一种滚压成形封严环的数控装置制造方法及图纸

一种滚压成形封严环的数控装置，芯辊组件位于主刀塔与副刀塔之间，并固定在芯辊转轴上。进给辊组件中的悬臂式刀塔架与第一水平传动组件中的连接板固连。支撑式刀塔架与第二水平传动组件的连接板固连，副刀塔位于该支撑式刀塔架的上表面。尾顶位于芯辊组件的上方，并使该尾顶的中心线与芯辊组件的中心线空间重合。传动机构包括主刀塔传动机构和副刀塔传动机构。主刀塔传动机构安装在工作台的主刀塔传动机构安装面上。副刀塔传动机构安装在床身中的机架上。本发明专利技术能够成形多尺寸、不同截面形状的封严环，克服了滚压成形过程中需要手工定位环坯的不足。无需在各道次之间人工更换进给辊及芯辊，提高了生产效率，并且精度高，能够满足产品的使用要求。

A numerical control device for roll forming sealing ring

The utility model relates to a numerical control device for rolling forming sealing ring. The core roll component is located between the main turret and the auxiliary turret, and is fixed on the core roll shaft. The cantilever cutter tower in the feed roller assembly is fixedly connected with the connecting plate in the first horizontal transmission assembly. The supporting turret is fixedly connected with the connecting plate of the second horizontal transmission component, and the auxiliary turret is located on the upper surface of the supporting turret. The tail top is located above the core roll assembly, and the center line of the tail top is spatially overlapped with the center line of the core roll assembly. The transmission mechanism includes the main turret transmission mechanism and the auxiliary turret transmission mechanism. The main turret transmission mechanism is installed on the installation surface of the main turret transmission mechanism of the workbench. The transmission mechanism of auxiliary turret is installed on the frame in the bed. The sealing ring with multiple dimensions and different section shapes can be formed, which overcomes the shortage of manual positioning ring blank in the rolling forming process. It does not need to change the feed roller and core roller manually between passes, which improves the production efficiency and high precision, and can meet the use requirements of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种滚压成形封严环的数控装置
本专利技术涉及塑性加工领域，是一种适用于封严环滚压成形数控装置，主要用于薄壁异型截面封严环的成形制造。
技术介绍
封严环具有轻量、弹性强、温度使用范围广和密封性能好的特点，是高性能航空发动机的重要组成部分，起到密封高温油气介质、保护系统的作用，通过减少发动机内部气流的泄漏量，可提高发动机的性能和效率。研究表明，密封使发动机内气体泄漏量减少1％，可使发动机推力增加1％，油耗率降低0.1％，由此可见，封严环密封技术直接影响航空发动机的性能。然而，封严环具有薄壁、截面形状复杂的结构，使其成形难度大大增加，通过考虑该类构件的结构特点、加工难度及成本等因素，多选取滚压成形方法加工。现有封严环多采用滚压成形制造，利用一对或多对滚轮滚过环坯表面的同时施加一定的径向进给，使环坯发生连续局部的塑性变形，逐渐成形为与滚轮形状一致的零件结构。滚压过程中的一对滚轮依据其主动或被动转动可分为驱动辊和从动辊，成形时，驱动辊在环坯内侧主动转动，依靠与环坯间的摩擦力带动环坯转动，从动辊位于环坯外侧，在随环坯转动的同时径向进给。因此，设计不同截面形状的驱动辊和从动辊可以实现不同截面形状的封严环成形，从而实现封严环多道次滚压成形。目前，国内尚无专用的封严环滚压成形装置，现主要在普通机床上通过增加相应功能模块来开展封严环的制造，然而，当前装置工装精度不高、重复性差，无法满足精确加工要求，且产品精度控制不严、不均匀变形显著；同时装置自动化程度低，定位、夹持和工艺过程全依赖手工操作，导致零件质量不可控、合格率低、产品性能不稳定。南昌航空航天大学设计出一套封严环多道次滚压成形实验装置，该装置主要由驱动辊、从动辊和导向辊组成，实现了W形截面封严环滚压成形，然而该实验装置工装复杂，成形效率低，无法满足封严环的批量生产(郭凯云，高温合金复杂截面圆环多道次滚压不均匀变形行为研究，南昌航空航天大学硕士学位论文，2015)。随着高新技术尤其是国防工业的大力发展，封严环滚压成形面临着截面形状愈加复杂、成形质量要求高、提高生产效率等难题，因此亟需开展自动化、数字化专用封严环滚压成形装置研发，以适于不同规格封严环的研制和生产。综上可知，目前我国封严环滚压装置仍处于初步研制阶段，现有的滚压装置多是从普通机床改造而成，其功能单一、成形精度差、自动化程度低，严重限制了我国飞行器发动机技术的发展。随着我国自主研制发动机步伐的加快，对薄壁异型截面封严环滚压装置需求增大。研究和解决薄壁异型截面封严环滚压成形难题，设计和制造能够满足薄壁异型截面环件成形的多功能、高精度、大柔性、自动化程度高的封严环滚压成形装置，是推动我国密封技术发展、突破航空发动机研制瓶颈亟需解决的重大难题。
