[实用新型]螺旋叶片啮合成型设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋叶片成型方法及专用成型设备。属于压力加工技术领域。

背景技术

在许多粮食机械设备和物料输送机械设备，如螺旋输送机、翻麦机、水平螺旋卸料机上，螺旋叶片作为其中重要的工作零件广泛的应用。目前，螺旋叶片成型方法主要有以下几种：

（1）    螺旋单叶片压制成型

使用压力机将坯料整体一次压制成螺旋单叶片，然后将若干单叶片焊接连接成一定长度的螺旋叶片。这种方法的缺点是：①坯料准备周期长，材料利用率低。首先从钢板上切下一定直径的圆片，然后在圆片中心冲切一个圆孔，形成一个圆环，再在环上切成V形开口的法兰。材料利用率<50%；②制造精度差，螺旋叶片的螺距误差≤10%。

（2）    螺旋叶片卷绕成型

应用专用的卷绕机，钢带制成螺旋面彼此叠合的螺旋叶片，在经专用拉伸设备拉伸，得到一定螺距的螺旋叶片。这种成型方法较第一种方法材料利用率和生产效率都提高了。缺点是：①成型需要两道工序，卷绕工序和拉伸工序。卷绕工序容易产生叶片厚度不均匀，外部边缘薄，内部边缘厚。两道工序材料发生塑性变形过程中会造成螺旋叶片成品的内应力增加，产品翘曲变形较大；②制造精度较低，螺旋叶片的螺距误差≤6%。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种螺旋叶片啮合成型方法及成型设备，采用这种啮合成型方法能以钢带为原材料一次成型得到螺旋叶片成品，材料利用率100%，即无废料，叶片厚度均匀，误差≤0.10mm, 螺旋叶片的螺距误差≤0.5%,生产效率也大大提高。

螺旋叶片啮合成型方法是：螺旋叶片啮合成型零件回转运动和原材料钢带纵向进给运动形成螺旋复合运动，在螺旋复合运动作用下实现原材料钢带和成型零件啮合，将原材料钢带一次成型为一定形状尺寸的螺旋叶片。

  螺旋叶片的啮合成型设备，其特征在于：所述成型设备包括成型心轴驱动机构、螺旋叶片成型心轴、送料机构和卸料机构。

成型心轴驱动机构的结构如图1 所示，可以实现回转运动，传递扭矩，并提供精确的转速；所述成型心轴驱动机构包括机座、伺服电机、两个同步带轮、同步带和传动轴，伺服电机安装在机座上，伺服电机的输出轴上安装第一同步带轮，在与伺服电机同一侧的传动轴的一端安装第二同步带轮，同步带安装在第一同步带轮和第二同步带轮上，通过同步带将动力传递到传动轴上。

传动轴是空心阶梯轴，传动轴通过滚动轴承安装在机座上，轴承内圈与轴紧配合，轴承外圈与机座过渡配合，传动轴前支承采用了推力轴承和圆锥滚子轴承，后支承采用了双列球轴承，这样可以承受钢带和成型心轴在啮合过程中产生的轴向和径向载荷，伺服电机和同步带可以提供不同规格产品螺旋叶片啮合成型需要的精确转速和扭矩，它们可以适应螺旋叶片产品小批量生产特点。

螺旋叶片成型心轴是螺旋叶片成型零件，由柄部、成型工作部分、尾端部组成，如图3 所示；其柄部采用莫氏锥度5^#锥面（径向）和法兰端面（轴向）双面定位，成型心轴的柄部安装在传动轴的锥孔内，在传动轴上安装时，锥面与传动轴锥孔可以完全配合，起到定心的作用，此时心轴法兰端面和传动轴端面还会有0.15mm的间隙，可以通过拉杆拉紧，实现与传动轴的刚性连接；拉杆安装在传动轴内部，一端与成型心轴螺纹连接，另一端有凸台（见图4放大图Ⅰ），在拉杆旋紧的过程中，凸台与传动轴接触产生作用力，将成型心轴轴向移动，直到心轴法兰端面锁紧在传动轴端面；法兰端面轴向开设2个腰型槽与传动轴挡块配合，以传递扭矩；成型工作部分设计了螺旋槽，螺旋槽螺距误差≤0.15%，目前数控加工精度完全可以达到；螺旋槽宽度尺寸B=B_钢带+δ+Zmin，其中B_钢带为钢带宽度基本尺寸，δ钢带宽度上偏差，Zmin为螺旋槽与钢带啮合最小间隙，其值采用经验法确定。

送料机构主要包括导料部件、导料纵向进给部件、导料横向调整部件，实现了螺旋叶片啮合成型过程中钢带连续送料，包括横向连续送料和纵向进给运动，沿导轨运动方向为纵向运动方向，垂直导轨运动方向为横向运动方向，具有动态响应快、输送精度高、刚度高、磨损小寿命长、运动平稳、高可靠性等特点。

导料部件包括导料轮和导料架，实现钢带的连续输送；导料部件安装在导料横向调整座上，并能在导料横向调整座平面上以靠近螺旋叶片成型心轴的一端为轴心调整±15°角度（图5所示），目的是可以调整钢带输送方向，使其沿着螺旋叶片螺旋升角方向输送。