【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及薄壁件加工，具體涉及一種薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)及其整形方法。
技術(shù)介紹
1、薄壁件應(yīng)用于航空、汽車等領(lǐng)域，可節(jié)約材料、降低成本、減輕整體結(jié)構(gòu)的重量。受切削力、熱等因素的影響，薄壁件在加工過程中極易發(fā)生變形，并且還很容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，影響零件的精度和穩(wěn)定性。因此，加工完成的薄壁件需進行整形。目前，主流的薄壁件整形方式為沖壓整形，需針對不同形狀的薄壁件進行開模，泛用性差，成本高昂。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)目的：本專利技術(shù)的目的是提供一種能夠適應(yīng)不同形狀薄壁件的加熱輥壓整形機構(gòu)及其整形方法。
2、技術(shù)方案：本專利技術(shù)的一種薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，包括移動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)和加熱整形機構(gòu)；所述移動機構(gòu)包括具有沿x軸和y軸移動自由度的移動塊，移動塊頂部安裝有旋轉(zhuǎn)臺，旋轉(zhuǎn)臺具有繞z軸轉(zhuǎn)動的自由度；所述夾緊機構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)臺上，夾緊機構(gòu)具有一對能夠相互靠近或者遠(yuǎn)離的安裝座；所述加熱整形機構(gòu)包括整形殼體、殼蓋和固定板各兩個，兩個整形殼體分別通過旋轉(zhuǎn)固定軸與兩個安裝座轉(zhuǎn)動連接，固定板與安裝座通過第一固定桿固定連接，殼蓋和整形殼體通過第二固定桿固定連接；整形殼體上轉(zhuǎn)動設(shè)置有輥壓頭，兩輥壓頭配合夾緊待整形薄壁件；其中一個輥壓頭中設(shè)置有線圈，當(dāng)線圈通交變電流時，輥壓頭發(fā)熱并將熱量傳遞給與其接觸的待整形薄壁件，同時該輥壓頭由設(shè)置在對應(yīng)整形殼體中的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；輥壓頭受壓后，整形殼體相對于安裝座旋轉(zhuǎn)；第一固定桿和第二固定桿之間連接有彈簧，用于限制整形殼體的轉(zhuǎn)動角度。
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4、進一步地，所述位移機構(gòu)包括滑動設(shè)置在殼蓋導(dǎo)槽中的上滑塊和滑動設(shè)置在整形殼體內(nèi)部導(dǎo)槽中的下滑塊，整形殼體上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿，該調(diào)節(jié)螺桿與下滑塊螺紋連接，用于驅(qū)動下滑塊移動；另一個輥壓頭與上滑塊和下滑塊連接。
5、進一步地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括安裝在整形殼體外壁的旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機的輸出端安裝有蝸桿，蝸桿驅(qū)動與其嚙合的蝸輪旋轉(zhuǎn)，輥壓頭與蝸輪相連接。
6、進一步地，所述移動機構(gòu)還包括呈矩形的框架，框架內(nèi)壁四邊均設(shè)置有水平導(dǎo)槽，相對的水平導(dǎo)槽等高，各水平導(dǎo)槽中滑動設(shè)置有滑塊，兩兩相對的滑塊通過至少兩根導(dǎo)桿相連；相鄰的水平導(dǎo)槽不等高，以避免導(dǎo)桿相互干涉；各導(dǎo)桿穿過移動塊。
7、進一步地，框架為中心對稱的正方形結(jié)構(gòu)。
8、進一步地，所述夾緊機構(gòu)包括兩個絲杠塊和固定在旋轉(zhuǎn)臺上的固定臺，固定臺上轉(zhuǎn)動設(shè)置有絲杠，該絲杠由設(shè)置在固定臺外側(cè)端的絲杠電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；絲杠具有螺紋旋向不同的前部和后部，兩個絲杠塊分別螺紋連接于絲杠的前部和后部，且能夠沿著固定臺的導(dǎo)槽移動；絲杠塊作為所述的安裝座。
9、進一步地，固定臺和旋轉(zhuǎn)臺中心對齊；絲杠前部和后部的分界處位于固定臺的中心。
10、進一步地，線圈的加熱電源安裝在另一個輥壓頭對應(yīng)的整形殼體的外側(cè)。
11、本專利技術(shù)所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)的整形方法，包括：利用夾具將待整形薄壁件預(yù)先固定于所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)上方；兩安裝座相互靠近，使得兩輥壓頭夾緊待整形薄壁件，利用驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動對應(yīng)的輥壓頭旋轉(zhuǎn)，同時給線圈通電，加熱該輥壓頭；輥壓頭利用與待整形薄壁件的摩擦帶動加熱整形機構(gòu)，待整形薄壁件依靠摩擦力驅(qū)動另一輥壓頭旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)薄壁件兩側(cè)的加熱整形；加熱整形機構(gòu)帶動夾緊機構(gòu)，進而帶動移動塊隨著整形薄壁件表面移動。
