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专利号: 2020106277117
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.椭圆形截面零件的旋压成形方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将待加工的圆筒状毛坯料同轴安装在旋压机的主轴上,将两个旋轮(2)圆周均布安装在轮盘(1)上,使轮盘(1)回转中心与主轴轴线径向距离lx满足公式(一)的要求:lx=l1+r+r0                 (一)其中:

l1为为轮盘(1)回转中心与旋轮(2)圆心之间的径向距离;

r为旋轮的半径;

r0为圆筒状毛坯的截面半径,且r0>a(a为预加工成形零件的椭圆截面半长轴尺寸);

步骤二:启动主轴及轮盘(1),分别带动待加工的圆筒状毛坯料及旋轮(2)旋转,使待加工的圆筒状毛坯料旋转一周时,轮盘(1)也旋转一周;将待加工的圆筒状毛坯料旋转的一周平均分为两个周期,每个周期包括加工接触阶段和空转阶段,两个周期内的机构运动规律相同,每个周期内的机构运动规律具体为;

在每个周期的加工接触阶段中,主轴旋离水平位置初始位置的角度值β与轮盘(1)旋离水平位置的角度值α满足公式(二)、(三)、(四)、(五)和(六)的关系:(l1·sinα-r·sinθ)2+(b+l1+r-l1·cosα-r·cosθ)2=(a·cos∠1)2+(b·sin∠1)2  (二)其中:l1为为轮盘(1)回转中心与旋轮(2)圆心之间的径向距离;

r为旋轮(2)半径;

a为预加工成形零件的椭圆截面半长轴尺寸;

b为预加工成形零件的椭圆截面半短轴尺寸;

α为轮盘(1)转过的角度;

β为主轴转过的角度;

θ为旋轮(2)中心与切点连线同水平线的夹角;

∠1为旋轮(2)与椭圆交点相对于椭圆形成的离心角;

∠2为待加工的圆筒状毛坯料和旋轮(2)的切点与待加工的圆筒状毛坯料中心连线同水平线的夹角;

∠3为旋轮(2)和椭圆交点与椭圆中心的连线与椭圆长轴所在直线的夹角;

在每个周期的空转阶段中,轮盘(1)与待加工的圆筒状毛坯料保持匀速旋转;此时轮盘(1)转速ωα与主轴转速ωβ关系遵循公式(七):α′与β′的值由公式(八)和(九)确定:加工接触阶段与空转阶段的临界状态

当α=α′,β=β′时,旋轮(2)与待加工的圆筒状毛坯料处于加工接触阶段与空转阶段的交界处;

当α≤α′,β≤β′时,旋轮(2)与待加工的圆筒状毛坯料处于加工接触阶段;

当α≥α′,β≥β′时,旋轮(2)与待加工的圆筒状毛坯料处于空转阶段;

步骤三:启动轮盘(1)带动旋轮(2)径向进给,使轮盘(1)回转中心与主轴轴线径向距离l0满足公式(十)的要求:l0=l1+r+a               (十)其中:l1为轮盘(1)回转中心与旋轮(2)圆心之间的径向距离;

r为旋轮(2)的半径;

a为预加工成形零件的椭圆截面半长轴尺寸;

步骤四:将轮盘(1)在主轴方向上进给x,进行下一个圆周的加工,其中:当预加工成形的椭圆零件拔模角度γ=0时,轮盘(1)进给轨迹与主轴平行;此时预加工成形的椭圆零件截面的半长轴尺寸a'和半短轴尺寸b'与步骤二中的半长轴尺寸a和半短轴尺寸b相同,采用步骤二中的机构运动规律进行旋压加工;

当预加工成形的椭圆零件拔模角度γ≠0时,轮盘(1)按照预加工成形的椭圆零件边缘沿与主轴成γ角进给;通过公式(十一)和(十二)计算此时预加工成形的椭圆零件截面的半长轴尺寸a'和半短轴尺寸b',将a'替换步骤二中的a,将b'替换步骤二中的b,采用步骤二中的机构运动规律进行旋压加工;

a'=a·[1-x·tan(γ)]             (十一)b'=b·[1-x·tan(γ)]             (十二)步骤五:重复步骤四完成预加工成形的截面为椭圆形的零件(3)从边长最大截面到最小截面的加工。

2.根据权利要求1所述的椭圆形截面零件的旋压成形方法,其特征在于,步骤一中所述的轮盘(1)回转中心与旋轮(2)圆心之间的径向距离l1满足以下要求:l1大于特定值l1′,l1′根据公式(十三)计算获得:其中:

r为旋轮(2)半径;

amax为预加工成形零件的最大椭圆截面半长轴尺寸;

bmax为预加工成形零件的最大椭圆截面半短轴尺寸。