一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的制作方法

1.本发明属于塑性材料成形技术领域，具体涉及一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置。


背景技术：

2.目前，对金属管端外(内)翻边成形的研究中，主要使用的成形工具有旋轮、球头金属棒，旋轮具有自转功能，但是旋轮的自转一般通过轴承实现，导致旋轮工具直径较大，与管材的接触面积也会增大，导致成形力大；球头金属棒与管材接触过程中，没有自转功能，与金属管接触时是滑动摩擦，导致切向力增大，成形件容易出现褶皱。因此，目前使用较多的成形工具在金属管端外(内)翻边成形过程中，由于管端外沿材料变形量大的固有特点，成形过程中材料内部晶粒结构容易被破坏，导致裂纹、起皱、破裂现象产生，在一定程度上降低了成形制件的质量和精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，解决了目前成形过程中材料内部晶粒结构容易被破坏，导致成形制件的质量和精度不高的问题。
4.本发明采用的技术方案是，
5.一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，包括偏心球头成形件，偏心球头成形件包括偏心工具轴，偏心工具轴的一端连接有台阶轴、另一端对应待加工薄壁管端形成有偏心头；台阶轴配置有角接触球轴承对，角接触球轴承对与台阶轴之间还配置有调节缓冲组件，角接触球轴承对套设有轴承套组，轴承套组在远离偏心工具轴的一侧连接有车床连接件，车床连接件用于连接车床，以便将偏心头与待加工薄壁管端对应；在车床启动的情形下，角接触球轴承对用于带动偏心球头成形件偏心振动，以便对待加工薄壁管端进行振动翻边。
6.本发明的特点还在于，
7.调节缓冲组件包括设置于台阶轴位于角接触球轴承对中间的调节环，以及设置于台阶轴位于角接触球轴承对与车床连接件之间的轴端挡圈。
8.偏心工具轴为圆柱形杆，偏心头为半球形，偏心头的径向切面与偏心工具轴的径向切面对应连接。
9.偏心头、偏心工具轴以及台阶轴为一体成型结构。
10.轴承套组包括两个轴承套，两个轴承套分别对应设置于角接触球轴承对的两侧。
11.每个轴承套包括轴承套底座，轴承套底座的一侧形成有弧形槽，两个轴承套均对应开设至少两个第二安装孔，每个轴承套对应车床连接件开设有第一安装孔。
12.车床连接件包括刀柄，刀柄的一端用于连接车床，刀柄的另一端设置有固定连接座，固定连接座上对应第一安装孔开设有若干个定位孔。
13.两个轴承套之间、两个轴承套与车床连接件之间均通过螺栓连接。
14.本发明的有益效果是：本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，通过合理地
结构设计，使得加工采用了振动的方式，振动可以细化材料晶粒、提高材料塑性和韧性，此外，轴承的引入将球头成形工具与管材之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，在提高结构便捷度的基础上有效改善了成形的质量和成形的精度。
附图说明
15.图1是本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的结构示意图；
16.图2是本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置中轴承套中偏心球头成形件的结构示意图；
17.图3是本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置中轴承套的结构示意图；
18.图4是本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的装配体剖切示意图；
19.图5是本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置中车床连接件的结构示意图。
20.图中，1.偏心头，2.台阶轴，3.偏心工具轴，4.轴承套；41.轴承套底座，42.弧形槽，43.第一安装孔，44.第二安装孔；5.角接触球轴承对，6.车床连接件；61.刀柄，62.固定连接座，63.定位孔；7.轴端挡圈，8.调节环，9.台阶轴固定螺栓。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置进行详细说明。
22.如图1和图4所示，一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，用于安装于卧式车床，来用于金属管端外(内)翻边成形的作业，其装置包括偏心工具轴3，偏心工具轴3为圆柱形杆，圆柱形杆的一端连接有台阶轴2、另一端形成有偏心头1，偏心头1对应薄壁管端的加工面可以为球面或者弧面；圆柱形杆与台阶轴2和偏心头1可以一体成型，也可以后期连接固定；
23.如图2所示，本实用新一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的台阶轴2设计为台阶状，目的是与角接触球轴承对5吻合，角接触球轴承对5为双层轴，可以与台阶轴2匹配，台阶轴2的底部配置有台阶轴固定螺栓，使角接触球轴承对5稳定地设置于台阶轴2。
24.如图3所示，本实用新一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置在围绕台阶轴2在角接触球轴承对5的中间套设有调节环8，调节环8可以调节两个轴承间的游隙，为两个轴承之间提供预压。角接触球轴承对5的侧面套设有两个扣合的轴承套4，轴承套4有轴承套底座41，两个轴承套4扣合的相对侧形成有弧形槽42，形成扣合角接触球轴承对5的圆柱形容置腔体，将偏心球头成形件的台阶轴2通过过盈配合夹持在角接触轴承对5中，角接触球轴承对5的底部还安装有轴端挡圈7，其共同作用防止偏心球头成形件与角接触轴承对5之间轴向运动。从而提高加工作业的稳定性。
25.两个轴承套4均对应开设至少两个第二安装孔44，每个轴承套4对应车床连接件6开设有第一安装孔43。两个轴承套4相对开设有两个或四个第二安装孔44，然后螺栓贯穿第二安装孔44将两个轴承套4连接。
26.如图5所示，本实用新一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的每个轴承套4在靠近车床连接件6的一面开设有两个第一安装孔43，车床连接件6包括有刀柄61，刀柄61的一端用于连接车床的驱动部分，以便在作业时车床控制本装置的偏心头1和加工管端位置对应。刀柄61的另一端设置有固定连接座62，固定连接座62上与四个第一安装孔43对应开设有四
个定位孔63，第一安装孔43和定位孔63匹配通过螺栓连接，以便将上部分结构固定连接于车床连接件6。
27.本实用新一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置的安装与工作过程为：角接触球轴承对5通过过盈配合安装在台阶轴2上面，安装上台阶轴固定螺栓9，将轴端挡圈7固定在台阶轴2的轴端，防止角接触球轴承对5滑动；然后将两个轴承套4扣合在角接触球轴承对5的外围，安装完成后，将两个轴承套4通过螺栓固定在一起；将车床连接件6与两个轴承套4通过螺栓连接。安装完成后的成形装置如图5所示；作业时，将车床连接件6连接车床，车床安装好需要加工的管材，车床通过控制使偏心球头成形件的偏心头1与需要加工管材的管端对应；然后车床控制本装置进行管材管端的管端外(内)翻边成形。当作业开始后，偏心球头成形件会在管壁与偏心球头成形件侧壁之间的摩擦作用下发生自转，又因为偏心球头成形件自带偏心量，在偏心球头成形件自转的过程中，达到成形工具对金属管材振动加工的目的。
28.本实用新一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，通过合理地结构设计，可以实现成形工具对金属管材的振动，具有细化材料晶粒、提高材料塑性和韧性的有点，本装置的结构便捷，实用性较强，具有一定的实用意义。


