一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械成型壓力機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]帶輪作為一種重要的機(jī)械傳動零件，采用傳統(tǒng)加工方法加工的帶輪已經(jīng)無法滿足人們對其高性能的需求，致使多年來人們不斷探索如何改進(jìn)帶輪結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的加工方法，隨著對新技術(shù)的研宄與發(fā)展，旋壓技術(shù)水平也相應(yīng)提高，鋁制旋壓皮帶輪以其精度高、節(jié)能、節(jié)材、少切削、環(huán)保等優(yōu)勢，正在被汽車等行業(yè)所廣泛應(yīng)用，并取代過去鍛、鑄機(jī)加工皮帶輪、沖壓脹形皮帶輪、沖壓焊接皮帶輪，應(yīng)用前景十分廣闊，但是傳統(tǒng)的旋壓帶輪工藝只能對帶輪的輪緣部分進(jìn)行成形。成形過后還需要與輪轂部分進(jìn)行裝配才能使用。裝配過程大大增加了帶輪制作的復(fù)雜程度，對輪轂與輪緣的加工精度也提出了較高的要求。裝配后的帶輪存在一定縫隙，使得帶輪受力不均，動平衡較差，影響了帶輪的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，對帶輪的輪緣與輪轂實現(xiàn)一體成形，大大提高了帶輪加工效率，節(jié)省了加工材料，提高了動平衡性能，增加了使用壽命。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，包括底座4，底座4的兩側(cè)分別與擠壓液壓缸固定座3相連，擠壓液壓缸固定座3上固定有擠壓液壓缸2，擠壓液壓缸2內(nèi)部安裝有擠壓活塞桿I，擠壓活塞桿I通過擠壓液壓缸連接軸30與擠壓桿11相連，擠壓桿11通過第二軸承33進(jìn)行定位，第二軸承33固定于底座4上，擠壓桿11前端與帶輪連接軸12配合，帶輪連接軸12和套筒13連接，套筒13上連接有從動皮帶輪14，帶輪連接軸12固定于底座4上，從動皮帶輪14通過皮帶15和連接在旋轉(zhuǎn)軸9上的主動皮帶輪8連接，旋轉(zhuǎn)軸9固定在底座4上，旋轉(zhuǎn)軸9通過變速箱6和伺服電機(jī)5輸出軸連接，擠壓桿11端頭與擠壓模具29相連，兩個擠壓模具29將工件坯料軸向夾??；
[0006]底座4與旋壓支架24連接，旋壓支架24沿圓周均布有3個以上的旋壓液壓缸16，旋壓液壓缸16通過旋壓液壓缸密封法蘭17與旋壓支架24連接，旋壓液壓缸16內(nèi)部安裝有旋壓活塞桿18及旋壓話塞桿固定套27，旋壓活塞桿18通過旋壓螺母23與旋壓連接架19連接，旋壓連接架19與滑塊26連接，滑塊26與滑軌25相配合，滑軌25固定在旋壓支架24上，旋壓連接架19通過旋壓模具固定座20和旋壓模具21連接，旋壓模具21和工件坯料徑向配合。
[0007]所述的滑軌25與滑塊26之間，擠壓桿11與底座4之間安裝光柵尺位移傳感器，采集的信號反饋后用于控制旋壓液壓缸16、擠壓液壓缸2的運動。
[0008]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0009]一、通過旋壓與擠壓的配合，對帶輪進(jìn)行近凈成形，與傳統(tǒng)帶輪旋壓成形相比，具有加工效率高，坯料要求低，加工精度高等優(yōu)點，對帶輪的輪緣與輪轂進(jìn)行整體成形，省去了帶輪輪緣與輪轂的裝配過程，顯著提高了帶輪的生產(chǎn)效率，改善了帶輪動平衡性能。
[0010]二、傳統(tǒng)旋壓加工過程由于旋壓模具分別由各自的電機(jī)控制進(jìn)給，同步性較差，各模具與帶輪中心很難重合，帶輪受各個模具的壓力不同，導(dǎo)致帶輪加工圓度不高，廢品率高。本發(fā)明的旋壓模具21在加工過程中位置固定，帶輪靠擠壓模具29的擠壓作用進(jìn)行成形，在提高加工效率的同時也省去了加工前復(fù)雜的調(diào)心過程，降低了控制難度。
[0011]三、帶輪的外形由擠壓模具29和旋壓模具21共同決定，只需更換兩種模具即可得到不同的帶輪，無需對加工過程進(jìn)行精確控制，加工效率顯著提高，有利于批量化生產(chǎn)。
