CN101693271B - 平板旋压机和风机叶轮前盘类工件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板旋压机，其包括：至少三套定位装置，用于定位水平放置的圆环形的料坯；至少一套驱动装置，用于驱动料坯水平旋转；旋压辊装置，包括：向下旋压料坯的旋压辊和位于坯料下侧的定形辊；其中，各旋压辊装置、驱动装置、定位装置沿料坯的径向方向可移动地设置在底座上。另外，本发明还公开了一种风机叶轮前盘类工件的制造方法，包括以下步骤A)先获得圆环形的料坯；B)将水平放置的料坯进行定位；C)对定位后的料坯的外圆施加旋转动力；D)利用旋压辊由外圆向内圆旋压料坯。根据本发明，模具简单或无需模具，无需放样拼接，可以快速的一次性的完成象风机叶轮前盘形状类似的工件。

Description

平板旋压机和风机叶轮前盘类工件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种平板旋压机和风机叶轮前盘类工件的制造方法。

背景技术

离心风机广泛应用在各种场合，其叶轮通常由前盘21、叶片22和后盘23构成，如图1所示，目前，制造风机叶轮前盘多采用以下两种方法：

一种方法是采用液压机与模具配合压制叶轮前盘，这种方法需要购置液压设备和模具，而一套模具只能生产一个型号规格的产品，而风机叶轮前盘的品种规格成千上万，这样生产厂家为了尽可能多的拓展业务就需要购买大量的模具，如果产品更新换代势必报废现有模具造成浪费。

另外，液压拉伸也容易造成母材破裂或厚薄不一，质量也不甚理想。对于那些大规格尺寸的工件上下模具、校对、调试也费时费力效率低下。这种方法成本昂贵，目前为众多大型工厂所采用。

另一种方法是手工制造，通过制作简单的模具，工人用锤子敲打形成风机叶轮前盘。这种方法制造的工件质量较差，效率低下、废品率高。单个工件的人工成本很高，况且对于大规格的工件，无法实现人工制作。此种方法仍然为许多中小型企业特别是小型作坊普遍采用。

中国实用新型专利200520081929.2公开了一种叶轮前盘旋压机，并在少数的中小型企业中使用，它是通过上下胎具旋转挤压成形。优点是上下组合胎具相对于液压成形的模具重量较轻，

在制作风机叶轮前盘的过程中，本发明人发现上述叶轮前盘旋压机有以下缺陷：1、它并没有改变手工制造前盘的工艺，依然要先按图纸放样，下料滚板焊接成形，再打磨整形，基本接近成形尺寸后才能上机旋压，相对手工制作虽降低了劳动强度，但生产效率的提高并不明显，且加工的工件质量与液压成形相比也还是相差甚远；2、它最大的局限性在于它只能完成几个品种的工件制作，对于用平板下料后直接成形的工件不能加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平板旋压机，适用于各种规格的叶轮前盘类工件的制作，模具费用较低或无需模具。本发明还提供了一种风机叶轮前盘类工件的制造方法。

为此，本发明提供了一种平板旋压机，其包括：至少三套定位装置，用于定位水平放置的圆环形的料坯；至少一套驱动装置，用于驱动料坯水平旋转；以及旋压辊装置，具有向料坯上表面和下表面二表面中的一表面施压的旋压辊以及位于坯料上表面和下表面二者中的另一表面的用于料坯成型的成型辊，其中，各旋压辊装置、驱动装置、定位装置沿料坯的径向方向可移动地设置在底座上。

优选地，上述驱动装置包括：驱动辊，在料坯的下侧表面或上侧表面驱动料坯；按压辊，用于将坯料压紧至驱动辊上；以及支座，用于支承驱动辊，沿料坯的径向方向可移动地设置在底座上。

优选地，上述定位装置包括：中心定位辊，设置在料坯的外圆边沿；水平定位辊、，分别位于料坯上下两侧；以及支座，用于支撑中心定位辊和水平定位辊，并沿料坯的径向方向可移动地设置在底座上。

在一优选实施例中，上述旋压辊装置包括：旋压机构，各包括旋压辊和带动旋压辊升降的伺服升降机构，以及支承机构，包括位于板坯下侧的支承辊和安装支承辊的支座，该支承辊为板坯的定形辊，其中，旋压机构的旋压辊用于将料坯压紧于支承辊。