技术特征：
1.一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，包括偏心球头成形件，所述偏心球头成形件包括偏心工具轴(3)，所述偏心工具轴(3)的一端连接有台阶轴(2)、另一端对应待加工薄壁管端形成有偏心头(1)；所述台阶轴(2)配置有角接触球轴承对(5)，所述角接触球轴承对(5)与台阶轴(2)之间还配置有调节缓冲组件，所述角接触球轴承对(5)套设有轴承套组，所述轴承套组在远离偏心工具轴(3)的一侧连接有车床连接件(6)，所述车床连接件(6)用于连接车床，以便将偏心头(1)与待加工薄壁管端对应；在所述车床启动的情形下，所述角接触球轴承对(5)用于带动偏心球头成形件偏心振动，以便对所述待加工薄壁管端进行振动翻边。2.根据权利要求1所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，所述调节缓冲组件包括设置于台阶轴(2)位于角接触球轴承对(5)中间的调节环(8)，以及设置于台阶轴(2)位于角接触球轴承对(5)与车床连接件(6)之间的轴端挡圈(7)。3.根据权利要求1所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，所述偏心工具轴(3)为圆柱形杆，所述偏心头(1)为半球形，所述偏心头(1)的径向切面与偏心工具轴(3)的径向切面对应连接。4.根据权利要求1或3所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，所述偏心头(1)、偏心工具轴(3)以及台阶轴(2)为一体成型结构。5.根据权利要求1所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，所述轴承套组包括两个轴承套(4)，两个所述轴承套(4)分别对应设置于角接触球轴承对(5)的两侧。6.根据权利要求5所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，每个所述轴承套(4)包括轴承套底座(41)，所述轴承套底座(41)的一侧形成有弧形槽(42)，两个所述轴承套(4)均对应开设至少两个第二安装孔(44)，每个所述轴承套(4)对应车床连接件(6)开设有第一安装孔(43)。7.根据权利要求6所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，所述车床连接件(6)包括刀柄(61)，所述刀柄(61)的一端用于连接车床，所述刀柄(61)的另一端设置有固定连接座(62)，所述固定连接座(62)上对应第一安装孔(43)开设有若干个定位孔(63)。8.根据权利要求5所述的一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，其特征在于，两个所述轴承套(4)之间、两个所述轴承套(4)与车床连接件(6)之间均通过螺栓连接。

技术总结
本发明公开了一种薄壁管端偏心振动渐进成形装置，包括偏心球头成形件，偏心球头成形件包括偏心工具轴，偏心工具轴的一端连接有台阶轴、另一端对应待加工薄壁管端形成有偏心头；台阶轴配置有角接触球轴承对，角接触球轴承对与台阶轴之间还配置有调节缓冲组件，角接触球轴承对套设有轴承套组，轴承套组在远离偏心工具轴的一侧连接有车床连接件，车床连接件用于连接车床，以便将偏心头与待加工薄壁管端对应；在车床启动的情形下，角接触球轴承对用于带动偏心球头成形件偏心振动，以便对待加工薄壁管端进行振动翻边。本发明实现成形工具对金属管材的振动，具有细化材料晶粒、提高材料塑性和韧性、结构便捷和实用性较强的优点。结构便捷和实用性较强的优点。结构便捷和实用性较强的优点。


技术研发人员：侯晓莉 李言 邱旭 杨明顺 高新勤 袁启龙
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/11/14