技术实现思路
为了克服现有封严环成形装置普遍存在的精度差、自动化程度低、成形质量不稳定等缺点，本专利技术提出一种滚压成形封严环的数控装置。本专利技术包括床身、芯辊组件、进给辊组件、托架、尾顶和传动机构。其中：所述床身中的工作台位于机架上表面。所述芯辊组件位于所述主刀塔与副刀塔之间，并固定安装在位于工作台上表面的芯辊转轴上；该芯辊转轴的下端与位于所述工作台内的电机输出轴连接。所述进给辊组件中的悬臂式刀塔架与第一水平传动组件中的连接板固连。所述托架中的支撑式刀塔架与第二水平传动组件的连接板固连，该托架中的副刀塔固定在该支撑式刀塔架的上表面。所述尾顶通过尾顶架安装在第二竖直传动组件的连接板上，使该尾顶位于所述芯辊组件的上方，并使该尾顶的中心线与所述芯辊组件的中心线空间重合。所述传动机构包括主刀塔传动机构和副刀塔传动机构，并且所述主刀塔传动机构由第一竖直传动组件和第一水平传动组件组成，所述副刀塔传动机构亦由第二竖直传动组件和第二水平传动组件组成。所述主刀塔传动机构安装在所述工作台的主刀塔传动机构安装面上。所述副刀塔传动机构安装在所述床身中的机架上。所述床身为箱式，包括机架、外机箱、工作台和推拉门。所述外机箱安装在该机架的上表面。工作台位于外机箱内，并固定在该机架上表面一侧长边处。所述托架包括托板、托板连接座、两个导向辊、T形座、副刀塔和支撑式刀塔架。所述副刀塔位于该支撑式刀塔架的上表面。所述托板位于支撑式刀塔架的侧表面，并通过托板连接座与T形座连接；该T形座的上端固定在该副刀塔的侧表面上，该T形座的下端与托板连接座固连。所述支撑式刀塔架与所述第二水平传动组件的连接板固连。所述托板为开口环，其内径与所述芯辊的外径相同，并使二者之间间隙配合。在该开口两侧的托板上有贯通该托板上下表面的条形槽，并且该条形槽靠近托板开口端一端宽度方向中心点a水平延长线与该条形槽另一端宽度方向中心点b水平延长线之间的夹角α为7°。两个导向辊分别通过滚轮安装在所述条形槽内。工作时，将封严环环坯套装在所述芯辊上并位于所述托板的上表面。所述导向辊通过轴承安装在导向辊轴上，在该导向辊的外圆周表面有与封严环环坯配合的V型槽。使用时，使该导向辊的外圆周表面与所述封严环环坯的外圆周表面嵌合后固定。所述副刀塔外表面由八个平面组成，由各平面形成了所述副刀塔的各个工位。所述支撑式刀塔架与所述第二水平传动组件连接板固连。所述副刀塔固定在该支撑式刀塔架的上端面，通过支撑式刀塔架的水平移动和竖直移动，实现副刀塔的水平移动和竖直移动，从而实现托板位置的调节。所述进给辊组件包括安装座、滑块、芯轴、进给辊、轴承座、锥套、连接座、力传感器、分度盘、主刀塔和悬臂式刀塔架，其中：所述主刀塔安装在分度盘的下表面，在该主刀塔的下表面安装有四个安装座，并使所述各安装座在该主刀塔的下表面均布。在各安装座的T形槽内分别安装有滑块，在各滑块的内端分别安装有力传感器，通过各力传感器采集进给辊的水平轧制力；在各所述滑块的外端分别固定有连接座，四个轴承座分别固定在各连接座的外侧表面上。所述芯轴有四个，并且各芯轴的一端安装在各所述轴承座内，在各芯轴另一端的锥段上均套装有锥套。所述进给辊为4个，分别套装并固定在各所述锥套上；各所述进给辊外圆周表面的成形槽的形状不同，分别用于不同的加工道次。工作时，通过电气控制系统控制分度盘转动实现主刀塔转动，完成不同加工道次进给辊的转换。所述悬臂式刀塔架位于芯辊一侧，并使该悬臂式刀塔架的下端安装在分度盘上表面；该悬臂式刀塔架上端通过连接板分别与所述第一竖直传动组件和水平传动组件相连。所述主刀塔外表面的八个平面分别形成了所述主刀塔的八个工位。该悬臂式刀塔架与主刀塔传动机构中的连接板固连。所述传动机构包括主刀塔传动机构和副刀塔传动机构，并且所述主刀塔传动机构由第一竖直传动组件和第一水平传动组件组成，所述副刀塔传动机构由第二竖直传动组件和第二水平传动组件组成。通过各传动组件实现所述主刀塔和副刀塔在水平与竖直方向运动的控制，并通过所述第二竖直传动组件实现尾顶竖直方向的运动。所述第一水平传动组件包括安装板、主刀塔水平伺服电机、滚珠丝杠、导轨、滑座、连接板和移动块，其中，两根导轨平行的固定在所述安装板表面，并分别位于该安装板两个长边的边缘处。四个移动块均分为两组分别安装在各导轨上，并能够沿该导轨移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，包括床身、芯辊组件、进给辊组件、托架、尾顶和传动机构；其中：所述床身中的工作台位于机架上表面；所述芯辊组件位于所述主刀塔与副刀塔之间，并固定安装在位于工作台上表面的芯辊转轴上；该芯辊转轴的下端与位于所述工作台内的电机输出轴连接；所述进给辊组件中通过悬臂式刀塔架(5)与第一水平传动组件中的连接板固连；所述托架中的支撑式刀塔架(18)通过第二水平传动组件的连接板(46)固连，该托架中的副刀塔(13)固定在该支撑式刀塔架的上表面；所述托架与所述第二水平传动组件中的连接板固连；所述尾顶(8)通过尾顶架(27)安装在第二竖直传动组件的连接板(46)上，使该尾顶位于所述芯辊组件的上方，并使该尾顶的中心线与所述芯辊组件的中心线空间重合；所述传动机构包括主刀塔传动机构和副刀塔传动机构，并且所述主刀塔传动机构由第一竖直传动组件和第一水平传动组件组成，所述副刀塔传动机构亦由第二竖直传动组件和第二水平传动组件组成；所述主刀塔传动机构安装在所述工作台的主刀塔传动机构安装面上；所述副刀塔传动机构安装在所述床身中的机架上。/n