在另一优选实施例中，上述旋压辊装置包括：旋压机构，各包括旋压辊和带动旋压辊升降的伺服升降机构，该旋压机构的旋压辊用于将料坯压紧于支承辊；以及支承机构，包括位于板坯下侧的支承辊、以及安装支承辊的支座；随动辊机构包括随动辊和驱动随动辊升降的伺服升降机构，其中，随动辊为料坯的定形辊。

优选地，上述底座包括：七条导轨，其中的六条导轨以导轨的中心为圆心呈放射状分布，龙门框架，跨设在导轨上，包括左右立柱、和横梁。

优选地，上述驱动装置的数量为两套，对称地设置在料坯的两侧。

另外，本发明提供了一种风机叶轮前盘类工件的制造方法，其包括以下步骤：A)先获得圆环形的料坯；B)将水平放置的料坯进行定位；C)对定位后的料坯的外圆施加旋转动力；D)利用旋压辊沿料坯径向向内地移动同时向下运动将料坯压在定形辊上。

优选地，上述步骤B还包括：使多个定位装置上下移动以对料坯的高度进行调整。

优选地，在步骤C中，旋转动力施加于料坯的外圆下侧表面或上侧表面。

优选地，在步骤D中还包括：对旋压辊移动方向上的未旋压的料坯进行压紧。

利用本发明的平板旋压机制作叶轮前盘类工件，定形模具简单或无需模具，无需放样拼接，直接从平板下圆形料坯放入本旋压机的定位装置固定，再通过控制旋压辊装置的旋压辊可将其旋压成所需形状。

在优选实施例中，本发明创造性的采用对称的双动力装置对工件的外圆施加旋转动力，旋压辊由外圆向内圆旋压，从而快速的一次性的完成象风机叶轮前盘形状类似的工件。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明的其它的目的、特征和效果作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1示出了现有风机的叶轮前盘的示意图；

图2示出了根据本发明优选实施例的平板旋压机的结构布局示意图；

图3示出了图2所示平板旋压机的A-A视图；

图4示出了图2所示平板旋压机的B-B视图；以及

图5示出了图2所示平板旋压机的C-C视图，其中平板旋压机处于未旋压状态；

图6示出了图5所示平板旋压机处于旋压状态的视图；

图7示出了图5所示平板旋压机的旋压辊装置的替换实施例，其中平板旋压机处于未旋压状态；以及

图8示出了图7所示平板旋压机的处于旋压状态的视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由多种不同方式实施。在附图中相同的部件用相同的标号表示。

图2至图5示出了根据本发明优选实施例的平板旋压机的结构布局示意图。结合参照图2至图5，在本优选实施例中，平板旋压机包括：均布排列在料坯20四周的四套定位装置40，用于驱动料坯20旋转的两套驱动装置30，用于挤压料坯20的两套旋压辊装置50、用于安装四套定位装置40、两套驱动装置30和旋压辊装置50的底座10。

底座10包括七条导轨11、12、13、14、15、16和17，其中，在最长的导轨12上设有龙门框架60，导轨12也称为下梁，其它六条导轨分别固定在下梁的两边，以下梁的中心为圆心呈扇形排列。优选相邻两导轨之间的扇形角为45°。

图3示出了图2所示平板旋压机的A-A视图。如图3所示，四套定位装置40用于将料坯20定位在预定位置，并且使料坯20保持在基本水平的姿态。各定位装置40包括：位于料坯20边沿的中心定位辊43，位于料坯20上侧和下侧的水平定位辊41、42，带动定位滚41、42、43作升降运动的升降机构44。

升降机构44安装在支座45上，支座45可滑动地安装在导轨15上，由驱动机构(未示出)驱动沿导轨移动，以便定位不同外径的料坯20。上述升降机构44可以由螺母丝杠传动机构形成，相应的驱动机构可以由伺服电机和减速器构成，当然也可以为手动机构。或者可选地，上述升降机构44由液压缸或汽缸等执行机构构成，而相应的驱动机构则为液压或气压控制管路。另外，料坯20上侧的定位滚41最好设置成可调的，以便适应料坯20的不同壁厚。

容易想到，也可以使用三套定位装置40将料坯20定位在预定位置同时使料坯20保持在基本水平的状态。当然，定位料坯20的定位滚41、42、43可以由其他定位部件代替。