[0012]四、擠壓桿11在加工過程中同時完成旋轉(zhuǎn)運動與軸向進(jìn)給運動。旋轉(zhuǎn)運動由伺服電機(jī)5帶動的從動皮帶輪14提供，進(jìn)給運動由擠壓液壓缸2提供，二者的疊加運動由擠壓桿11前端的花鍵部位完成，簡單可靠。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明整體機(jī)身的橫向半剖視圖。
[0014]圖2是圖1的A-A向半剖視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明擠壓模具29及其連接件的細(xì)節(jié)圖。
[0016]圖4是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)模具21及其連接件的細(xì)節(jié)圖。
[0017]圖5是本發(fā)明加工過程的示意圖，圖(a)為工件裝夾圖；圖(b)為加工過程圖；圖(C)為加工結(jié)束圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0019]參照圖1、圖2、圖3和圖4，一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，包括底座4，底座4的兩側(cè)分別與擠壓液壓缸固定座3相連，擠壓液壓缸固定座3上通過螺釘固定有擠壓液壓缸2，擠壓液壓缸2內(nèi)部安裝有擠壓活塞桿1，擠壓活塞桿I通過擠壓液壓缸連接軸30、第一軸承32與擠壓桿11相連，擠壓桿11通過第二軸承33進(jìn)行定位，第二軸承33由軸承端蓋31固定于底座4上，擠壓桿11前端通過花鍵與帶輪連接軸12配合，帶輪連接軸12通過鍵和套筒13連接，套筒13上連接有從動皮帶輪14，帶輪連接軸12通過軸承固定于底座4上，從動皮帶輪14通過皮帶15和連接在旋轉(zhuǎn)軸9上的主動皮帶輪8連接，旋轉(zhuǎn)軸9由軸承座10固定在底座4上，旋轉(zhuǎn)軸9通過變速箱6和伺服電機(jī)5輸出軸連接，伺服電機(jī)5、變速箱6通過電機(jī)固定座7固定在底座4上，擠壓桿11端頭通過螺紋與擠壓模具29相連，兩個擠壓模具29將工件坯料軸向夾??；
[0020]底座4與旋壓支架24連接，旋壓支架24沿圓周均布有6個旋壓液壓缸16，旋壓液壓缸16通過旋壓液壓缸密封法蘭17與旋壓支架24連接，旋壓液壓缸16內(nèi)部安裝有旋壓活塞桿18及旋壓話塞桿固定套27，旋壓活塞桿18通過旋壓螺母23與旋壓連接架19連接，旋壓連接架19與滑塊26連接，滑塊26與滑軌25相配合，滑軌25固定在旋壓支架24上，旋壓連接架19通過旋壓模具固定座20、旋壓模具固定螺栓22和旋壓模具21連接，旋壓模具21和工件坯料徑向配合。
[0021]所述的滑軌25與滑塊26之間，擠壓桿11與底座4之間安裝光柵尺位移傳感器，采集的信號反饋后用于控制旋壓液壓缸16、擠壓液壓缸2的運動。
[0022]本發(fā)明的工作原理為:
[0023]伺服電機(jī)5工作時通過減速器6帶動旋轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動，主動皮帶輪8隨旋轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動，通過皮帶15帶動從動皮帶輪14轉(zhuǎn)動，從動皮帶輪14通過加工有花鍵的帶輪連接軸12轉(zhuǎn)動，帶輪連接軸12即可通過花鍵帶動擠壓桿11轉(zhuǎn)動，待擠壓桿11勻速轉(zhuǎn)動時，擠壓液壓缸2開始工作，使得擠壓桿11按照工藝參數(shù)緩慢進(jìn)行進(jìn)給，擠壓模具29在轉(zhuǎn)動的同時做軸向運動，完成帶輪成形。
[0024]參照圖5，加工開始前，首先根據(jù)工件加工要求選用適當(dāng)?shù)臄D壓模具29以及旋壓模具21，兩個擠壓液壓缸2開始工作，擠壓活塞桿I通過擠壓桿11帶動擠壓模具29做軸向進(jìn)給，坯料首先由兩個擠壓模具29初步固定，六個旋壓液壓缸16開始工作，根據(jù)坯料大小調(diào)節(jié)旋壓活塞桿18，旋壓活塞桿18帶動旋壓連接架19沿滑軌25運動，使得旋壓模具21分別向帶輪中心移動，直至與坯料接觸。
