[发明专利]一种带轮旋压成形方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程学科中塑性加工工艺及设备领域，具体是指一种带轮旋压成形方法及其装置。

背景技术

皮带轮的传统制造工艺是采用锻、铸造毛坯经切削加工制成的。采用这种方法制作的皮带轮不仅笨重而且转动惯量大，在加工过程中要去除大量金属材料，不仅浪费了材料而且生产条件差；加工一个合格的零件往往需要多道工序，又浪费能源和时间。锻、铸造车间劳动环境差、消极因素多、事故发生率高，集苦、脏、累、险于一体。而且一般情况下锻、铸造设备均比较陈旧老化。虽然向高效、节能、精锻、无公害方向发展，但距机电一体化设备的机械化、自动化和柔性化要求还有很大的差距。

目前虽然已出现板制皮带轮旋压加工工艺和设备，但存在如下两个缺点：一是均采用液压方式驱动旋轮的进给运动，控制精度相对较低，调整不够灵活；二是工序集成度偏低，多为两工位，个别具有三工位，不能有效提高皮带轮的加工效率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种带轮旋压成形设备，可灵活地用于皮带轮旋压成形的制坯、预成形、成形、整形不同工序，提高机床功能的集成度和灵活性，提高对不同产品的适应能力和生产效率。

本发明的另一目的在于提供一种带轮旋压成形方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种带轮旋压成形设备包括三梁四柱式床身、基座、上、下主轴、主压缸、液压站、四工位旋压成形装置和顶杆；三梁四柱式床身包括上梁、下梁、中梁和由四根立柱组成的四柱；所述上、下梁固定在四柱的两端，下梁固定在基座上，中梁位于上梁和下梁之间，可沿四柱上下滑动；主压缸安装于上梁中心，并与位于上梁下端的上主轴相连，上主轴安装于中梁中心，下主轴安装于下梁中心，顶杆由下主轴中心伸出；液压站通过油管分别与驱动下主轴旋转的液压马达、主压缸及顶杆下端的顶出油缸相连；四工位旋压成形装置由四个旋压成型装置组成，分别安装于下梁的面板上四柱的两根立柱之间，位于安装在下主轴上的待加工带轮四方，并可以在水平面内运动，由至少位于不同方向的2个伺服电机驱动；所述旋压成形装置包括支撑架、滑块、导轨、旋轮装置、滚珠丝杆副；所述支撑架和导轨安装在机床下梁的面板上，伺服电机和滚珠丝杆相连并安装在支撑架上，滑块安装在导轨上，丝杆螺母安装在滑块上并与滚珠丝杆滚动相连，旋轮装置安装在滑块的前端，旋轮可以绕本身轴线自由转动。

为进一步实现本发明目的，所述旋轮装置由旋轮、轴、轴承及支架组成，旋轮通过轴承安装在轴上，轴固定在支架上，支架与滑块连接。

所述四工位旋压成形装置由四套伺服电机驱动，每一个旋压成形装置的滚珠丝杆与一伺服电机相连。

为了减少伺服电机的占用空间，方便工人操作，四个旋轮座可以采用两个或三个伺服电机来驱动，即可以采用一套伺服电机系统驱动相对的两个旋轮座，两个旋轮座之间采用连接杆或连接块相互连接在一起。

具体是，所述四工位旋压成形装置由三套伺服电机驱动，一套伺服电机与位于相对的两个旋压成形装置中的一个的滚珠丝杆相连；相对的两个旋压成形装置中的两个滑块通过连接杆相互连接在一起，驱动相对的两个旋压成形装置；另两个旋压成形装置的滚珠丝杆分别与一伺服电机相连。所述四工位旋压成形装置两套伺服电机驱动，一套伺服电机分别与位于相对的两个旋压成形装置中的一个的滚珠丝杆相连，相对的两个旋压成形装置中的两个滑块通过连接杆相互连接在一起，驱动相对的两个旋轮装置。

一种带轮旋压成形方法，其特征在于括如下步骤：

(1)将圆盘形板料毛坯经过拉深方法成形为杯形预制坯；

(2)将杯形预制坯同轴地安装在带轮旋压成形设备的下主轴上，然后主压缸压下，通过中梁将上主轴压在预制坯上，再启动下主轴旋转；

(3)四个工位的旋轮装置分别向下主轴靠近，通过旋轮对毛坯径向加载并进给，使坯料在厚度方向上按旋轮表面的V型槽的形状变形，同时上主轴在主压缸的驱动下作配合下行，分别对杯形预制坯进行制坯、预成形、成形、整形工序，最终完成多V带轮的旋压成形。

所述旋轮对毛坯径向加载并进给，使坯料在厚度方向上按旋轮表面的V型槽的形状变形是用齿形角α介于60°至80°之间的齿顶较钝的旋轮进行第一次旋压成形，再用成品尺寸的旋轮进行第二次旋压制出成品。

所述旋轮对毛坯径向加载并进给，使坯料在厚度方向上按旋轮表面的V型槽的形状变形是用齿形角α介于30°至40°之间的齿顶较尖的旋轮进行第一次旋压成形，第二道换成齿形较宽齿尖有圆角的旋轮再旋一道，第三道用成品尺寸的齿形轮旋压。