用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備制造技術

一種用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其包括立式床身、主軸機構、進給機構、張力機構以及滾珠模環機構，進給機構能夠相對于立式床身沿豎直方向運動，滾珠模環機構固定在進給機構上并且能夠隨著進給機構相對于立式床身沿豎直方向運動，主軸機構包括能夠在主軸電機的驅動下旋轉的主軸，在主軸的端部上可拆卸地安裝有芯模，張力機構安裝在進給機構上并且能夠在第一液壓缸的推動下相對于進給機構沿豎直方向運動，滾珠模環機構包括模環套、隔離架、蓋板以及多個滾珠，隔離架的一端可拆卸地連接在模環套的端面上，隔離架的另一端沿圓周方向具有多個隔離空間，多個隔離空間能夠分別容置和保持所述多個滾珠，蓋板從端側覆蓋隔離架并緊固至模環套。

Vertical spinning device for processing thin-walled cylinder parts

For a vertical spinning equipment for processing thin-walled tubular parts, comprising a vertical body, a spindle mechanism, feeding mechanism, tension mechanism and ball ring mechanism, feed mechanism with respect to the vertical bed along the vertical direction of movement, the ball ring mechanism is fixed on the feeding mechanism and feeding mechanism with vertical movement along the vertical direction relative to the bed the spindle drive of the mechanism, including the rotation of the spindle motor spindle, a mandrel is detachably mounted on the end part of the main shaft, the tension mechanism is arranged on the feeding mechanism and feeding mechanism with respect to the vertical direction of motion in promoting the first liquid pressure cylinder, ball ring mechanism comprises a die sleeve, isolation ring the cover frame, and a plurality of ball end isolation frame is detachably connected with the end ring sleeve on the other end of the isolation frame along the circumferential direction. A plurality of isolation spaces are provided, and a plurality of isolation spaces are capable of holding and holding the plurality of balls respectively, wherein the cover plate covers the isolation frame from the end side and is fastened to the die ring sleeve.

