[發明專利]一種用于電熱輔助漸進成形的水冷滾動工具頭

有效

• 申請號: 201510080073.0
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104690160B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 陳軍;陸彬;劉潤澤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21D37/00
• 分類號: B21D37/00;B21D37/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明屬于機械工程領域，具體涉及一種用于電熱輔助漸進成形的水冷滾動工具頭。

背景技術

熱輔助漸進成形是用于加工室溫下難變形金屬板料的柔性加工方法，可用于成形鎂合金、鈦合金等材料的三維零件。南京航空航天大學高霖在發明專利《板料電加熱數控漸進成形加工方法及裝置》中提出了在工具與板料間通電流，使板料與工具接觸區由于電阻發熱提高成形溫度，從而增加材料成形性的漸進熱成形方法。該方法在實踐中一般采用的工具頭多為實心球頭工具。這類工具頭在成形過程中，熱量累積于工具頭上，易使工具頭特別是工具尖端溫度升高發生氧化。此外，工具與板料產生滑動摩擦，導致工具磨損嚴重以及板料表面質量不佳，不僅影響板料的成形性及成形精度，而且工具頭損耗較快，造成成本較高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于電熱輔助漸進成形的水冷滾動工具頭，將工具頭與板料接觸方式改為滾動狀態，并輔助以水冷方式，改善電熱輔助漸進成形過程中，工具頭局部過熱及磨損嚴重的問題，避免熱量過于集中在局部，減輕磨損程度，提高了難成形板料的可成形性。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于電熱輔助漸進成形的水冷滾動工具頭，包括刀桿、滾輪支架、滾輪組件、鋼圈、壓緊圈和襯套，所述滾輪組件連接在滾輪支架上，所述滾輪支架設在刀桿一端，所述鋼圈、壓緊圈和襯套從內到外依次套設在刀桿另一端；

所述鋼圈上設有用于連接外部冷卻水管的進水口和用于接入電流的接電螺絲孔；

所述刀桿上設有分別與進水口、接電螺絲孔連接的環形水槽，該環形水槽上設有通向刀桿內部、對滾輪組件進行水冷卻的通孔。

所述滾輪組件包括滾輪、滾針軸承和墊片，所述滾輪與滾針軸承連接，所述滾針軸承套設在滾輪支架上，所述墊片通過螺絲固定于滾輪支架上。

所述滾輪半徑為成形板厚的20倍以內，滾輪截面圓弧半徑為板厚的3-5倍，從而保證滾輪與板料較小的接觸面積，提高電流密度。

所述鋼圈通過可旋轉密封圈套設在刀桿上，與刀桿相對轉動。

所述刀桿內設有通水槽，所述滾輪支架上設有相連接的徑向通孔和出水口，所述徑向通孔與通水槽相連通，冷卻水流通過所述出水口對滾輪組件進行冷卻。

所述出水口設有三路，對滾輪組件內外部進行冷卻。

所述通水槽端口處設有密封塞。

所述環形水槽設在刀桿與鋼圈內徑接觸區域的外徑上。

所述滾輪由鎳合金材料制成。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)在成形過程中，漸進成形機床主軸在帶動本發明工具頭按路徑進行移動的同時使工具轉動，使滾輪保持指向工具前進方向，而鋼圈在成形中不發生轉動，防止接入工具的電線以及水管發生纏繞。

(2)在電熱輔助漸進成形過程中，滾輪在成形加工板料時為滾動狀態，不同時刻與板料接觸的滾輪部位不同，而冷水時刻對滾輪內外及軸承進行冷卻，避免了工具的局部過熱，同時也提高了加工板料的表面質量。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中A向示意圖；

圖3為本發明滾輪支架的示意圖；

圖4為本發明鋼圈處安裝結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范?圍不限于下述的實施例。

如圖1-圖4所示，一種用于電熱輔助漸進成形的水冷滾動工具頭，包括刀桿11、滾輪支架3、滾輪組件、鋼圈6、壓緊圈9和襯套10，滾輪組件連接在滾輪支架3上，滾輪支架3設在刀桿11一端，并通過側向螺絲4固定，鋼圈6、壓緊圈9和襯套10從內到外依次套設在刀桿11另一端，鋼圈6通過可旋轉密封圈5和8套設在刀桿11上，與刀桿11相對轉動，壓緊圈9用以限制鋼圈6在刀桿11上的滑動范圍，襯套10用于防止壓緊圈9外滑。

鋼圈6上設有用于連接外部冷卻水管的進水口7和用于接入電流的接電螺絲孔14。刀桿11上設有分別與進水口7、接電螺絲孔14連接的環形水槽，該環形水槽上設有通向刀桿內部、對滾輪組件進行水冷卻的通孔。環形水槽設在刀桿與鋼圈內徑接觸區域的外徑上。