薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構和旋鍛加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于薄壁超長變徑金屬棒材及管材加工技術領域，具體涉及一種薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構和旋鍛加工裝置。
【背景技術】
[0002]目前金屬變徑管材的傳統(tǒng)加工方法:有滾乳法、旋壓法、沖壓法及膨脹法等，通常此類產品工件長徑比L/Φ彡20，對于中高強度(抗拉強度彡SOOMPa)、彈性大(楊氏模量(llOGPa)的金屬超長薄壁管材的變徑加工，模具成本高，設備噸位大，且工作過程復雜，產品質量一致性差，加工效率低等不足。
[0003]旋鍛工藝是一種應用廣泛的經濟加工工藝，旋鍛作為金屬塑性加工的一個重要分支，具有表面精度高、節(jié)省材料、成本低廉等優(yōu)點，是一種經濟、快速成型棒材類、管材類方法。旋鍛工藝的核心機構為旋鍛機構，目前，旋鍛機構采用的變徑機構結構復雜，且在旋鍛過程中容易出現問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構。該旋鍛機構的結構簡單，變徑操作簡便，能夠有效的實現變徑金屬棒材及管材的旋鍛加工，通過鏇鍛可顯著提高材料的機械性能。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構采用的技術方案是:一種薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:包括機架、安裝在所述機架內的滾柱保持架、安裝在所述機架上的主軸和用于帶動所述主軸轉動的主軸動力裝置，所述主軸內設置有能夠隨其轉動且能沿主軸軸向滑動的芯軸，所述主軸伸入機架的一端面上開設有空腔，所述芯軸上位于所述空腔內的一端設置有連接盤，所述連接盤上安裝有多個沿其圓周方向布設的楔形板，所述主軸伸入機架的一端安裝有蓋板，所述滾柱保持架與蓋板之間設置有定位盤，所述滾柱保持架上安裝有多個沿其圓周方向均勻布設的滾柱，所述滾柱保持架的內部設置有多個相互配合以組成模具的模具單元，所述滾柱保持架內位于所述模具單元的外側設置有多個與所述滾柱相配合以敲打模具單元的錘頭，所述定位盤上設置有多個用于定位錘頭的鑲塊，多個所述錘頭一一對應位于相鄰兩個鑲塊之間，多個所述錘頭、多個所述模具單元和多個所述楔形板一一對應，所述楔形板穿過所述蓋板和定位盤并伸入到與其相對應的錘頭和模具單元之間，所述模具單元的外側面為與所述楔形板呈楔面配合的錐面，所述機架上設置有用于帶動芯軸沿主軸軸向滑動從而調整模具單元變徑的模具調整驅動機構。
[0006]上述的薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:所述模具調整驅動機構包括固定桿、搖臂和搖臂驅動電機，所述固定桿水平安裝在所述機架的上部，所述搖臂的上端與所述固定桿相鉸接，所述搖臂驅動電機設置在機架的下部，所述搖臂驅動電機的輸出軸上安裝有搖臂驅動絲桿，所述搖臂的下端鉸接有兩個連接板，兩個所述連接板之間鉸接有連接柱，所述連接柱上設置有與搖臂驅動絲桿相配合的螺紋孔，所述搖臂的中部設置有用于帶動芯軸沿所述主軸軸向滑動的聯動裝置，所述聯動裝置套在芯軸上且與芯軸轉動配合。
[0007]上述的薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:所述聯動裝置包括固定在所述搖臂上的箱體和位于所述箱體內的軸承支座板，所述軸承支座板上設置有套在所述芯軸上的軸承，所述軸承支座板在芯軸的徑向與箱體的內壁呈滑動配合。
[0008]上述的薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:所述錘頭和與其相對應的模具單元通過C形彈簧相連接。
[0009]上述的薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:所述錘頭包括呈方形的錘頭本體和用于與滾柱相配合的圓弧部，所述圓弧部連接在所述錘頭本體上，所述圓弧部的兩側邊均伸出所述錘頭本體，所述錘頭本體與圓弧部一側邊的結合部位以及所述錘頭本體與圓弧部另一側邊的結合部位均形成用于安裝鑲塊的缺口，相鄰兩個所述鑲塊相互配合以引導錘頭沿芯軸的徑向移動，所述鑲塊與定位盤通過鍵連接。
