螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及空间网架结构中的螺栓球毛坯制作技术领域，且公开了螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，包括支撑辊、圆柱形坯料、压辊、横向小滑台、压辊固定侧箱体、竖向滑台、机架和工作台，所述工作台的上表面固定连接有所述机架，所述机架的内部转动连接有两个所述支撑辊，两个所述支撑辊之间放置有所述圆柱形坯料；由于均为局部连续塑性变形，受力显著降低，设备功率1/20以上和结构尺寸显著减少，无噪音污染，并且从原理上消除了产生裂纹的大塑性变形因素；球度可控，热锻工艺缺点在于形状控制依靠模具和受力，而本项方法采用的力和位置控制，位置和力变化的连续性为自动控制提供了可行性。

【技术实现步骤摘要】
螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置
本技术涉及空间网架结构中的螺栓球毛坯制作
，具体为螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置。
技术介绍
热锤锻工艺造成的局部褶皱由于难于消除，毛坯球中的细小裂纹缺陷在所难免，适用于空间网架结构中有可能由于裂纹在一定受力条件下逐步扩展成为局部破坏的因素，造成安全隐患，另一个现实问题是由于锻工环境较差，技术和体力的要求极高，随着社会生活水平提高，年轻人多不愿从事这项劳动，已经出现了人才技术断档现象，可以预见这种趋势会愈加明显且不可逆转，使用模锻方法毛坯球球度指标过大，达到2mm~3mm以上，使得数控加工中螺栓球的定位间隙不得不外移以避免撞刀现象发生，空刀行程加大，严重降低了数控加工的效率，其原因主要是锤锻过程中受力边缘区域的塑性变形方向无法控制。在轴承钢球或者球磨钢球的制造中斜轧技术得到了应用，但是对于直径在85mm~350mm左右的大型钢球而言，在两极区内部的疏松裂纹严重，难于适用于结构件。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术提供了螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，解决了热锤锻工艺中，毛坯球上容易产生细小裂纹的问题，还解决了由于锻工环境较差，技术和体力的要求极高，出现了人才技术断档现的问题，最后，还解决了对于直径在85mm~350mm左右的大型钢球而言，在两极区内部的疏松裂纹严重，难于适用于结构件的问题。（二）技术方案为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，包括支撑辊、圆柱形坯料、压辊、横向小滑台、压辊固定侧箱体、竖向滑台、机架和工作台，所述工作台的上表面固定连接有所述机架，所述机架的内部转动连接有两个所述支撑辊，两个所述支撑辊之间放置有所述圆柱形坯料，所述机架的后方固定连接有所述竖向滑台，所述竖向滑台的前表面左侧固定连接有所述压辊固定侧箱体，所述压辊固定侧箱体的底部固定连接有一个所述压辊，所述竖向滑台的前方右侧固定连接有一个所述横向小滑台，所述横向小滑台的下表面固定连接有另一个所述压辊。优选的，两个所述支撑辊的直径相同，两个所述支撑辊之间的距离使得所述圆柱形坯料中心和所述支撑辊轴心的连线与横向形成的支撑角度α=20°~30°。优选的，所述压辊的数量为两个，两个所述压辊的竖直中心线平行且处于两个所述圆柱形坯料对称面中。优选的，所述压辊固定侧箱体的上方、所述支撑辊的一侧借助外部减速电动机带动旋转。优选的，所述圆柱形坯料位于两个所述支撑辊之间，且与所述圆柱形坯料滚动接触。优选的，两个所述压辊的廓形为圆弧形控制成形过程和球体半径，且圆弧半径为成形球体的半径，圆弧角度为π/2。（三）有益效果本技术提供了螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，具备以下有益效果：（1）、由于均为局部连续塑性变形，受力显著降低，设备功率1/20以上和结构尺寸显著减少，没有噪音污染，并且使得产生裂纹的大塑性变形因素从原理上消除；（2）、没有明显的技巧性工艺，容易实现自动化，减少劳动量；（3）、球度可控，热锻工艺缺点在于形状控制依靠模具和受力，而本项方法采用的力和位置控制，具体位置和力变化的均匀性作为控制的标准是可控制的。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术图1中的局部放大结构示意图；图3为本技术图2的侧视连接图。图中：1、支撑辊；2、圆柱形坯料；3、压辊；4、横向小滑台；5、压辊固定侧箱体；6、竖向滑台；7、机架；8、工作台。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-3所示，本技术提供一种技术方案：螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，包括支撑辊1、圆柱形坯料2、压辊3、横向小滑台4、压辊固定侧箱体5、竖向滑台6、机架7和工作台8，工作台8的上表面固定连接有机架7，机架7的内部转动连接有两个支撑辊1，两个支撑辊1之间放置有圆柱形坯料2，机架7的后方固定连接有竖向滑台6，竖向滑台6的前表面左侧固定连接有压辊固定侧箱体5，压辊固定侧箱体5的底部固定连接有一个压辊3，竖向滑台6的前方右侧固定连接有一个横向小滑台4，横向小滑台4的下表面固定连接有另一个压辊3，两个支撑辊1的位置固定，均保留一个自由度为沿自身轴线转动，圆柱形坯料2放置在支撑辊1之间，由于坯料与支撑辊1表面的压力的横向分力使之稳定，横向小滑台4上有压辊3，使得滑台运动方向和压辊3的旋转轴线垂直。控制起始点位于圆柱形坯料2未变形前中心轴线与压辊3的下表面齐平，并且压辊3轮廓线与圆柱形坯料2端面棱边相交，控制终点位于圆柱形坯料2（已经基本成为球形）轮廓线与压辊3的廓线重合，控制曲线以横向小滑台4为控制对象建立坐标系，X为横向坐标（左向为正），Y为竖向坐标（上向为正），以控制起始点为原点，控制终点为终点，建立多项式控制曲线（如二次曲线，二次曲线的第三个点可由塑性有限单元方法获得，具体计算方法：将压辊3与圆柱形坯料2作用和支撑辊1与圆柱形坯料2作用分别计算，以压辊3横向位移作为输入，计算圆柱形坯料2的塑性变形量和总的受力情况，按照几何关系计算支撑辊1与圆柱形坯料2的受力，以此力为载荷条件计算支撑辊1对坯料塑性变形的修正作用，并按几何关系得到横向压辊3的竖向位移，由以上计算可得到XY坐标，由初始点、计算点和终点三个点坐标分别代入二次曲线方程得到控制曲线的三个常量参数），需要指出，在压辊3上有可能产生向下压力过大，使得支撑辊1作用于毛坯产生的塑性变形抵消压辊3对毛坯作用产生的塑性变形，引起毛坯直径变小，从而不能收敛于球形，这种情况下可以通过减少竖向进给力或者升高Y滑台的位置，使得Y向的力减少进行塑性变形，然后再降低Y滑台，分步使得坯料收敛于球形。本实施例中，工作时，在横向小滑台4和竖向滑台6外侧施加力，支撑辊1转动，压辊固定侧箱体5内的主轴带动压辊，压辊3与圆柱形坯料2棱边接触，摩擦力带动圆柱形坯料2旋转，并在旋转的过程中圆柱形坯料2产生局部的塑性变形，变形区和变形形状依据与支撑角度α和压辊3廓形，同时，支撑辊1与圆柱形坯料2接触，并且旋转过程中对上述的变形边缘进行塑性修整。工作时，在辊压过程中调整压辊固定侧箱体5连接的压辊3的转速可调节塑性成形速度，在压制过程末期逐步减少动力形成左右力学对称的状态，由于支撑辊1对圆柱形坯料2的力的水平分力产生的绕竖向转动的力矩基本平衡，可使之产生基本球形。工作时，基本成球的依据是：依据两个压辊3形成的圆弧是否基本闭合或者圆柱形坯料2产生绕竖向的转动。精整时，在横向小滑台4和竖向滑台6外侧施加适当力，竖向滑台6和横向小滑台4，压辊固定侧箱体5连接的压辊3转速逐步反向旋转，使得合成转动轴线沿球面转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，包括支撑辊（1）、圆柱形坯料（2）、压辊（3）、横向小滑台（4）、压辊固定侧箱体（5）、竖向滑台（6）、机架（7）和工作台（8），其特征在于：所述工作台（8）的上表面固定连接有所述机架（7），所述机架（7）的内部转动连接有两个所述支撑辊（1），两个所述支撑辊（1）之间放置有所述圆柱形坯料（2），所述机架（7）的后方固定连接有所述竖向滑台（6），所述竖向滑台（6）的前表面左侧固定连接有所述压辊固定侧箱体（5），所述压辊固定侧箱体（5）的底部固定连接有一个所述压辊（3），所述竖向滑台（6）的前方右侧固定连接有一个所述横向小滑台（4），所述横向小滑台（4）的下表面固定连接有另一个所述压辊（3）。/n

