CN110479834B - 一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于旋压加工技术领域，涉及一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，包括内旋轮立柱、内旋轮顶板、内旋轮上板、内旋轮下板、凸轮、凸轮安装筒、内旋轮、内旋轮轴、进给丝杠、伺服电机和底板；内旋轮立柱垂直于底板，内旋轮立柱中段通过导套分别与内旋轮上板和内旋轮下板连接；内旋轮上板和内旋轮下板之间安装有多个内旋轮轴，内旋轮轴可在内旋轮上板和内旋轮下板的U形槽内滑动以实现径向进给，内旋轮下板通过丝杠螺母与进给丝杠连接，伺服电机驱动进给丝杠实现轴向进给。本发明利用抱闸电机作为动力源，通过蜗轮蜗杆传动，以凸轮驱动内旋轮沿工件径向进给，使得内旋轮机构尺寸小，调节范围大，定位精度高。

Description

一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置

技术领域

本发明属于旋压加工技术领域，具体涉及一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置。

背景技术

对轮强力旋压由芯模旋压基础上发展而来，采用内旋轮代替了芯模，对筒坯内外表面同时加工。

对轮旋压采用一对或几对内外旋轮同时对工件的内外侧进行加工。与传统的旋压方法相比，对轮旋压用内旋轮代替了芯模，有效提高了工艺的柔性，节约了旋压模具成本，并改善了旋压件内表面质量、克服了传统旋压件内外表面变形不同的缺点，使工件质量明显上升。对轮旋压可根据工件尺寸要求调整旋轮位置，实现不同直径、壁厚筒形件的柔性加工。该工艺适于航天、军工领域大尺寸薄壁筒体制造，一经问世便受到欧美主要工业强国的关注。因对轮旋压的应用仅局限于航天等高技术领域、且该工艺与设备研发难度巨大，故目前仅美国和德国分别对其进行了深入研究与应用，为NASA（美国国家航空航天局）和ESA（欧洲航天局）供应产品。

目前国内尚无大尺寸对轮强力旋压设备底板的工程应用见于报告，仅有高校和研究所等科研机构进行了相关的理论研究和实验模拟。华南理工大学夏琴香教授等人采用阿基米德旋盘机构的定位卡盘方式研制了小型的卧式三对轮旋压实验结构在机床上开展了试验研究，该结构内旋轮使用丝杠拉动斜锲的方式调整位置，内旋轮的位置调整范围有限，柔性差，且内旋轮架和内旋轮轴均为悬臂结构，刚度差。哈尔滨工业大学徐文臣等人发明了一种用于大型薄壁筒形件对轮旋压设备底板的内旋进给装置，该装置同样采用了进给丝杠带动锥形楔块调节内旋轮径向进给，内旋轮径向位置调节范围有限，柔性较差，且内旋轮架为悬臂结构，刚度不足。

发明内容

本发明提出了一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，解决了现有芯模旋压设备底板存在芯模成本高、通用性差和制造周期长的问题，突破目前现有对轮旋压技术内旋进给装置调节范围小的限制，提高了内旋进给装置的刚度。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特殊之处在于：

包括内旋轮立柱、内旋轮顶板、内旋轮上板、内旋轮下板、凸轮、凸轮安装筒、内旋轮、内旋轮轴、进给丝杠、伺服电机和底板；

所述内旋轮立柱的数量为多个，所述内旋轮立柱垂直于底板，所述内旋轮立柱的一端固定在底板上，另一端与内旋轮顶板固定连接，所述内旋轮立柱中段通过导套分别与内旋轮上板和内旋轮下板连接；

所述内旋轮上板和内旋轮下板之间安装有多个内旋轮轴，内旋轮安装在内旋轮轴上，内旋轮上板和内旋轮下板上均设有U形槽，所述内旋轮轴可在内旋轮上板和内旋轮下板的U形槽内滑动，所述内旋轮上板和内旋轮下板两端装有多根双头螺柱用于防止内旋轮上板和内旋轮下板窜动，所述内旋轮上板和下板之间安装有一个凸轮安装筒，所述凸轮安装筒底部插在内旋轮下板上并可以绕自身轴线转动，所述凸轮安装筒上部穿过内旋轮上板并与蜗轮固定连接，所述凸轮安装筒在靠近内旋轮上板和内旋轮下板的位置分别固定安装有一个凸轮，所述凸轮凸面与内旋轮轴相切，所述内旋轮上板安装有两个相同的蜗杆座，所述两个蜗杆座分别与蜗杆两端连接，所述蜗杆一端装有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与抱闸电机轴端的带轮连接，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮通过平键固定安装在凸轮安装筒上，

