專利名稱：熱旋壓機獨立數(shù)控跟隨火焰加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱旋壓工件加熱裝置。
背景技術(shù)：
旋壓工藝是具有悠久歷史的空心回轉(zhuǎn)體零件塑性加工工藝，它綜合了鍛造、擠壓、 拉深、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾壓等工藝的特點。它借助旋輪的進給運動，加壓于隨芯模旋轉(zhuǎn)的 金屬毛坯，使其產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形而成形為空心回轉(zhuǎn)體零件?，F(xiàn)代旋壓技術(shù)已被廣 泛地應(yīng)用于機械、化工、電器、汽車及輕工等民用行業(yè)，尤其在航空、航天及兵器工業(yè)等尖端 領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。在航空航天及軍事工業(yè)部門，各種回轉(zhuǎn)體類零件的加工在生產(chǎn) 中占有很大的比重。這些零件包括噴氣發(fā)動機的支承錐體、渦輪軸、尾噴口、機匣以及火箭 發(fā)動機的鼻錐、儲油箱封頭、環(huán)狀殼體以及拉瓦爾噴管等零件。目前，針對大型薄壁回轉(zhuǎn)體 類零件，主要還是采用鈦合金板卷焊結(jié)構(gòu)，由于鈦合金價格昂貴，機械加工困難，卷制后零 件上有一條縱向焊縫，導(dǎo)致切向強度下降了 20%左右。因此作為一種無切削的先進塑性成 形方法，旋壓成為公認的首選工藝。隨著航空航天飛行器及軍事武器系統(tǒng)的不斷發(fā)展進步，產(chǎn)品為了獲得更高的性能 及可靠性要求，其構(gòu)件要具備高強度、耐高溫或耐低溫，且重量輕精度高。因此對構(gòu)件的材 料及其加工工藝提出了更高的要求。現(xiàn)代航空航天飛行器及軍事武器系統(tǒng)中大量采用了鈦 合金、高溫合金和鈮合金等耐熱材料。而這些先進材料在室溫狀態(tài)下往往塑性較差無法成 形，因此需要進行加熱旋壓。目前熱旋壓生產(chǎn)過程中通常采用火焰加熱方式，該加熱方式 利用加熱燒炬，通過人工手持或者固定在旋輪座上進行火焰加熱。人工手持方式固然可以 更多的利用熟練工人的加熱技能，但有如下弊端(1)、由于燒炬的沉重以及近距高溫工況， 溫度在2000°C以上，工人需穿著防護服及面具，造成工人的勞動強度極大，工作環(huán)境惡劣；
(2)、對工人的加熱技能要求較高，必須經(jīng)過較長時間的培訓(xùn)才能上崗；(3)、加熱過程中隨 意性較強，無法對工件進行精確控溫；(4)、由于加熱工況的隨意性造成制品的重復(fù)性較差， 無法達到公差要求。而固定在旋輪座上的方式也有如下弊端(1)、加熱過程無法對火焰的 加熱區(qū)域進行柔性控制，無法針對加工過程中工件的具體輪廓進行跟隨，造成零件上的溫 度場不均勻產(chǎn)生廢品；(2)、由于工件與旋輪的運動同步，很容易造成火焰的越界燒損設(shè)備；
(3)、在工件的預(yù)加熱及保溫階段旋輪滑架也需參與運動，造成能源浪費以及不必要的設(shè)備 磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有熱旋壓生產(chǎn)采用人工手持或固定在旋輪座上進行火 焰加熱，無法對工件進行精確控溫、無法達到公差要求、無法對火焰的加熱區(qū)域進行柔性控 制、工件的溫度場不均勻、火焰越界易燒損設(shè)備的問題，提供一種熱旋壓機獨立數(shù)控跟隨火 焰加熱裝置。本發(fā)明裝置包括豎向滑動機構(gòu)、縱向滑動機構(gòu)、調(diào)整架、固定座、兩個燒炬和兩個調(diào)整機構(gòu)，縱向滑動機構(gòu)由殼體、縱向伺服電機、縱向聯(lián)軸器、縱向滾珠絲杠、縱向絲母、前 支撐軸承、前軸承座、后支撐軸承和后軸承座組成，前軸承座和后軸承座分別固裝在殼體內(nèi) 的前端和后端，前支撐軸承安裝在前軸承座中，后支撐軸承安裝在后軸承座中，縱向滾珠絲 杠的兩端分別設(shè)置在前支撐軸承和后支撐軸承的內(nèi)孔中，縱向絲母與縱向滾珠絲杠螺紋連 接，縱向滾珠絲杠的輸入端通過縱向聯(lián)軸器與縱向伺服電機的輸出端連接，縱向伺服電機 