【技术特征摘要】
1.一种滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，包括床身、芯辊组件、进给辊组件、托架、尾顶和传动机构；其中：所述床身中的工作台位于机架上表面；所述芯辊组件位于所述主刀塔与副刀塔之间，并固定安装在位于工作台上表面的芯辊转轴上；该芯辊转轴的下端与位于所述工作台内的电机输出轴连接；所述进给辊组件中通过悬臂式刀塔架(5)与第一水平传动组件中的连接板固连；所述托架中的支撑式刀塔架(18)通过第二水平传动组件的连接板(46)固连，该托架中的副刀塔(13)固定在该支撑式刀塔架的上表面；所述托架与所述第二水平传动组件中的连接板固连；所述尾顶(8)通过尾顶架(27)安装在第二竖直传动组件的连接板(46)上，使该尾顶位于所述芯辊组件的上方，并使该尾顶的中心线与所述芯辊组件的中心线空间重合；所述传动机构包括主刀塔传动机构和副刀塔传动机构，并且所述主刀塔传动机构由第一竖直传动组件和第一水平传动组件组成，所述副刀塔传动机构亦由第二竖直传动组件和第二水平传动组件组成；所述主刀塔传动机构安装在所述工作台的主刀塔传动机构安装面上；所述副刀塔传动机构安装在所述床身中的机架上。


