一种用于渐进成形的转动成形工具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于渐进成形的转动成形工具，它包括转动工具头、转动轴、回转工具体、成形工具柄、第一轴承、第二轴承和轴承组等。所述转动工具头与回转工具体之间安装有转动轴和轴承组，转动工具头和转动轴可以一起相对回转工具体自由转动。所述回转工具体与成形工具柄之间安装有第一轴承和第二轴承，回转工具体可以绕成形工具柄轴线自由转动，其中第一轴承承受轴向力，第二轴承承受径向力。通过这种结构，转动工具头相对于成形工具柄可以实现两个转动自由度的转动，从而减少了成形过程中成形工具头与板料之间的摩擦，提高了成形零件的表面质量。
【专利说明】
一种用于渐进成形的转动成形工具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于板料渐进成形的转动成形工具，属于机械领域的金属板料成形技术领域。
【【背景技术】】
[0002]渐进成形技术是依据分层制造思想，把三维零件二维化，利用成形工具头，沿着轮廓等高线逐层挤压出所需零件形状，具有无模具(或使用简单模具)和低成本等优点。渐进成形的成形工具头一般为不能转动的球头，球头按设定程序走等高线轨迹，不断挤压板料生成零件。在挤压过程中成形工具头与板料处于滑动摩擦状态，成形后的零件表面质量较差。针对成形工具与板料之间的摩擦问题，本发明提出一种转动成形工具，转动工具头相对于成形工具柄可以实现两个转动自由度的运动，从而减少了成形过程中成形工具头与板料之间的摩擦，提高了成形零件的表面质量。
【
【发明内容】
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[0003]为了解决渐进成形中由于滑动摩擦造成的零件表面质量差的问题，本发明的目的在于，提供一种制造难度低、使用方便、摩擦力小的用于渐进成形的转动成形工具，提高渐进成形零件的表面质量。
[0004]本发明提供一种用于渐进成形的转动成形工具，它包括转动工具头、转动轴、回转工具体、成形工具柄、第一轴承、第二轴承和轴承组等。
[0005]所述转动工具头的形状为一段圆弧绕其两端点连线的平行线旋转得到的回转体，且回转体中心开孔用于安装转动轴，其中圆弧与回转中心线分布在圆弧两端点连线的两侦U，当回转中心线通过圆弧圆心时转动工具头的曲面为球面；
[0006]所述转动轴安装在转动工具头的中心孔内，转动轴和转动工具头在工作时相对静止；
[0007]所述回转工具体为一中心开孔的圆柱体，在圆柱体的一端设有开槽，在开槽位置沿圆柱体径向设有圆孔；
[0008]所述转动轴轴线与回转工具体轴线成90°角，安装在回转工具体开槽处的圆孔内，其中与转动轴安装在一起的转动工具头在回转工具体的开槽处，转动轴可以相对回转工具体转动；
[0009]所述转动轴和回转工具体之间安装有轴承组，轴承组包含两个滑动轴承，分别安装在转动轴的两端，用于减小转动轴与回转工具体之间的摩擦；
[0010]所述成形工具柄为一个加工有凸台的圆柱体，其中凸台用于安装回转工具体，圆柱部分用于和机床主轴连接；
[0011]所述回转工具体与成形工具柄同轴安装，回转工具体可以相对成形工具柄转动；
[0012]所述回转工具体与成形工具柄之间安装有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承用于减少回转工具体与成形工具柄之间的摩擦力；
[0013]第一轴承为推力轴承，用于承受回转工具体与成形工具柄之间的轴向力，第二轴承为滚针轴承，用于承受回转工具体与成形工具柄之间的径向力；
[0014]第一轴承和第二轴承可以用既能承受轴向力又能承受径向力的角接触球轴承或圆锥滚子轴承代替。
[0015]本发明提供一种用于渐进成形的转动成形工具，其优点在于结构简单合理、制造难度低、成本低、工具头转动稳定，可以有效减少成形工具与板料之间的摩擦。本发明的回转工具体可以绕成形工具柄轴线自由转动，使转动工具头的转动轴始终与成形工具运动方向垂直;所述转动工具头可以相对回转工具体自由转动，因为其转动轴线与成形工具运动方向垂直，所以转动工具头可以始终与板料保持滚动摩擦。
【【附图说明】】
[0016]图1是本发明一个实施例的整体结构示意图。
[0017]图中标号说明如下:
[0018]1.转动工具头；2.转动轴；3.回转工具体;4.成形工具柄；5.第一轴承；6.第二轴承;7.轴承组。