[0025]加工過程開始，伺服電機(jī)5開始工作，通過減速器6帶動旋轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動，主動皮帶輪8隨旋轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動，通過皮帶15帶動從動皮帶輪14轉(zhuǎn)動，從動皮帶輪14帶動帶輪連接軸12轉(zhuǎn)動，帶輪連接軸12帶動擠壓桿11轉(zhuǎn)動，待擠壓桿11勻速轉(zhuǎn)動時，擠壓液壓缸2開始工作，使得擠壓桿11按照工藝參數(shù)緩慢進(jìn)行進(jìn)給，擠壓模具29在轉(zhuǎn)動的同時做軸向運動，工件受到擠壓和旋壓的作用后開始向工藝要求的部位流動，最終完成帶輪成形。
[0026]加工過程涉及材料塑性流動過程，工件在加工過程中的塑性變形如圖5所示。由于工件變形為軸對稱形式，故圖5只取變形過程中的上半部分進(jìn)行展示，工件裝夾完成后，擠壓模具29旋轉(zhuǎn)帶動工件旋轉(zhuǎn)，隨后擠壓模具29沿軸向進(jìn)給，實現(xiàn)軸向擠壓。六個旋壓模具21受工件的摩擦力的作用也隨之旋轉(zhuǎn)，工件的材料向模具齒間流動，實現(xiàn)旋壓成形。
【主權(quán)項】
1.一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，包括底座(4)，底座(4)的兩側(cè)分別與擠壓液壓缸固定座(3)相連，擠壓液壓缸固定座(3)上固定有擠壓液壓缸(2)，擠壓液壓缸(2)內(nèi)部安裝有擠壓活塞桿(I)，其特征在于:擠壓活塞桿(I)通過擠壓液壓缸連接軸(30)與擠壓桿(11)相連，擠壓桿(11)通過第二軸承(33)進(jìn)行定位，第二軸承(33)固定于底座(4)上，擠壓桿(11)前端與帶輪連接軸(12)配合，帶輪連接軸(12)和套筒(13)連接，套筒(13)上連接有從動皮帶輪(14)，帶輪連接軸(12)固定于底座(4)上，從動皮帶輪(14)通過皮帶(15)和連接在旋轉(zhuǎn)軸(9)上的主動皮帶輪(8)連接，旋轉(zhuǎn)軸(9)固定在底座(4)上，旋轉(zhuǎn)軸(9)通過變速箱(6)和伺服電機(jī)(5)輸出軸連接，擠壓桿(11)端頭與擠壓模具(29)相連，兩個擠壓模具(29)將工件坯料軸向夾?。坏鬃?4)與旋壓支架(24)連接，旋壓支架(24)沿圓周均布有3個以上的旋壓液壓缸(16)，旋壓液壓缸(16)通過旋壓液壓缸密封法蘭(17)與旋壓支架(24)連接，旋壓液壓缸(16)內(nèi)部安裝有旋壓活塞桿(18)及旋壓話塞桿固定套(27)，旋壓活塞桿(18)通過旋壓螺母(23)與旋壓連接架(19)連接，旋壓連接架(19)與滑塊(26)連接，滑塊(26)與滑軌(25)相配合，滑軌(25)固定在旋壓支架(24)上，旋壓連接架(19)通過旋壓模具固定座(20)和旋壓模具(21)連接，旋壓模具(21)和工件坯料徑向配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，其特征在于:所述的滑軌(25)與滑塊(26)之間，擠壓桿(11)與底座(4)之間安裝光柵尺位移傳感器，采集的信號反饋后用于控制旋壓液壓缸(16)、擠壓液壓缸(2)的運動。
【專利摘要】一種帶輪擠壓-旋壓近凈成形設(shè)備，包括底座，底座的兩側(cè)擠壓液壓缸的擠壓活塞桿與擠壓桿相連，擠壓桿與帶輪連接軸配合，帶輪連接軸和從動皮帶輪連接，從動皮帶輪與連接在旋轉(zhuǎn)軸上的主動皮帶輪相連，旋轉(zhuǎn)軸與伺服電機(jī)連接，擠壓桿端頭與擠壓模具相連，兩個擠壓模具將工件坯料軸向夾住；底座與旋壓支架連接，旋壓支架沿圓周均布有旋壓液壓缸，旋壓液壓缸的旋壓活塞桿與旋壓連接架連接，旋壓連接架與滑塊連接，滑塊與固定在旋壓支架上的滑軌相配合，旋壓連接架通過旋壓模具固定座和旋壓模具連接，旋壓模具和工件坯料徑向配合，本發(fā)明通過旋壓與擠壓的配合，對帶輪進(jìn)行近凈成形，具有加工效率高，坯料要求低，加工精度高等優(yōu)點。
【IPC分類】B21D22/14, B23P23/00, B21C23/02
【公開號】CN104942593
【申請?zhí)枴緾N201510243639
【發(fā)明人】張琦, 賁寧宇, 陳超, 景飛, 楊凱, 趙升噸
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月13日