【技術實現步驟摘要】
用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備
本專利技術涉及薄壁筒形件的加工，具體涉及一種用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備。
技術介紹
在工業生產領域中，常常需要生產薄壁筒形件，這種薄壁筒形件通常具有如下特性：等壁厚、直筒型工件、筒壁厚度0.05到0.2mm、厚度的誤差小于8微米，而且，對這種薄壁筒形件的強度、表面光潔度和圓度的要求都較高。因此，這種薄壁筒形件加工難度大，并且需要專用的設備實現加工來保障比較高的成品率。滾珠旋壓是強力旋壓中的一個分支，其變形工具用滾珠代替旋輪。滾珠旋壓工藝通常適用于直徑較小的管筒類零件變形加工，通常直徑小于150mm。目前，滾珠旋壓工藝已逐漸推廣到軍工、宇航、航空、電子器件、醫療器械和民用空調等行業，用以生產各部門所需的高精度、薄壁、小直徑管筒類零件。根據薄壁產品特點，以及大批量、高效自動化加工對工藝方法、設備功能、動作節拍等要求，滾珠旋壓設備研制存在如下難點：1)由于產品屬于超薄壁件，因而整體剛度差，自動裝夾易變形，而根據工藝需要，毛坯與模具間隙小，對于裝夾的對準和裝入精度要求非常高，如何保證高速、高精度、不變形、不干涉裝夾是設備能夠實現自動化的關鍵難點。2)產品壁厚過薄，對主軸跳動、尾座與主軸同軸度、滾珠模環與旋輪臂安裝精度、旋輪臂與旋輪座安裝精度要求近乎苛刻，更重要的是，系統在高速運動時，對全系統特別是軸線動作裝置的動態精度提出了非常高的要求，需充分考慮加工精度要求和調整方法，是設計和調試的難點。3)設備被設定為大批量、高效自動化加工設備，設備動作涉及主軸轉動、旋輪座進給、液壓卸料器夾持毛料和卸料等動作，很多動作之間又相互干涉，這給機床布局、動作設計、動作實現增加了很大困難。4)設備的大批量、高效自動化加工需求要求設備在很高的轉速、很快的進給速度下工作，超出了傳統的強力旋壓工藝普遍采用的參數選擇范圍，同時也給工藝的選取增加了難度。5)滾珠工作時一側參與大減薄率變形(一般要達到60％～80％)，另一側需與提供徑向支撐的模環發生快速摩擦，轉速、進給過快時，滾珠容易出現燒蝕現象，導致滾珠磨損，需要合理選配工藝參數并提供有效的冷卻和潤滑來解決，存在很大難度。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決上述缺陷與不足，該目的是通過以下技術方案實現的。本專利技術提供了一種用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其特征在于，所述立式旋壓設備包括立式床身、主軸機構、進給機構、張力機構以及滾珠模環機構，其中，所述進給機構能夠相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述滾珠模環機構固定在所述進給機構上并且能夠隨著所述進給機構相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述主軸機構包括能夠在主軸電機的驅動下旋轉的主軸，在所述主軸的端部上可拆卸地安裝有芯模，所述張力機構安裝在所述進給機構上并且能夠在第一液壓缸的推動下相對于所述進給機構沿豎直方向運動，從而對旋壓坯件施加恒定張力，所述滾珠模環機構包括模環套、隔離架、蓋板以及多個滾珠，所述模環套的套體外表面與所述旋輪臂的安裝段內表面配合安裝，所述隔離架的一端可拆卸地連接在所述模環套的端面上，所述隔離架的另一端沿圓周方向具有多個隔離空間，所述多個隔離空間能夠分別容置和保持所述多個滾珠，所述蓋板從端側覆蓋所述隔離架并緊固至所述模環套，從而將所述多個滾珠限制在所述隔離架與所述模環套之間，在旋壓加工過程中，所述模環套對所述多個滾珠分別施加沿豎直方向從上向下的力以及沿徑向方向向內的力，從而使所述多個滾珠對套設在所述芯模上的旋壓坯件施加旋壓力。另外，所述隔離空間大于所述滾珠的體積，并且安裝滾珠時在所述滾珠與所述隔離空間之間充填潤滑油脂然后安裝在所述模環套內，使得所述滾珠能夠在所述隔離空間內滾動。另外，所述滾珠的數量為15～25個。另外，所述張力機構包括相互連接的可轉動部件和非轉動部件，所述可轉動部件在旋壓時卡緊所述旋壓坯件的外翻邊凸緣，并且，所述可轉動部件在旋壓時帶動所述旋壓坯件沿豎直方向進給并隨所述旋壓坯件旋轉。另外，所述非轉動部件與所述第一液壓缸連接并且能夠在所述第一液壓缸的驅動下沿豎直方向運動。另外，所述進給機構與所述立式床身通過滾珠絲杠和導軌連接，并且，所述進給機構在所述滾珠絲杠旋轉的情況下能夠沿著所述導軌運動。另外，所述立式旋壓設備還包括卸料機構，所述卸料機構安裝在所述主軸機構的主軸箱上并且能夠由第二液壓缸驅動運動，以實現卸料動作。另外，所述立式床身為整體框架結構并且通過整體鑄造或分段焊接的方式構成。另外，所述隔離架通過四個螺釘螺接在所述模環套的端面上。另外，所述立式旋壓設備還包括具有操作界面的數控系統，從所述操作界面能夠輸入加工過程參數，所述加工過程參數包括主軸轉速、開始張力進給位置、張力大小、加工距離、卸料作用位置以及上料等待時間本專利技術的優點在于：(1)能夠解決直徑在Φ20～Φ100mm、旋壓壁厚在0.05～0.2mm、長度在300～1000mm的薄壁筒型零件的加工難題；(2)保障薄壁筒形零件的加工精度(壁厚誤差小于8微米，表面粗糙度達0.5微米)；(3)由于采用立式床身，因而設備占用較小空間；(4)由于采用了特定的滾珠模環機構，因而薄壁筒形件的成品率高；(5)由于采用了特定隔離架，因而批量生產中滾珠和隔離架有長使用壽命；(6)由于采用了數控系統，因而設備人機交互簡便易行。附圖說明通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本專利技術的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：圖1示意性地示出了本專利技術實施方式的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備的立體圖；圖2示意性地示出了本專利技術實施方式的立式旋壓設備的立體圖的主軸機構的細節放大視圖，其中為了更清楚示出主軸機構，移除了主軸機構的主軸箱的主軸箱前面板；圖3示意性地示出了本專利技術實施方式的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備的滾珠模環機構的立體分解圖；圖4和圖5示意性地示出了圖4中的滾珠模環機構中的隔離架的從不同方位觀察的立體圖；圖6示意性地示出了本專利技術實施方式的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備的數控系統。具體實施方式下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。現在講參照圖1至5描述根據本專利技術實施方式的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備100，其可用于生產直徑小于150mm的高精度、薄壁筒型零件，這種零件例如應用于軍工、宇航、航空、電子器件、醫療器械、民用等領域。例如，這種零件為空調的散熱管件、電子真空器件的行波管中的多種筒型零件、醫療用高精度薄壁不銹鋼管或低溫制冷元件。如圖1所示，該立式旋壓設備100包括立式床身10、主軸機構20、進給機構30、張力機構40以及滾珠模環機構50。特別地，立式床身10例如為整體框架結構并且通過整體鑄造或分段焊接的方式構成，這可以保證立式床身的足夠的使用壽命。此外，為了增加床身的剛度，提高承載能力，立式床身內部可以合理布置加強筋，通過地腳螺栓和地基連接在一起，變成剛性體，以提高立式床本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其特征在于，所述立式旋壓設備包括立式床身、主軸機構、進給機構、張力機構以及滾珠模環機構，其中，所述進給機構能夠相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述滾珠模環機構固定在所述進給機構上并且能夠隨著所述進給機構相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述主軸機構包括能夠在主軸電機的驅動下旋轉的主軸，在所述主軸的端部上可拆卸地安裝有芯模，所述張力機構安裝在所述進給機構上并且能夠在第一液壓缸的推動下相對于所述進給機構沿豎直方向運動，從而對旋壓坯件施加恒定張力，所述滾珠模環機構包括模環套、隔離架、蓋板、旋輪臂以及多個滾珠，所述模環套的套體外表面與所述旋輪臂的安裝段內表面配合安裝，所述隔離架的一端可拆卸地連接在所述模環套的端面上，所述隔離架的另一端沿圓周方向具有多個隔離空間，所述多個隔離空間能夠分別容置和保持所述多個滾珠，所述蓋板從端側覆蓋所述隔離架并緊固至所述模環套，從而將所述多個滾珠限制在所述隔離架與所述模環套之間，在旋壓加工過程中，所述模環套對所述多個滾珠分別施加沿豎直方向從上向下的力以及沿徑向方向向內的力，從而使所述多個滾珠對套設在所述芯模上的旋壓坯件施加旋壓力。...