固裝在殼體上，豎向滑動機構(gòu)由滑架、豎向伺服電機、豎向聯(lián)軸器、豎向滾珠絲杠、豎向絲 母、上支撐軸承、上軸承座、下支撐軸承和下軸承座組成，上軸承座和下軸承座分別固裝在 滑架內(nèi)的上端和下端，上支撐軸承安裝在上軸承座中，下支撐軸承安裝在下軸承座中，豎向 滾珠絲杠的兩端分別設(shè)置在上支撐軸承和下支撐軸承的內(nèi)孔中，豎向絲母與豎向滾珠絲杠 螺紋連接，豎向滾珠絲杠的輸入端通過豎向聯(lián)軸器與豎向伺服電機的輸出端連接，豎向伺 服電機固裝在滑架上，縱向滑動機構(gòu)上的殼體通過連接元件與固定座連接，豎向滑動機構(gòu) 上的滑架通過連接元件與縱向滑動機構(gòu)上的縱向絲母連接，調(diào)整架由調(diào)整平板隨動板和連 接板組成，調(diào)整平板垂直設(shè)置在隨動板的一端，且二者制成一體，連接板與隨動板固接，且 連接板位于調(diào)整平板一側(cè)，連接板通過連接元件與豎向絲母連接，每個調(diào)整機構(gòu)由支撐柱 和調(diào)整架組成，調(diào)整架固裝在支撐柱上，兩個調(diào)整機構(gòu)沿固定座的縱向設(shè)置，且調(diào)整機構(gòu)上 的支撐柱固裝在調(diào)整平板上，每個調(diào)整架上裝配有一個燒炬。本發(fā)明具有以下優(yōu)點一、本發(fā)明通過數(shù)控豎向滑動機構(gòu)和縱向滑動機構(gòu)，使被 夾持的燒炬可實現(xiàn)加工過程中對工件的具體輪廓進行跟隨，在零件上形成均勻穩(wěn)定的溫度 場，提高產(chǎn)品的合格率；同時，被夾持的燒炬還可在工件的預(yù)加熱及保溫階段單獨對工件進 行編程加熱，節(jié)省了能源并避免了不必要的設(shè)備磨損；二、本發(fā)明通過數(shù)控豎向滑動機構(gòu)和 縱向滑動機構(gòu)，使被夾持得燒炬的能夠完成獨立運動，避免了加熱火焰的越界燒損設(shè)備，解 決了手持控制工人需防護、操作技能高的問題。


圖1是本發(fā)明裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的K向視圖，圖3是圖1的A-A 剖視圖，圖4是圖1的B-B剖視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1 圖4說明本實施方式，本實施方式包括豎向滑動機 構(gòu)3、縱向滑動機構(gòu)4、調(diào)整架5、固定座6、兩個燒炬1和兩個調(diào)整機構(gòu)2，縱向滑動機構(gòu)4由 殼體4-1、縱向伺服電機4-2、縱向聯(lián)軸器4-3、縱向滾珠絲杠4-4、縱向絲母4_5、前支撐軸 承4-6、前軸承座4-7、后支撐軸承4-8和后軸承座4-9組成，前軸承座4_7和后軸承座4_9 分別固裝在殼體4-1內(nèi)的前端和后端，前支撐軸承4-6安裝在前軸承座4-7中，后支撐軸承 4-8安裝在后軸承座4-9中，縱向滾珠絲杠4-4的兩端分別設(shè)置在前支撐軸承4-6和后支 撐軸承4-8的內(nèi)孔中，縱向絲母4-5與縱向滾珠絲杠4-4螺紋連接，縱向滾珠絲杠4-4的輸 入端通過縱向聯(lián)軸器4-3與縱向伺服電機4-2的輸出端連接，縱向伺服電機4-2固裝在殼 體4-1上，豎向滑動機構(gòu)3由滑架3-1、豎向伺服電機3-2、豎向聯(lián)軸器3-3、豎向滾珠絲杠 3-4、豎向絲母3-5、上支撐軸承3-6、上軸承座3-7、下支撐軸承3_8和下軸承座3_9組成， 上軸承座3-7和下軸承座3-9分別固裝在滑架3-1內(nèi)的上端和下端，上支撐軸承3-6安裝在上軸承座3-7中，下支撐軸承3-8安裝在下軸承座3-9中，豎向滾珠絲杠3-4的兩端分別 設(shè)置在上支撐軸承3-6和下支撐軸承3-8的內(nèi)孔中，豎向絲母3-5與豎向滾珠絲杠3-4螺 紋連接，豎向滾珠絲杠3-4的輸入端通過豎向聯(lián)軸器3-3與豎向伺服電機3-2的輸出端連 接，豎向伺服電機3-2固裝在滑架3-1上，縱向滑動機構(gòu)4上的殼體4-1通過連接元件與固 定座6連接，豎向滑動機構(gòu)3上的滑架3-1通過連接元件與縱向滑動機構(gòu)4上的縱向絲母 