图4示出了图2所示平板旋压机的B-B视图。如图4所示，两套驱动装置30对称地设置在料坯20的两侧。各驱动装置30包括：位于料坯20下侧的驱动辊32和将料坯20压紧至驱动辊32的压紧机构。在本实施例中，该压紧机构包括按压辊31、臂33和锁紧臂34。其中，驱动辊32支撑在支座36上，按压辊31安装在长度可伸缩的臂33的端部，臂33的末端铰接在动力箱35上，臂33和动力箱35之间设有长度可伸缩的锁紧臂34，改变锁紧臂34的长度，按压辊31可受控制地将料坯20按压至驱动辊32或与之脱离。

本领域技术人员容易理解，在其它实施例中，上述压紧机构可以具有其它的结构，以将料坯压紧在驱动辊32上，以便驱动辊32与料坯20之间产生摩擦驱动力，该驱动辊32也可以设置在料坯的上侧表面上。

该动力箱35可以由电机和减速器构成，也可以由液压马达和相应的减速器构成。

支座36可滑动地安装在导轨14上，由驱动机构(未示出)驱动沿导轨移动，以便适应驱动不同外径的料坯20。

容易理解，也可以设置三套驱动装置30，形成更均匀的驱动力分布，以减少料坯20在旋压过程中的变形。上述伸缩机构可以由螺母丝杠传动机构形成，也可以由液压缸或汽缸等执行机构构成。

图5示出了图2所示平板旋压机的C-C视图。如图5所示，平板旋压机具有龙门框架60，龙门框架60由左右两根立柱61、62和以左右立柱61、62为导轨作升降移动的横梁63，横梁63的驱动机构未示出。料坯20由圆环形板坯旋压成叶轮前盘由两旋压辊装置50形成。旋压辊装置50包括：旋压机构50a、50b和支承机构50c，各旋压机构50a或50b包括旋压辊53和带动旋压辊53作升降运动的伺服升降机构51。

在本实施例中，伺服升降机构51由伺服电机52和升降机构构成。在其它实施例中，上述伺服升降机构也可以是由液压缸等构成的液压伺服升降机构。支承机构50c包括在板坯20下侧的支承辊54、以及安装支承辊54的支座55。其中，该支承辊54的表面为成型表面，其形状仿照叶轮前盘的弯曲形状，在本专利中也可以称为仿形支承辊54。另外，支座55可以具有升降功能。

旋压机构50b的旋压辊53将料坯20的外周边缘压在支承辊54的圆柱形表面上，在旋压过程中，防止变形，本旋压辊53起到按压辊的作用，容易想到，该旋压辊53也可以用按压辊代替。

旋压机构50a的旋压辊53由料坯的外圆向内圆方向移动并且伴随向下移动，以压下料坯20至贴合仿形支承辊54，从而获得所需的形状。该支承辊54的形状根据所需的叶轮前盘的形状预先加工好。与背景技术的叶轮前盘旋压机的上下组合胎具的加工相比，只需加工支承辊54，且加工难度小很多。

支座55可滑动地安装在导轨12上，由驱动机构(未示出)驱动沿导轨移动，以便适应驱动不同外径的料坯20。

容易想到，旋压辊装置50可以仅包括一套旋压机构，或者具有两套以上的旋压机构。

图6示出了图5所示平板旋压机处于旋压状态的视图。下面结合图5和图6对利用本实施例的平板旋压机对叶轮前盘类零件的制作方法进行说明。

首先，通过气割或线切割从板坯取下圆环形料坯20，之后，将料坯20在平板旋压机的四个定位装置40中进行定位，定位完成后利用驱动装置的按压辊将料坯压紧在驱动辊上，以使驱动辊能带动料坯20旋转，随后，将旋压机构50a的旋压辊53下压料坯20，并使旋压辊按预定速度由外圆向内圆旋压，如此可制成叶轮前盘类工件。

本发明的旋压辊由外圆向内圆旋压料坯的方式具有一次成型叶轮前盘类工件的特点。

图7示出了图5所示平板旋压机的旋压辊装置的替换实施例，其中平板旋压机处于未旋压状态。如图7所示，在本替换实施例中，旋压辊装置包括：旋压机构50a和50b、支承机构50c、以及随动辊机构50d。

其中，支承机构50c包括支承辊54和支座55，其中，支承辊54的宽度较窄，仅支承在料坯20的边缘附近。随动辊机构50d包括随动辊56和伺服升降机构57，旋压机构50a的旋压辊53与随动辊56由料坯外圆向内圆方向移动并且同时逐渐向下移动，以拟合叶轮前盘类工件的弯曲表面的母线。

