[發明專利]一種軋輥復雜曲面一次性成型方法及設備

有效

• 申請號: 201310339816.2
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103433803A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 周斯加;王財虎;周廷蓀
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B23Q15/02
• 分類號: B23Q15/02;B23Q1/25;B23Q7/00
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 程春生

技術領域

本發明涉及一種軋槽為復雜曲面的軋輥一次性成型方法及設備。

背景技術

輥軋加工是許多管材所常用的加工方式，然而輥軋機在加工管材時軋輥的磨損十分嚴重，需要經常更換輥軋機上的軋輥。目前現有軋輥機上的軋孔（即管材成型區）是通過兩個對稱的軋輥組合形成，而該軋輥是中心為通孔的轉輪，轉輪的外圈輪廓為復雜曲面的弧形槽。目前對這種復雜曲面的軋輥的加工方法，大多先采用車床車削軋輥坯料，再將經過車削的軋輥安裝到專用軋輥鏜床進行凸輪樣板仿形加工，加工完一個正圓弧曲面后調整兩軋輥中心距使鏜刀以更大的切削半徑進行切削，切削出邊上的兩個正圓弧曲面，最后由人工打磨的形式修整出平滑的曲面及倒角。這種方法工序繁多，操作復雜，且對工人的技術要求較高，加工效率低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種軋槽為復雜曲面的軋輥一次性成型方法及設備。該方法及設備，相比傳統軋輥加工，去除了換刀調整、人工打磨等復雜工序；同時采用三軸聯動一次成型，提高了生產效率；并且采用數控方法提高了加工精度。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：一種軋槽為復雜曲面的軋輥一次性成型設備，包括機架，電機，大轉盤，去間隙裝置，坯料工作臺，刀具進給裝置及伺服系統；所述機架上設有大轉盤，所述大轉盤與坯料工作臺固定；所述刀具伺服進給裝置包括導軌，下托板，上托板，進給箱和刀桿，坯料工作臺上安裝有兩根以Z軸為旋轉中心同步旋轉的轉軸，用于固定毛坯；進給箱固定連接刀桿，進給箱內部設有動力輸送機構，所述的上托板和下托板，上托板和下托板內部設有動力輸送機構，所述去間隙裝置安裝在機架上并緊貼大轉盤或者轉盤連接的轉動部件。

所述的進給箱內部設有的動力輸送機構為伺服電機或步進電機。

上托板和下托板內部設有的動力輸送機構為伺服電機、氣缸或液壓缸。

一種軋槽為復雜曲面的軋輥一次性成型方法，測繪成品標準工件，擬合軋輥工作區曲面，離散曲面數據并建立數據庫，將數據庫里的數據轉換為程序指令導入控制系統；控制系統讀取程序指令，控制設備運行；其中大轉盤帶動坯料工作臺以一定角速度繞y軸轉動；大轉盤的轉動控制截面圓弧曲線輪廓的切削主運動，其轉動速度決定了截面圓弧曲線輪廓的切削速率；由旋轉軸轉動帶動兩個軋輥坯料同時相向以一定的速度繞z軸旋轉；旋轉軸的轉動控制工件圓周曲線輪廓的成型切削運動，其轉動速度決定了工件圓周曲線輪廓的成型切削及工件相鄰加工截面切換的速率；由上托板帶動進給箱以帶動固定在進給箱上的刀桿及刀具，使刀具x軸方向上進給到指定位置切出第一段圓弧；當大轉盤轉到相應角度后進給箱相對于上托板以一定的速度做x軸反方向上的進給；進給箱的進給運動控制截面曲線輪廓的Y0方向的切削進給運動，其進給速度影響第二段圓弧曲線的曲率半徑大小；三軸聯動構成了對兩個對稱軋輥坯料的三維曲面的展成成型加工。

所述擬合軋輥工作區曲面利用所測離散數據進行線性插值擬合形成由不同的邊界重合的曲面組合的連續曲面，再由該連續曲面微分后再次擬合形成切向連續曲面。

本發明的有益效果：相比傳統軋輥加工，去除了換刀調整、人工打磨等復雜工序；同時采用三軸聯動一次成型，提高了生產效率；并且采用數控方法提高了加工精度。

附圖說明

圖1為本發明的結構參考圖；

圖2為本發明涉及的軋輥形狀示意圖；

圖3為本發明對軋輥截面劃分示意圖；

圖4為本發明對軋輥截面曲線取點示意圖；

圖5為本發明衍生實例結構參考圖。

其中，

圖11-機架，2-電機，3-大轉盤，4-坯料，5-刀桿，6-坯料工作臺，7-進給箱，8-下托板，9-上托板，10-導軌，11-旋轉軸，12-去間隙裝置

具體實施方式

一種軋輥復雜曲面一次性成型設備，包括機架，電機，大轉盤，坯料工作臺，刀具進給裝置及伺服系統。所述機架上設有大轉盤3，大轉盤由主軸電機2通過齒輪組驅動旋轉，用于固定及帶動坯料工作臺6旋轉。所述坯料工作臺上安裝有兩根同步旋轉的轉軸10，用于固定毛坯。所述刀具進給裝置，包括導軌9，滑移托板8，滑移托板7，刀桿5。托板7固定連接刀桿5，此外其內部設有動力輸送機構，動力輸送機構為伺服電機。所述的滑移托板8內部設有動力輸送機構，動力輸送機構可以為伺服電機、氣缸或液壓缸等。所述伺服系統伺服驅動控制主軸電機帶動轉盤旋轉，控制刀具進給裝置伺服進給，并且控制坯料工作臺上旋轉軸旋轉。