【【具体实施方式】】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实例。
[0020]如图1所示，本实例的一种用于渐进成形的转动成形工具，包括转动工具头1、转动轴2、回转工具体3、成形工具柄4、第一轴承5、第二轴承6和轴承组7。
[0021]所述转动工具头I的形状为一段圆弧绕其两端点连线的平行线旋转得到的回转体，且回转体中心开孔用于安装转动轴2，其中圆弧与回转中心线分布在圆弧两端点连线的两侧；
[0022]所述转动轴2安装在转动工具头I的中心孔内，转动轴2和转动工具头I在工作时相对静止；
[0023]所述回转工具体3为一中心开孔的圆柱体，在圆柱体的一端设有开槽，在开槽位置沿圆柱体径向设有圆孔；
[0024]所述转动轴2轴线与回转工具体3轴线成90°角，安装在回转工具体3开槽处的圆孔内，其中与转动轴2安装在一起的转动工具头I在回转工具体3的开槽处，转动轴2可以相对回转工具体3转动；
[0025]所述转动轴2和回转工具体3之间安装有轴承组7，轴承组7包含两个滑动轴承，分别安装在转动轴2的两端，用于减小转动轴2与回转工具体3之间的摩擦；
[0026]所述成形工具柄4为一个加工有凸台的圆柱体，其中凸台用于安装回转工具体3，圆柱部分用于和机床主轴连接；
[0027]所述回转工具体3与成形工具柄4同轴安装，回转工具体3可以相对成形工具柄4自由转动；
[0028]所述回转工具体3与成形工具柄4之间安装有第一轴承5和第二轴承6，第一轴承5和第二轴承6用于减少回转工具体3与成形工具柄4之间的摩擦力；
[0029]第一轴承5为推力轴承，用于承受回转工具体3与成形工具柄4之间的轴向力，第二轴承6为滚针轴承，用于承受回转工具体3与成形工具柄4之间的径向力。
[0030]转动成形工具通过成形工具柄的圆柱部分安装在渐进成形机床主轴上，板料安装在成形工装上，开始加工后机床主轴带动成形工具沿设定的零件等高线方式的轨迹运动，使成形工具不断挤压板料。当成形工具运动方向改变时，所述回转工具体3会绕成形工具柄4的轴线转动，使转动工具头I的转动轴线始终与成形工具的运动方向垂直。所述转动工具头I可以相对回转工具体3自由转动，因为其转动轴线与成形工具运动方向垂直，所以转动工具头I可以始终与板料保持滚动摩擦。
[0031]其中，实施例中的第一轴承和第二轴承可以用既能承受轴向力又能承受径向力的角接触球轴承或圆锥滚子轴承代替。
【主权项】
1.一种用于渐进成形的转动成形工具，其特征在于:它包括转动工具头、转动轴、回转工具体、成形工具柄、第一轴承、第二轴承和轴承组； 所述转动工具头的形状为一段圆弧绕其两端点连线的平行线旋转得到的回转体，且回转体中心开孔用于安装转动轴，其中圆弧与回转中心线分布在圆弧两端点连线的两侧，当回转中心线通过圆弧圆心时转动工具头的曲面为球面； 所述转动轴安装在转动工具头的中心孔内，转动轴和转动工具头在工作时相对静止； 所述回转工具体为一中心开孔的圆柱体，在圆柱体的一端设有开槽，在开槽位置沿圆柱体径向设有圆孔； 所述转动轴轴线与回转工具体轴线成90°角，安装在回转工具体开槽处的圆孔内，其中与转动轴安装在一起的转动工具头在回转工具体的开槽处，转动轴可以相对回转工具体转动； 所述转动轴和回转工具体之间安装有轴承组，轴承组包含两个滑动轴承，分别安装在转动轴的两端； 所述成形工具柄为一个加工有凸台的圆柱体，其中凸台用于安装回转工具体，圆柱部分用于和机床主轴连接； 所述回转工具体与成形工具柄同轴安装，回转工具体可以相对成形工具柄转动； 所述回转工具体与成形工具柄之间安装有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承用于减少回转工具体与成形工具柄之间的摩擦力。2.根据权利要求1所述的一种用于渐进成形的转动成形工具，其特征在于:所述的第一轴承为推力轴承，用于承受回转工具体与成形工具柄之间的轴向力，第二轴承为滚针轴承，用于承受回转工具体与成形工具柄之间的径向力。3.根据权利要求2所述的一种用于渐进成形的转动成形工具，其特征在于:所述的第一轴承和第二轴承可以用既能承受轴向力又能承受径向力的角接触球轴承或圆锥滚子轴承代替。
【文档编号】B21D31/00GK105964777SQ201610349297
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】李小强, 张永生, 韩凯, 李东升
【申请人】北京航空航天大学