12、有益效果：本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點：
13、（1）本專利技術(shù)通過移動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、加熱整形機構(gòu)，可以自適應(yīng)不同形狀的薄壁件，泛用性強，提高了對薄壁件整形的便利性。
14、（2）本專利技術(shù)通過一個驅(qū)動機構(gòu)（旋轉(zhuǎn)電機）使得一個輥壓頭旋轉(zhuǎn)，并且成為移動機構(gòu)的動力源，同時帶動另一個輥壓頭旋轉(zhuǎn)，通過一個加熱電源來加熱線圈，結(jié)構(gòu)簡單。
15、（3）薄壁件由外部的夾具固定后，移動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、加熱整形機構(gòu)位于薄壁件的下方，只有加熱整形機構(gòu)中的輥壓頭與薄壁件接觸，薄壁件的重量不會傳遞到加熱整形機構(gòu)上，減少了最下方移動機構(gòu)變形的可能性，使得移動機構(gòu)材料的選用更加簡單，移動機構(gòu)更加可靠。
16、（4）本專利技術(shù)利用彈簧使得輥壓頭可以浮動，實現(xiàn)了對不同薄壁件表面凹凸情況的適應(yīng)，進一步提高了此整形機構(gòu)的泛用性。
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1.一種薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，包括移動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)和加熱整形機構(gòu)；所述移動機構(gòu)包括具有沿x軸和y軸移動自由度的移動塊（17），移動塊（17）頂部安裝有旋轉(zhuǎn)臺（15），旋轉(zhuǎn)臺（15）具有繞z軸轉(zhuǎn)動的自由度；所述夾緊機構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)臺（15）上，夾緊機構(gòu)具有一對能夠相互靠近或者遠(yuǎn)離的安裝座；所述加熱整形機構(gòu)包括整形殼體、殼蓋和固定板（8）各兩個，兩個整形殼體分別通過旋轉(zhuǎn)固定軸（11）與兩個安裝座轉(zhuǎn)動連接，固定板（8）與安裝座通過第一固定桿（6）固定連接，殼蓋和整形殼體通過第二固定桿（14）固定連接；整形殼體上轉(zhuǎn)動設(shè)置有輥壓頭（10），兩輥壓頭（10）配合夾緊待整形薄壁件（26）；其中一個輥壓頭（10）中設(shè)置有線圈（25），當(dāng)線圈（25）通交變電流時，輥壓頭（10）發(fā)熱并將熱量傳遞給與其接觸的待整形薄壁件（26），同時該輥壓頭（10）由設(shè)置在對應(yīng)整形殼體中的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；輥壓頭（10）受壓后，整形殼體相對于安裝座旋轉(zhuǎn)；第一固定桿（6）和第二固定桿（14）之間連接有彈簧（7），用于限制整形殼體的轉(zhuǎn)動角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述位移機構(gòu)包括滑動設(shè)置在殼蓋導(dǎo)槽中的上滑塊（22）和滑動設(shè)置在整形殼體內(nèi)部導(dǎo)槽中的下滑塊（24），整形殼體上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿（13），該調(diào)節(jié)螺桿（13）與下滑塊（24）螺紋連接，用于驅(qū)動下滑塊（24）移動；另一個輥壓頭（10）與上滑塊（22）和下滑塊（24）連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括安裝在整形殼體外壁的旋轉(zhuǎn)電機（12），旋轉(zhuǎn)電機（12）的輸出端安裝有蝸桿（20），蝸桿（20）驅(qū)動與其嚙合的蝸輪（19）旋轉(zhuǎn)，輥壓頭（10）與蝸輪（19）相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述移動機構(gòu)還包括呈矩形的框架（1），框架（1）內(nèi)壁四邊均設(shè)置有水平導(dǎo)槽，相對的水平導(dǎo)槽等高，各水平導(dǎo)槽中滑動設(shè)置有滑塊（2），兩兩相對的滑塊（2）通過至少兩根導(dǎo)桿（3）相連；相鄰的水平導(dǎo)槽不等高，以避免導(dǎo)桿（3）相互干涉；各導(dǎo)桿（3）穿過移動塊（17）。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，框架（1）為中心對稱的正方形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述夾緊機構(gòu)包括兩個絲杠塊（5）和固定在旋轉(zhuǎn)臺（15）上的固定臺（4），固定臺（4）上轉(zhuǎn)動設(shè)置有絲杠（9），該絲杠（9）由設(shè)置在固定臺（4）外側(cè)端的絲杠電機（16）驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；絲杠（9）具有螺紋旋向不同的前部和后部，兩個絲杠塊（5）分別螺紋連接于絲杠（9）的前部和后部，且能夠沿著固定臺（4）的導(dǎo)槽移動；絲杠塊（5）作為所述的安裝座。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，固定臺（4）和旋轉(zhuǎn)臺（15）中心對齊；絲杠（9）前部和后部的分界處位于固定臺（4）的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，線圈（25）的加熱電源（23）安裝在另一個輥壓頭（10）對應(yīng)的整形殼體的外側(cè)。