【技術特征摘要】
1.一種用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其特征在于，所述立式旋壓設備包括立式床身、主軸機構、進給機構、張力機構以及滾珠模環機構，其中，所述進給機構能夠相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述滾珠模環機構固定在所述進給機構上并且能夠隨著所述進給機構相對于所述立式床身沿豎直方向運動，所述主軸機構包括能夠在主軸電機的驅動下旋轉的主軸，在所述主軸的端部上可拆卸地安裝有芯模，所述張力機構安裝在所述進給機構上并且能夠在第一液壓缸的推動下相對于所述進給機構沿豎直方向運動，從而對旋壓坯件施加恒定張力，所述滾珠模環機構包括模環套、隔離架、蓋板、旋輪臂以及多個滾珠，所述模環套的套體外表面與所述旋輪臂的安裝段內表面配合安裝，所述隔離架的一端可拆卸地連接在所述模環套的端面上，所述隔離架的另一端沿圓周方向具有多個隔離空間，所述多個隔離空間能夠分別容置和保持所述多個滾珠，所述蓋板從端側覆蓋所述隔離架并緊固至所述模環套，從而將所述多個滾珠限制在所述隔離架與所述模環套之間，在旋壓加工過程中，所述模環套對所述多個滾珠分別施加沿豎直方向從上向下的力以及沿徑向方向向內的力，從而使所述多個滾珠對套設在所述芯模上的旋壓坯件施加旋壓力。2.根據權利要求1所述的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其特征在于，所述隔離空間大于所述滾珠的體積，并且安裝滾珠時在所述滾珠與所述隔離空間之間充填潤滑油脂然后安裝在所述模環套內，使得所述滾珠能夠在所述隔離空間內滾動。3.根據權利要求1所述的用于加工薄壁筒形件的立式旋壓設備，其特征在于，所述滾珠的數量為15～25個。4.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任世杰，徐東，
申請(專利權)人：北京中航昆吾科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11