)的滚珠丝杆(241)上的转轮与卷杆推杆平移电机(233)的输出轴上的转轮通过皮带传动连接；卷杆滚珠丝杆副(234)的滚珠螺母(242)与所述卷杆推杆(231)通过第一连接杆件(235)固定连接；当卷杆推杆平移电机(233)的输出轴转动时，能带动所述卷杆推杆(231)沿着所述卷杆平移孔(12)水平移动，进而带动卷杆
(21)的水平移动。4.根据权利要求2所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，所述顶针平移机构(22)还包括顶针滚珠丝杆副(221)、顶针移动电机(222)和第二连接杆件(223)，所述顶针移动电机(222)的输出轴与所述顶针滚珠丝杆副(221)的滚珠丝杆(241)固定对接；所述第二连接杆件(223)的一端与顶针滚珠丝杆副(221)的滚珠螺母(242)固定连接，另一端伸出顶针平移孔(11)，所述顶针(220)设置于所述第二连接杆件(223)伸出端的端部，且所述顶针(220)与所述第二连接杆件(223)端部的连接处设置轴承；当顶针移动电机(222)的输出轴转动时，能带动所述第二连接杆件(223)沿着顶针平移孔(11)水平移动，进而带动顶针(220)的水平移动。5.根据权利要求1所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，所述卷杆(21)活动区域的下方倾斜设置有至少两段接槽(4)，第一段接槽(4)正下方，且第一段接槽(4)的最高处靠近卷杆套筒(230)，第一段接槽(4)的最低处与第二段接槽(4)的最高处首尾相连，至少两段接槽(4)自上而下依次倾斜，所述接槽(4)通过螺栓连接固定于所述固定立板(1)的正面。6.根据权利要求1所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，还包括带材送入装置(5)，所述带材送入装置(5)包括带材送入主机构和入料角度调节辅机构，其中，带材送入主机构用于接收待加工的带材，并将接收的带材传送至卷杆(21)的卷杆槽口(20)，入料角度调节辅机构用于调节带材送入主机构的送入的带材进入卷杆(21)的卷杆槽口(20)的入料角度。7.根据权利要求6所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，还包括切断机构(6)，所述带材送入主机构包括导料板(51)、送料台(52)和推送机构(53)，所述导料板(51)上设置有导料孔(510)，所述导料板(51)与所述切断机构(6)平行相对设置，所述送料台(52)设置所述导料板(51)与所述切断机构(6)之间；所述推送机构(53)包括吸盘电磁铁(530)、压紧电磁铁(531)、送料滚珠丝杆副(532)和送料电机(533)，所述吸盘电磁铁(530)设置于所述送料台(52)内；所述压紧电磁铁(531)与所述送料台(52)通过第三连接块(511)固定连接；所述送料电机(533)的输出轴与所述送料滚珠丝杆副(532)的滚珠丝杆固定连接；所述送料滚珠丝杆副(532)的滚珠螺母与所述第三连接块(511)固定连接；当待加工的带材经过送料台(52)时，吸盘电磁铁(530)通电，吸住压紧电磁铁(531)向下，将待加工的带材压紧；同时送料电机(533)的输出轴转动，通过所述第三连接块(511)能带动所述第三连接块(511)前后移动，进而送料台(52)的前后移动，实现送料；其中，所述压紧电磁铁(531)的底端设置有橡胶头(534)。8.根据权利要求7所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，所述切断机构(6)包括切断电机(61)、切断滚珠丝杆副(62)、第四连接块(63)、切断推杆(64)、定刀(65)和动刀(66)，动刀(66)活动设置于定刀(65)上，且与所述定刀(65)配套形成冲刀；切断电机(61)的输出轴与切断滚珠丝杆副(62)的滚珠丝杆固定连接；切断滚珠丝杆副(62)的滚珠螺母与第四连接块(63)固定连接；切断推杆(64)的两端分别与动刀(66)和所述第四连接块(63)固定连接；工作时，切断电机(61)带动切断滚珠丝杆副(62)的滚珠丝杆运动，切断滚珠丝杆副
(62)的滚珠螺母带动切断推杆(64)上下运动切断推杆(64)带动动刀(66)上下移动，而定刀(65)不动。9.根据权利要求6所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，所述带材送入主机构和所述入料角度调节辅机构之间通过枢轴连接，所述入料角度调节辅机构包括旋转台(55)，所述旋转台(55)内部为中空，旋转台(55)内配置有旋转电机(54)，所述旋转电机(54)的输出轴与连接带材送入主机构和入料角度调节辅机构之间的枢轴固定连接，当旋转电机(54)的输出轴转动时，能调节带材送入主机构和入料角度调节辅机构之间的角度，进而调节送料角度。10.一种薄壁杆件制造方法，采用如权利要求1至9任一所述的薄壁杆件制造设备，其特征在于，包括以下步骤：将待加工的带材从导料板(510)的导料孔(510)穿入，经送料台(52)传送后，从切断机构(6)穿出；所述卷杆槽口(20)夹住待加工的带材，顶针平移机构(22)控制顶针(220)向卷杆(21)的自由端移动，顶针(220)插入卷杆槽口(20)内顶住所述卷杆(21)的自由端并压住带材；所述卷杆自转平移机构(23)通过卷杆推杆(231)控制所述卷杆(21)自转和向外平移伸出，将带材螺旋卷绕成薄壁卷筒；所述卷杆(21)卷绕1-2圈后，左焊针部(301)和右焊针部(302)下压，压住薄壁卷筒的上层带材与下层带材的重叠部分，电流通过左焊针部(301)和右焊针部(302)接触点之间的带材，产生电阻热，软化带材并在上层带材与下层带材之间形成焊缝；带材在所述卷杆(21)螺旋卷绕成薄壁卷筒，同时焊针(30)的左焊针部(301)和右焊针部(302)继续软化带材并在上层带材与下层带材之间持续形成焊缝，直至薄壁杆件的长度达到设计的切断长度后，切断机构(6)切断带材，带材的余料继续卷绕，获得薄壁杆件成品；所述顶针(220)从卷杆槽口(20)中抽出；所述卷杆推杆(231)带着所述卷杆(21)继续自转并回缩至所述卷杆套筒(230)内，所述薄壁杆件成品随着卷杆(21)反向平移回缩，直至撞到卷杆套筒(230)后下落；所述薄壁杆件成品从卷杆套筒(230)下落至接槽(4)，并沿着接槽(4)下滑落至指定容器中。
技术总结
本发明公开了一种薄壁杆件制造设备及方法，其中该设备包括带材卷绕装置和焊接装置，带材卷绕装置包括卷杆、顶针平移机构和卷杆自转平移机构，卷杆自转平移机构包括卷杆套筒和卷杆推杆，卷杆的固定端与卷杆推杆的端部固定对接，卷杆和卷杆推杆穿设于所述卷杆套筒的内部，且卷杆推杆不仅能自转，还能水平移动；顶针平移机构包括顶针，顶针平移机构能够控制顶针水平移动；卷杆的自由端上设置有卷杆槽口；焊接装置的前端设有焊针。本发明公开的薄壁杆件制造设备及方法，可应用于太空环境下制造非晶合金薄壁杆件，可避免太空制造过程中粉末、液滴飞溅，用以解决金属材料加工制造过程中存在熔融液滴和加工温度高等问题。熔融液滴和加工温度高等问题。熔融液滴和加工温度高等问题。
技术研发人员：张琪 赵少凡 刘明 董雯 汪卫华
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/7/1