4-5連接，調(diào)整架5由調(diào)整平板5-1隨動板5-2和連接板5-3組成，調(diào)整平板5_1垂直設(shè)置 在隨動板5-2的一端，且二者制成一體，連接板5-3與隨動板5-2固接，且連接板5-3位于 調(diào)整平板5-1 —側(cè)，連接板5-3通過連接元件與豎向絲母3-5連接，每個調(diào)整機構(gòu)2由支撐 柱2-1和調(diào)整架2-2組成，調(diào)整架2-2固裝在支撐柱2-1上，兩個調(diào)整機構(gòu)2沿固定座6的 縱向設(shè)置，且調(diào)整機構(gòu)2上的支撐柱2-1固裝在調(diào)整平板5-1上，每個調(diào)整架2-2上裝配有 一個燒炬1。使用時，固定座6安裝在旋壓機旋輪座上；縱向滑動機構(gòu)4采用縱向伺服電機 4-2、縱向滾珠絲杠4-4和縱向絲母4-5傳動結(jié)構(gòu)，豎向滑動機構(gòu)3采用豎向伺服電機3_2、 豎向滾珠絲杠3-4和豎向絲母3-5傳動結(jié)構(gòu)，可以精確的控制縱向滑動和豎向滑動位置，并 可以使燒炬1按照任意軌跡進行?？v向伺服電機4-2和豎向伺服電機3-2分別通過導(dǎo)線與 旋壓機數(shù)控系統(tǒng)相連；兩個燒炬1分別通過導(dǎo)線與數(shù)控系統(tǒng)相連，可以進行圓弧、樣條等任 意曲線，以配合加熱部分工藝需要，并可以在加熱過程中通過調(diào)整豎向滑動機構(gòu)3和縱向 滑動機構(gòu)4的位置來調(diào)整加熱火焰的位置，從而調(diào)整加熱的溫度。豎向滑動機構(gòu)3的上下 運動可實現(xiàn)對燒炬1與工件之間距離的精確控制，從而精確控制工件的實際溫度，提高了 零件的一致性。降低了工人的勞動強度。加熱過程有兩個加熱程序(1)、預(yù)熱程序在旋壓加工開始之前編程控制縱向滑 動機構(gòu)4、豎向滑動機構(gòu)3和加熱工件上需加工的區(qū)域；(2)、加工程序在旋壓加工過程中， 通過對縱向滑動機構(gòu)4和豎向滑動機構(gòu)3數(shù)控控制，實現(xiàn)火焰加熱軌跡針對工件實際輪廓 的跟隨加熱，保證工件溫度場的均勻穩(wěn)定。
具體實施方式
二 結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的每個調(diào)整架2-2 由第一萬向節(jié)2-2-1、第二萬向節(jié)2-2-2和連接桿2-2-3組成，連接桿2_2_3的一端與第 一萬向節(jié)2-2-1連接，連接桿2-2-3的另一端與第二萬向節(jié)2-2-2連接。這樣設(shè)計可以使 燒炬1在任意方向進行調(diào)整。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。本發(fā)明的工作原理當(dāng)縱向伺服電機4-2轉(zhuǎn)動時，帶動縱向滾珠絲杠4-4轉(zhuǎn)動，通 過縱向絲母4-5帶動豎向滑動機構(gòu)3沿著縱向滾珠絲杠4-4的軸線方向運動，從而將旋轉(zhuǎn) 運動轉(zhuǎn)化為縱向直線運動；當(dāng)豎向伺服電機3-2轉(zhuǎn)動時，帶動豎向滾珠絲杠3-4轉(zhuǎn)動，通過 豎向絲母3-5帶動連接板5-3沿著豎向滾珠絲杠3-4的軸線方向運動，從而將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn) 化為豎向直線運動；豎向滑動機構(gòu)3和縱向滑動機構(gòu)4 一起帶動調(diào)整機構(gòu)2實現(xiàn)縱向和橫 向的聯(lián)動。通過數(shù)控系統(tǒng)控制燒炬1的火焰加熱范圍及高度。
權(quán)利要求