10.一種權(quán)利要求1至9中任一項所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)的整形方法，其特征在于，包括：利用夾具將待整形薄壁件（26）預(yù)先固定于所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)上方；兩安裝座相互靠近，使得兩輥壓頭（10）夾緊待整形薄壁件（26），利用驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動對應(yīng)的輥壓頭（10）旋轉(zhuǎn)，同時給線圈（25）通電，加熱該輥壓頭（10）；輥壓頭（10）利用與待整形薄壁件（26）的摩擦帶動加熱整形機構(gòu)，待整形薄壁件（26）依靠摩擦力驅(qū)動另一輥壓頭（10）旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)薄壁件兩側(cè)的加熱整形；加熱整形機構(gòu)帶動夾緊機構(gòu)，進而帶動移動塊（17）隨著整形薄壁件（26）表面移動。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，包括移動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)和加熱整形機構(gòu)；所述移動機構(gòu)包括具有沿x軸和y軸移動自由度的移動塊（17），移動塊（17）頂部安裝有旋轉(zhuǎn)臺（15），旋轉(zhuǎn)臺（15）具有繞z軸轉(zhuǎn)動的自由度；所述夾緊機構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)臺（15）上，夾緊機構(gòu)具有一對能夠相互靠近或者遠(yuǎn)離的安裝座；所述加熱整形機構(gòu)包括整形殼體、殼蓋和固定板（8）各兩個，兩個整形殼體分別通過旋轉(zhuǎn)固定軸（11）與兩個安裝座轉(zhuǎn)動連接，固定板（8）與安裝座通過第一固定桿（6）固定連接，殼蓋和整形殼體通過第二固定桿（14）固定連接；整形殼體上轉(zhuǎn)動設(shè)置有輥壓頭（10），兩輥壓頭（10）配合夾緊待整形薄壁件（26）；其中一個輥壓頭（10）中設(shè)置有線圈（25），當(dāng)線圈（25）通交變電流時，輥壓頭（10）發(fā)熱并將熱量傳遞給與其接觸的待整形薄壁件（26），同時該輥壓頭（10）由設(shè)置在對應(yīng)整形殼體中的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；輥壓頭（10）受壓后，整形殼體相對于安裝座旋轉(zhuǎn)；第一固定桿（6）和第二固定桿（14）之間連接有彈簧（7），用于限制整形殼體的轉(zhuǎn)動角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，另一個輥壓頭（10）由設(shè)置在對應(yīng)整形殼體中的位移機構(gòu)驅(qū)動移動，調(diào)整兩輥壓頭（10）之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述位移機構(gòu)包括滑動設(shè)置在殼蓋導(dǎo)槽中的上滑塊（22）和滑動設(shè)置在整形殼體內(nèi)部導(dǎo)槽中的下滑塊（24），整形殼體上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿（13），該調(diào)節(jié)螺桿（13）與下滑塊（24）螺紋連接，用于驅(qū)動下滑塊（24）移動；另一個輥壓頭（10）與上滑塊（22）和下滑塊（24）連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁件加熱輥壓整形機構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括安裝在整形殼體外壁的旋轉(zhuǎn)電機（12），旋轉(zhuǎn)電機（12）的輸出端安裝有蝸桿（20），蝸桿（20）驅(qū)動與其嚙合的蝸輪（19）旋轉(zhuǎn)，輥壓頭（10）與蝸輪（19）相連接。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮勇，謝曉，方正毅，王滬生，鄭雷，
申請(專利權(quán))人：常熟理工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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