其中，旋压机构50b的旋压辊也可以由压住料坯的按压辊代替。本实施例的优点在于，旋压辊和随动辊随动动作，形成叶轮前盘类工件无需模具。

通过以上描述可以看出，利用本发明的平板旋压机制作叶轮前盘类工件，无需任何模具，无需放样拼接，直接从平板下圆形料坯放入本旋压机的定位装置固定，再通过控制旋压辊装置的旋压辊可将其旋压成所需形状。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平板旋压机，其特征在于，包括：

至少三套定位装置(40)，用于定位水平放置的圆环形的料坯(20)；

至少一套驱动装置(30)，用于驱动所述料坯(20)水平旋转；

旋压辊装置(50)，具有向所述料坯(20)上表面和下表面二者中的一侧表面施压的旋压辊(53)以及位于所述坯料(20)上表面和下表面二者中的另一侧表面的用于所述料坯(20)成型的定形辊；

其中，各所述旋压辊装置(50)、驱动装置(30)、定位装置(40)沿所述料坯(20)的径向方向可移动地设置在底座(10)上。

2.根据权利要求1所述的平板旋压机，其特征在于，所述驱动装置包括：

驱动辊(32)，在所述料坯(20)的下侧表面或上侧表面驱动料坯；

支座(36)，用于支承所述驱动辊(32)，并沿所述料坯(20)的径向方向可移动地设置在所述底座(10)上；以及

压紧机构，包括将所述坯料(20)压紧至所述驱动辊(32)的按压辊(31)。

3.根据权利要求1所述的平板旋压机，其特征在于，所述定位装置包括：

中心定位辊(43)，设置在所述料坯(20)的外圆边沿；

水平定位辊(41、42)，分别位于所述料坯(20)上下两侧；以及

支座(45)，用于支撑所述中心定位辊(43)和水平定位辊(41、42)，并沿所述料坯(20)的径向方向可移动地设置在所述底座(10)上。

4.根据权利要求1所述的平板旋压机，其特征在于，所述旋压辊装置包括：

第一旋压机构(50a)和第二旋压机构(50b)，所述第一旋压机构(50a)和第二旋压机构(50b)分别包括旋压辊(53)和带动所述旋压辊升降的伺服升降机构(51)；以及支承机构(50c)，包括位于料坯(20)下侧的支承辊(54)和安装所述支承辊(54)的支座(55)，其中，支承辊(54)为所述料坯(20)的定形辊，

其中，所述第二旋压机构(50b)的旋压辊(53)用于将所述料坯压紧于所述支承辊(54)。

5.根据权利要求1所述的平板旋压机，其特征在于，所述旋压辊装置包括：

第一旋压机构(50a)和第二旋压机构(50b)，所述第一旋压机构(50a)和第二旋压机构(50b)分别包括旋压辊(53)和带动所述旋压辊升降的伺服升降机构(51)；

支承机构(50c)，包括位于料坯(20)下侧的支承辊(54)和安装所述支承辊(54)的支座(55)，其中，所述第二旋压机构(50b)的旋压辊(53)用于将所述料坯压紧于所述支承辊(54)；以及

随动辊机构(50d)包括随动辊(56)和驱动所述随动辊(56)升降的伺服升降机构(57)，其中，所述随动辊(56)为所述料坯(20)的定形辊。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的平板旋压机，其特征在于，所述底座(10)包括：

七条导轨(11、12、13、14、15、16、17)，所述七条导轨中最长的导轨(12)为下梁，其余的六条导轨(11、13、14、15、16、17)以所述下梁的中心为圆心呈放射状分布，

龙门框架(60)，跨设在所述下梁上，包括左右立柱(61、62)和横梁(63)。

7.一种风机叶轮前盘类工件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)先获得圆环形的料坯；

B)将水平放置的所述料坯进行定位；

C)对定位后的料坯的外圆施加旋转动力；以及

D)利用旋压辊沿所述料坯径向向内地移动，同时向下运动将所述料坯压在定形辊上

其中，所述步骤B、C和D在根据权利要求1至6中任一项所述的平板旋压机上完成。

8.根据权利要求7所述的风机叶轮前盘类工件的制造方法，其特征在于，步骤B还包括：使多个定位装置上下移动以对所述料坯的高度进行调整。

9.根据权利要求7所述的风机叶轮前盘类工件的制造方法，其特征在于，在步骤C中，所述旋转动力施加于所述料坯的下侧表面或上侧表面。

10.根据权利要求7所述的风机叶轮前盘类工件的制造方法，其特征在于，在步骤D中还包括：对所述旋压辊移动方向上的未旋压的料坯进行压紧。

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