2.如权利要求1所述滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，所述床身为箱式，包括机架(16)、外机箱(19)、工作台和推拉门(20)；所述外机箱安装在该机架的上表面；工作台位于外机箱内，并固定在该机架上表面一侧长边处。


3.如权利要求1所述滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，所述托架包括托板(25)、托板连接座(24)、两个导向辊(22)、T形座(12)、副刀塔(13)和支撑式刀塔架(18)；所述副刀塔位于该支撑式刀塔架(18)的上表面；所述托板位于支撑式刀塔架的侧表面，并通过托板连接座(24)与T形座连接；该T形座(12)的上端固定在该副刀塔的侧表面上，该T形座的下端与托板连接座(24)固连；所述支撑式刀塔架(18)与所述第二水平传动组件的连接板(46)固连；所述托板(25)为开口环，其内径与所述芯辊的外径相同，并使二者之间间隙配合；在该开口两侧的托板上有贯通该托板上下表面的条形槽，并且该条形槽靠近托板开口端一端宽度方向中心点a水平延长线与该条形槽另一端宽度方向中心点b水平延长线之间的夹角α为7°；两个导向辊(22)分别通过滚轮安装在所述条形槽内；工作时，将封严环环坯套装在所述芯辊上并位于所述托板的上表面。


4.如权利要求3所述滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，所述导向辊(22)通过轴承安装在导向辊轴上；在该导向辊的外圆周表面有与封严环环坯配合的V型槽；使用时，使该导向辊的外圆周表面与所述封严环环坯的外圆周表面嵌合后固定；所述副刀塔(13)外表面由八个平面组成；由各平面形成了所述副刀塔的各个工位；所述支撑式刀塔架(18)与所述第二水平传动组件连接板固连；所述副刀塔固定在该支撑式刀塔架的上端面，通过支撑式刀塔架(18)的水平移动和竖直移动，实现副刀塔的水平移动和竖直移动，从而实现托板(25)位置的调节。


5.如权利要求1所述滚压成形封严环的数控装置，其特征在于，所述进给辊组件包括安装座(30)、滑块(31)、芯轴(33)、进给辊(34)、轴承座(9)、锥套(38)、连接座(39)、力传感器(41)、分度盘(45)、主刀塔(3)和悬臂式刀塔架(5)，其中：所述主刀塔安装在分度盘的下表面；在该主刀塔的下表面安装有四个安装座，并使所述各安装座在该主刀塔的下表面均布；在各安装座的T形槽内分别安装有滑块；在各滑块的内端分别安装有力传感器，通过各力传感器采集进给辊的水平轧制力；在各所述滑块的外端分别固定有连接座；四个轴承座分别固定在各连接座的外侧表面上；所述芯轴有四个，并且各芯轴的一端安装在各所述轴承座内；在各芯轴另一端的锥段上均套装有锥套(38)；所述进给辊(34)为4个，分别套装并固定在各所述锥套上；各所述进给辊外圆周表面的成形槽的形状不同，分别用于不同的加工道次；工作时，通过电气控制系统控制分度盘(45)转动实现主刀塔转动，完成不同加工道次进给辊的转换；所述悬臂式刀塔架(5)位于芯辊(10)一侧，并使该悬臂式刀塔架的下端安装在分度盘上表面；该悬臂式刀塔架上端通过连接板(46)分别与所述第一竖直传动组件和水平传动组件相连；所述主刀塔外表面的八个平面分别形成了所述主刀塔(3)的八个工位；该悬臂式刀塔架与主刀塔动机构中的连接板固连。

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏伟，邵光大，詹梅，李智军，张昕，刘桥，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61