一種熱旋壓機獨立數(shù)控跟隨火焰加熱裝置，所述裝置包括豎向滑動機構(gòu)(3)和縱向滑動機構(gòu)(4)，縱向滑動機構(gòu)(4)由殼體(4 1)、縱向伺服電機(4 2)、縱向聯(lián)軸器(4 3)、縱向滾珠絲杠(4 4)、縱向絲母(4 5)、前支撐軸承(4 6)、前軸承座(4 7)、后支撐軸承(4 8)和后軸承座(4 9)組成，前軸承座(4 7)和后軸承座(4 9)分別固裝在殼體(4 1)內(nèi)的前端和后端，前支撐軸承(4 6)安裝在前軸承座(4 7)中，后支撐軸承(4 8)安裝在后軸承座(4 9)中，縱向滾珠絲杠(4 4)的兩端分別設(shè)置在前支撐軸承(4 6)和后支撐軸承(4 8)的內(nèi)孔中，縱向絲母(4 5)與縱向滾珠絲杠(4 4)螺紋連接，縱向滾珠絲杠(4 4)的輸入端通過縱向聯(lián)軸器(4 3)與縱向伺服電機(4 2)的輸出端連接，縱向伺服電機(4 2)固裝在殼體(4 1)上，豎向滑動機構(gòu)(3)由滑架(3 1)、豎向伺服電機(3 2)、豎向聯(lián)軸器(3 3)、豎向滾珠絲杠(3 4)、豎向絲母(3 5)、上支撐軸承(3 6)、上軸承座(3 7)、下支撐軸承(3 8)和下軸承座(3 9)組成，上軸承座(3 7)和下軸承座(3 9)分別固裝在滑架(3 1)內(nèi)的上端和下端，上支撐軸承(3 6)安裝在上軸承座(3 7)中，下支撐軸承(3 8)安裝在下軸承座(3 9)中，豎向滾珠絲杠(3 4)的兩端分別設(shè)置在上支撐軸承(3 6)和下支撐軸承(3 8)的內(nèi)孔中，豎向絲母(3 5)與豎向滾珠絲杠(3 4)螺紋連接，豎向滾珠絲杠(3 4)的輸入端通過豎向聯(lián)軸器(3 3)與豎向伺服電機(3 2)的輸出端連接，豎向伺服電機(3 2)固裝在滑架(3 1)上，其特征在于所述裝置還包括調(diào)整架(5)、固定座(6)、兩個燒炬(1)和兩個調(diào)整機構(gòu)(2)，縱向滑動機構(gòu)(4)上的殼體(4 1)通過連接元件與固定座(6)連接，豎向滑動機構(gòu)(3)上的滑架(3 1)通過連接元件與縱向滑動機構(gòu)(4)上的縱向絲母(4 5)連接，調(diào)整架(5)由調(diào)整平板(5 1)隨動板(5 2)和連接板(5 3)組成，調(diào)整平板(5 1)垂直設(shè)置在隨動板(5 2)的一端，且二者制成一體，連接板(5 3)與隨動板(5 2)固接，且連接板(5 3)位于調(diào)整平板(5 1)一側(cè)，連接板(5 3)通過連接元件與豎向絲母(3 5)連接，每個調(diào)整機構(gòu)(2)由支撐柱(2 1)和調(diào)整架(2 2)組成，調(diào)整架(2 2)固裝在支撐柱(2 1)上，兩個調(diào)整機構(gòu)(2)沿固定座(6)的縱向設(shè)置，且調(diào)整機構(gòu)(2)上的支撐柱(2 1)固裝在調(diào)整平板(5 1)上，每個調(diào)整架(2 2)上裝配有一個燒炬(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱旋壓機獨立數(shù)控跟隨火焰加熱裝置，其特征在于每個調(diào) 整架(2-2)由第一萬向節(jié)(2-2-1)、第二萬向節(jié)(2-2-2)和連接桿(2_2_3)組成，連接 桿(2-2-3)的一端與第一萬向節(jié)(2-2-1)連接，連接桿(2-2-3)的另一端與第二萬向節(jié) (2-2-2)連接。
全文摘要
熱旋壓機獨立數(shù)控跟隨火焰加熱裝置，它涉及一種熱旋壓工件加熱裝置。本發(fā)明為解決現(xiàn)有現(xiàn)有熱旋壓生產(chǎn)采用人工手持或固定在旋輪座上進行火焰加熱，無法對工件進行精確控溫、無法達到公差要求、無法對火焰的加熱區(qū)域進行柔性控制、工件的溫度場不均勻、火焰越界易燒損設(shè)備的問題。縱向滑動機構(gòu)上的殼體通過連接元件與固定座連接，豎向滑動機構(gòu)上的滑架通過連接元件與縱向滑動機構(gòu)上的縱向絲母連接，連接板通過連接元件與豎向絲母連接，每個調(diào)整機構(gòu)由支撐柱和調(diào)整架組成，調(diào)整架固裝在支撐柱上，兩個調(diào)整機構(gòu)沿固定座的縱向設(shè)置，且調(diào)整機構(gòu)上的支撐柱固裝在調(diào)整平板上，每個調(diào)整架上裝配有一個燒炬。本發(fā)明用于熱旋壓工件進行精確加熱的裝置。
文檔編號B21D22/14GK101972808SQ201010509659
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者單德彬, 呂炎, 康達昌, 徐文臣, 陳宇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)