所述内旋轮下板通过丝杠螺母与进给丝杠连接，所述进给丝杠底部固定在底板上并与伺服电机连接。

进一步地，上述内旋轮上板和内旋轮下板的每个U形槽端部安装有挡片，防止内旋轮轴从U形槽滑出。

进一步地，上述内旋轮立柱的数量为三个。

进一步地，上述内旋轮轴的数量为三个。

进一步地，上述双头螺柱的数量为三个。

本发明的优点：

（1）本发明利用抱闸电机作为动力源，通过蜗轮蜗杆传动，以凸轮驱动内旋轮沿工件径向进给，使得内旋轮机构尺寸小，调节范围大，定位精度高；

（2）内旋轮进给机构通过立柱连接，且内旋轮立柱底部与旋压设备底板固定连接，内旋轮顶板通过盖板与旋压设备上梁连接，改善了内旋轮机构的受力状态，避免了悬臂结构刚度差的缺点。

附图说明

图1是本发明的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置结构示意图；

图2是本发明的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置结构旋轮架结构剖面图；

图3是本发明的内旋轮结构示意图；

图4是本发明的凸轮安装筒结构图；

图5是本发明的凸轮结构示意图；

图6是本发明的内旋轮下板结构示意图；

图7是本发明在旋压设备上的装配图。

图中：101-内旋轮顶板；102-蜗轮；103-内旋轮上板；104-内旋轮；105-凸轮；106-内旋轮立柱；107-抱闸电机；108-蜗杆；109-蜗杆座；110-凸轮安装筒；111-双头螺柱；112-内旋轮下板；113-挡片；114-进给丝杠；115-伺服电机；116-回程弹簧；117-内旋轮轴；16-旋压设备底板。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参见图1-图7，一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，包括内旋轮立柱106、内旋轮顶板101、内旋轮上板103、内旋轮下板112、凸轮105、凸轮安装筒110、内旋轮104、内旋轮轴117、进给丝杠114、伺服电机115和旋压设备底板16；

所述内旋轮立柱106的数量为多个，所述内旋轮立柱106垂直于旋压设备底板16，所述内旋轮立柱106的一端固定在旋压设备底板16上，另一端与内旋轮顶板101固定连接，所述内旋轮立柱106中段通过导套分别与内旋轮上板103和内旋轮下板112连接；

所述内旋轮上板103和内旋轮下板112之间安装有多个内旋轮轴117，内旋轮104安装在内旋轮轴117上，内旋轮上板103和内旋轮下板112上均设有U形槽，所述内旋轮轴117可在内旋轮上板103和内旋轮下板112的U形槽内滑动，所述内旋轮上板103和内旋轮下板112两端装有多根相同的双头螺柱111用于防止内旋轮上板103和内旋轮下板112窜动，所述内旋轮上板103和下板之间安装有一个凸轮安装筒110，所述凸轮安装筒110底部插在内旋轮下板112上并可以绕自身轴线转动，所述凸轮安装筒110上部穿过内旋轮上板103并与蜗轮通过平键连接，所述凸轮安装筒110在靠近内旋轮上板103和内旋轮下板112的位置分别通过平键连接安装有两个凸轮105，所述凸轮105凸面与内旋轮轴117相切，所述内旋轮上板103安装有两个相同的蜗杆座109，所述两个蜗杆座109分别与蜗杆108两端连接，所述蜗杆108一端装有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与抱闸电机107轴端的带轮连接，所述蜗杆108与蜗轮啮合，所述蜗轮通过平键固定安装在凸轮安装筒110上。

所述内旋轮下板112通过丝杠螺母与进给丝杠114连接，所述进给丝杠114底部固定在旋压设备底板16上并与伺服电机115连接。

参见图4，所述内旋轮轴110的轴端端切出了两个直角凸台，内旋轮轴110的凸台平面与U形槽接触，肩台平面分别顶在内旋轮上板103和内旋轮下板112上，保证内旋轮轴110始终垂直于内旋轮上板103和内旋轮下板112。