[0010]上述的薄壁超長變徑金屬棒材及管材的旋鍛機構，其特征在于:所述主軸動力裝置包括設置在機架上的主軸驅動電機和設置在所述主軸上的從動輪，所述主軸驅動電機的輸出軸上安裝有主動輪，所述主動輪和從動輪通過傳動帶相連接。
[0011]為了有效的旋鍛加工薄壁超長變徑金屬棒材，本發(fā)明還提供一種薄壁超長變徑金屬棒材的旋鍛加工裝置。本發(fā)明薄壁超長變徑金屬棒材的旋鍛加工裝置采用的技術方案是:一種薄壁超長變徑金屬棒材的旋鍛加工裝置，其特征在于:包括上述的旋鍛機構、用于將棒材工件輸送至所述旋鍛機構的棒材工件送料機構，以及用于承載所述旋鍛機構和所述棒材工件送料機構的基座，所述棒材工件送料機構包括支撐座、設置在所述支撐座上的支撐導軌、設置在所述支撐導軌上的滑座體和設置在所述滑座體上的支座架，所述支座架上安裝有用于夾持棒材工件的棒材工件機械手，所述支撐座上設置有用于帶動滑座體沿所述支撐導軌滑動的滑座體驅動機構。
[0012]上述的薄壁超長變徑金屬棒材的旋鍛加工裝置，其特征在于:所述滑座體驅動機構包括滑座體驅動電機和滑座體驅動絲桿，所述滑座體驅動絲桿與所述滑座體驅動電機的輸出軸相連接，所述滑座體底部設置有連接體，所述連接體上設置有與所述滑座體驅動絲桿螺紋配合的螺紋孔。
[0013]為了有效的旋鍛加工薄壁超長變徑金屬管材，本發(fā)明還提供一種薄壁超長變徑金屬管材的旋鍛加工裝置。本發(fā)明薄壁超長變徑金屬管材的旋鍛加工裝置采用的技術方案是:一種薄壁超長變徑金屬管材的旋鍛加工裝置，其特征在于:包括上述的旋鍛機構、用于將管材工件輸送至所述旋鍛機構的管材工件送料機構，以及用于承載所述旋鍛機構和所述管材工件送料機構的底座，所述管材工件送料機構包括支撐基體、設置在所述支撐基體上的條形導軌、設置在所述條形導軌上的滑塊和設置在所述滑塊上的架體，所述架體上安裝有用于夾持管材工件的管材工件機械手，所述支撐基體上設置有用于帶動滑塊沿所述條形導軌滑動的滑塊驅動機構，所述架體內設置有直線導軌和用于與所述直線導軌相配合的滑車，所述架體遠離管材工件機械手的一端設置有用于帶動滑車沿所述直線導軌移動的滑車驅動機構，所述滑車與管材工件機械手之間設置有用于連接模型芯桿的芯桿連接桿，所述芯桿連接桿的一端與滑車相連接，所述芯桿連接桿的另一端伸出所述架體，所述模型芯桿的一端與所述芯桿連接桿相連接，所述管材工件機械手上設置有供所述模型芯桿另一端穿出的頂料套。
[0014]上述的薄壁超長變徑金屬管材的旋鍛加工裝置，其特征在于:所述滑塊驅動機構包括滑塊驅動電機和滑塊驅動絲桿，所述滑塊驅動絲桿與所述滑塊驅動電機的輸出軸相連接，所述滑塊底部設置有連接塊，所述連接塊上設置有與所述滑塊驅動絲桿螺紋配合的螺紋孔；所述滑車驅動機構包括滑車驅動電機和滑車驅動絲桿，所述滑車驅動絲桿的一端與所述滑車驅動電機的輸出軸相連接，所述滑車驅動絲桿的另一端伸入所述架體(28)并與固定在滑車上的傳動螺母螺紋配合。
[0015]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0016]1、本發(fā)明旋鍛機構的結構簡單，設計新穎合理。
[0017]2、本發(fā)明旋鍛機構利用錘頭與滾柱的配合以敲打模具單元，進而利用模具單元對棒材工件或管材工件進行旋鍛，并且在對棒材工件或管材工件進行旋鍛的同時，利用模具調整驅動機構帶動芯軸沿主軸軸向滑動，從而帶動楔形板沿模具單元的錐面滑動，利用楔形板與所述模具單元的錐面的楔面配合，從而調整多個模具單元形成的工件通道的尺寸，從而實現變徑功能。
[0018]3、本發(fā)明旋鍛機構通過設置在所述機架外側的模具調整驅動機構，能夠有效的實現對芯軸沿主軸軸向的驅動，其通過采用搖臂驅動電機做為動力源，進而能夠在控制搖臂驅動電機轉速的情況下，并通過搖臂驅動絲桿與連接柱上的螺紋孔傳動配合方式，能夠確保旋鍛加工成的變徑金屬管或變徑金屬棒是連續(xù)變徑，確保了加工成的產品質量。
[0019]4、本發(fā)明旋鍛機構的聯動裝置在使用時，其軸承的內圈與芯軸固定連接，軸承的外圈與軸承支座板連接，當搖臂帶動箱體移動時，此時軸承支座板可以沿箱體的內壁的滑動，從而使該聯動裝置能夠有效的帶動芯軸移動而不至于卡死。
[0020]5、本發(fā)明薄壁超長變徑金屬棒材的旋鍛加工裝置能夠有效、快速的實現金屬棒材加工時棒材工件的進給和旋鍛，可快速實現棒材臺階軸、來復線等的快速精密加工。
[0021]6、本發(fā)明薄壁超長變徑金屬管材的旋鍛加工裝置