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[發明專利]一種基于球面旋輪的錐臺圓柱組合形薄壁件無模旋壓方法有效

專利信息
申請號: 201910116672.1 申請日: 2019-02-15
公開(公告)號: CN109746300B 公開(公告)日: 2020-03-24
發明(設計)人: 賈震;李登常;韓志仁;姬書得;劉寶明 申請(專利權)人: 沈陽航空航天大學
主分類號: B21D22/14 分類號: B21D22/14
代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109 代理人: 梁焱
地址: 110136 遼寧省沈*** 國省代碼: 遼寧;21
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 基于 球面 圓柱 組合 薄壁 件無模旋壓 方法
【權利要求書】:

1.一種基于球面旋輪的錐臺圓柱組合形薄壁件無模旋壓方法,其特征在于包括如下步驟:

步驟一:選定一臺數控旋壓機,將圓形板坯裝夾到數控旋壓機的主軸與尾頂之間,保證圓形板坯、主軸及尾頂三者的軸向中心線相重合;

步驟二:在數控旋壓機上安裝上自制的球面旋輪,且球面旋輪的徑向邊沿加工有圓倒角,圓倒角與球面旋輪的主體球面之間為平滑相切過渡;調整球面旋輪的高度,使球面旋輪、圓形板坯、主軸及尾頂四者的軸向中心線處于同一水平面內,且球面旋輪的軸向中心線與主軸的軸向中心線相平行;

步驟三:控制球面旋輪沿Z軸移動,直到球面旋輪的球面弧頂與圓形板坯的旋壓表面相接觸,并將該接觸點記為球面旋輪的Z向起始定位點,且球面旋輪的Z向起始定位點的坐標計算公式為ZBCSR=-t0,式中,ZBCSR為球面旋輪的Z向起始定位點坐標,t0為圓形板坯的厚度;

步驟四:控制球面旋輪沿X軸移動,并將球面旋輪的徑向尺寸最大點記為X向起始定位點,且球面旋輪的X向起始定位點的坐標計算公式為XBCSR=rS,其中,rS=(RS+δ)-(LB-rB)tanβ,式中,XBCSR為球面旋輪的X向起始定位點坐標,rS為球面旋輪的X向起始定位點與主軸軸向中心線的垂直距離,RS為主軸的半徑,δ為成形件的錐面拐點與主軸外表面的最小間隙,LB為球面旋輪的軸向厚度,rB為球面旋輪的徑向邊沿圓倒角的半徑,β為成形件的縱截面半錐角;然后將計算得到的XBCSR輸入數控旋壓機的系統中;

步驟五:確定球面旋輪與成形件錐臺段在完成全部變形時的球面旋輪上最終接觸點,并計算球面旋輪上最終接觸點在旋壓成形初始階段的坐標,其計算公式為LT=RB-RB·sinβ+t0和rT=RS+δ-LT·tanβ,式中,LT為球面旋輪上最終接觸點在旋壓成形初始階段的Z向坐標,RB為球面旋輪的半徑,β為成形件的錐臺段的縱截面半錐角,t0為圓形板坯的厚度,rT為球面旋輪上最終接觸點在旋壓成形初始階段的X向坐標,RS主軸的半徑,δ為成形件的錐面拐點與主軸外表面的最小間隙;然后將計算得到的LT和rT輸入數控旋壓機的系統中;

步驟六:確定成形件錐臺段在完成全部變形時球面旋輪上最終接觸點的X向位移和Z向位移,其計算公式為MA-X=RA-rT和MA-Z=MA-X/tanβ,式中,MA-X為成形件錐臺段在完成全部變形時球面旋輪上最終接觸點的X向位移,RA為成形件錐臺段在完成全部變形時球面旋輪上最終接觸點與主軸軸向中心線的垂直距離,rT為球面旋輪上最終接觸點在旋壓成形初始階段的X向坐標,MA-Z為成形件錐臺段在完成全部變形時球面旋輪上最終接觸點的Z向位移,β為成形件的錐臺段的縱截面半錐角;然后將計算得到的MA-X和MA-Z輸入數控旋壓機的系統中;

步驟七:將成形件錐臺段在完成全部變形時球面旋輪上最終接觸點與主軸軸向中心線的垂直距離設定為成形件圓柱段的半徑值,同時設定成形件圓柱段在完成全部變形時的Z向位移,且Z向位移設定值要大于成形件圓柱段的軸向深度預設值;再將球面旋輪的X向起始定位點設為成形件圓柱段的成形接觸點;然后將設定好的參數輸入數控旋壓機的系統中;

步驟八:啟動數控旋壓機,按照系統生成的加工程序執行無模旋壓成形過程,直到將圓形板坯加工成為錐臺圓柱組合形的成形件。

2.根據權利要求1所述的一種基于球面旋輪的錐臺圓柱組合形薄壁件無模旋壓方法,其特征在于:所述球面旋輪固連在一根轉軸的端部,球面旋輪與轉軸的軸向中心線相重合,在轉軸上套裝有兩組推力軸承,推力軸承通過螺母進行軸向限位,轉軸通過推力軸承與旋輪安裝架相連接,球面旋輪在旋輪安裝架上具有回轉自由度。

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