【技术特征摘要】
1.螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，包括支撑辊（1）、圆柱形坯料（2）、压辊（3）、横向小滑台（4）、压辊固定侧箱体（5）、竖向滑台（6）、机架（7）和工作台（8），其特征在于：所述工作台（8）的上表面固定连接有所述机架（7），所述机架（7）的内部转动连接有两个所述支撑辊（1），两个所述支撑辊（1）之间放置有所述圆柱形坯料（2），所述机架（7）的后方固定连接有所述竖向滑台（6），所述竖向滑台（6）的前表面左侧固定连接有所述压辊固定侧箱体（5），所述压辊固定侧箱体（5）的底部固定连接有一个所述压辊（3），所述竖向滑台（6）的前方右侧固定连接有一个所述横向小滑台（4），所述横向小滑台（4）的下表面固定连接有另一个所述压辊（3）。


2.根据权利要求1所述的螺栓球双对辊球体局部连续塑性辊压装置，其特征在于：两个所述支撑辊（1）的直径相同，两个所述支撑辊（1）之间的距离使得所述圆柱形坯料（2）中心和所述支撑辊（1）轴心的连线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建忠，姚林辉，邓坤鹏，张诗绮，魏麟蘅，
申请(专利权)人：黄河水利职业技术学院，
类型：新型
国别省市：河南;41