优选地，所述内旋轮上板103和内旋轮下板112的每个U形槽端部安装有挡片113，防止内旋轮轴117从U形槽滑出。

优选地，所述内旋轮立柱106的数量为三个，三个内旋轮立柱106在内旋轮下板112上圆周均布。

优选地，所述内旋轮轴117的数量为三个，三个内旋轮轴117以凸轮安装筒110的轴心为中心圆周均布。

优选地，所述双头螺柱111的数量为三个，三个双头螺柱111在内旋轮下板112上圆周均布。

参见图7，内旋轮进给机构通过内旋轮立柱106连接，且内旋轮立柱106底部与旋压设备底板16固定连接，内旋轮顶板101通过盖板与旋压设备上梁连接，改善了内旋轮机构的受力状态，避免了悬臂结构刚度差的缺点。

实施方式：内旋轮104沿工件径向进给时，以抱闸电机107为动力源通过同步带轮驱动蜗杆108旋转，蜗杆108旋转进而使得蜗轮102带动凸轮安装筒110旋转，凸轮安装筒110驱动凸轮105绕轴线旋转，凸轮105凸面与内旋轮轴117相切使得内旋轮轴117沿内旋轮上板103和内旋轮下板112上的U形槽向外运动，实现径向进给。同时，利用蜗轮蜗杆的自锁功能以及抱闸电机制动确保内旋轮径向进给到指定位置后能够精确定位用于加工。

内旋轮104回程时，先通过抱闸电机107反向旋转带动凸轮105回到指定位置，利用回程弹簧对内旋轮轴117施加推力使得内旋轮104回到指定位置。

内旋轮104沿工件轴向进给时，伺服电机115通过减速机变速后驱动进给丝杠114旋转，进而通过丝杠螺母推动内旋轮架沿工件轴向运动。

以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的***领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特征在于：

包括内旋轮立柱（106）、内旋轮顶板（101）、内旋轮上板（103）、内旋轮下板（112）、凸轮（105）、凸轮安装筒（110）、内旋轮（104）、内旋轮轴（117）、进给丝杠（114）、伺服电机（115）和旋压设备底板（16）；

所述内旋轮立柱（106）的数量为多个，所述内旋轮立柱（106）垂直于旋压设备底板（16），所述内旋轮立柱（106）的一端固定在旋压设备底板（16）上，另一端与内旋轮顶板（101）固定连接，所述内旋轮立柱（106）中段通过导套分别与内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）连接；

所述内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）之间安装有多个内旋轮轴（117），内旋轮（104）安装在内旋轮轴（117）上，内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）上均设有U形槽，所述内旋轮轴（117）可在内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）的U形槽内滑动，所述内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）两端装有多根双头螺柱（111）用于防止内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）窜动，所述内旋轮上板（103）和下板之间安装有一个凸轮安装筒（110），所述凸轮安装筒（110）底部插在内旋轮下板（112）上并可以绕自身轴线转动，所述凸轮安装筒（110）上部穿过内旋轮上板（103）并与蜗轮固定连接，所述凸轮安装筒（110）在靠近内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）的位置分别固定安装有一个凸轮（105），所述凸轮（105）凸面与内旋轮轴（117）相切，所述内旋轮上板（103）安装有两个相同的蜗杆座（109），所述两个蜗杆座（109）分别与蜗杆（108）两端连接，所述蜗杆（108）一端装有同步带轮，所述同步带轮通过同步带与抱闸电机（107）轴端的带轮连接，所述蜗杆（108）与蜗轮啮合，所述蜗轮通过平键固定安装在凸轮安装筒（110）上，

所述内旋轮下板（112）通过丝杠螺母与进给丝杠（114）连接，所述进给丝杠（114）底部固定在旋压设备底板（16）上并与伺服电机（115）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特征在于：所述内旋轮上板（103）和内旋轮下板（112）的每个U形槽端部安装有挡片（113），防止内旋轮轴（117）从U形槽滑出。

3.根据权利要求2所述的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特征在于：内旋轮立柱（106）的数量为三个。

4.根据权利要求3所述的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特征在于：所述内旋轮轴（117）的数量为三个。

5.根据权利要求4所述的一种用于对轮主动强力旋压设备底板的内旋进给装置，其特征在于：所述双头螺柱（111）的数量为三个。

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