專利名稱：平板旋壓機和風機葉輪前盤類工件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板旋壓機和風機葉輪前盤類工件的制造方法。
背景技術(shù)：
離心風機廣泛應(yīng)用在各種場合，其葉輪通常由前盤21、葉片22和后盤23構(gòu)成，如 圖1所示，目前，制造風機葉輪前盤多采用以下兩種方法 —種方法是采用液壓機與模具配合壓制葉輪前盤，這種方法需要購置液壓設(shè)備和 模具，而一套模具只能生產(chǎn)一個型號規(guī)格的產(chǎn)品，而風機葉輪前盤的品種規(guī)格成千上萬，這 樣生產(chǎn)廠家為了盡可能多的拓展業(yè)務(wù)就需要購買大量的模具，如果產(chǎn)品更新?lián)Q代勢必報廢 現(xiàn)有模具造成浪費。 另外，液壓拉伸也容易造成母材破裂或厚薄不一，質(zhì)量也不甚理想。對于那些大規(guī) 格尺寸的工件上下模具、校對、調(diào)試也費時費力效率低下。這種方法成本昂貴，目前為眾多 大型工廠所采用。 另一種方法是手工制造，通過制作簡單的模具，工人用錘子敲打形成風機葉輪前 盤。這種方法制造的工件質(zhì)量較差，效率低下、廢品率高。單個工件的人工成本很高，況且 對于大規(guī)格的工件，無法實現(xiàn)人工制作。此種方法仍然為許多中小型企業(yè)特別是小型作坊 普遍采用。 中國實用新型專利200520081929. 2公開了一種葉輪前盤旋壓機，并在少數(shù)的中 小型企業(yè)中使用，它是通過上下胎具旋轉(zhuǎn)擠壓成形。優(yōu)點是上下組合胎具相對于液壓成形 的模具重量較輕， 在制作風機葉輪前盤的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述葉輪前盤旋壓機有以下缺陷 1、它并沒有改變手工制造前盤的工藝，依然要先按圖紙放樣，下料滾板焊接成形，再打磨整 形，基本接近成形尺寸后才能上機旋壓，相對手工制作雖降低了勞動強度，但生產(chǎn)效率的提 高并不明顯，且加工的工件質(zhì)量與液壓成形相比也還是相差甚遠；2、它最大的局限性在于 它只能完成幾個品種的工件制作，對于用平板下料后直接成形的工件不能加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種平板旋壓機，適用于各種規(guī)格的葉輪前盤類工件的制 作，模具費用較低或無需模具。本發(fā)明還提供了一種風機葉輪前盤類工件的制造方法。
為此，本發(fā)明提供了一種平板旋壓機，其包括至少三套定位裝置，用于定位水平 放置的圓環(huán)形的料坯；至少一套驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動料坯水平旋轉(zhuǎn)；以及旋壓輥裝置，具有 向料坯上表面和下表面二表面中的一表面施壓的旋壓輥以及位于坯料上表面和下表面二 者中的另一表面的用于料坯成型的成型輥，其中，各旋壓輥裝置、驅(qū)動裝置、定位裝置沿料 坯的徑向方向可移動地設(shè)置在底座上。 優(yōu)選地，上述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動輥，在料坯的下側(cè)表面或上側(cè)表面驅(qū)動料坯；按 壓輥，用于將坯料壓緊至驅(qū)動輥上；以及支座，用于支承驅(qū)動輥，沿料坯的徑向方向可移動地設(shè)置在底座上。 優(yōu)選地，上述定位裝置包括中心定位輥，設(shè)置在料坯的外圓邊沿；水平定位輥、， 分別位于料坯上下兩側(cè)；以及支座，用于支撐中心定位輥和水平定位輥，并沿料坯的徑向方 向可移動地設(shè)置在底座上。
在一優(yōu)選實施例中，上述旋壓輥裝置包括旋壓機構(gòu)，各包括旋壓輥和帶動旋壓輥
升降的伺服升降機構(gòu)，以及支承機構(gòu)，包括位于板坯下側(cè)的支承輥和安裝支承輥的支座，該
支承輥為板坯的定形輥，其中，旋壓機構(gòu)的旋壓輥用于將料坯壓緊于支承輥。
在另一優(yōu)選實施例中，上述旋壓輥裝置包括旋壓機構(gòu)，各包括旋壓輥和帶動旋壓
輥升降的伺服升降機構(gòu)，該旋壓機構(gòu)的旋壓輥用于將料坯壓緊于支承輥；以及支承機構(gòu)，包
括位于板坯下側(cè)的支承輥、以及安裝支承輥的支座；隨動輥機構(gòu)包括隨動輥和驅(qū)動隨動輥
升降的伺服升降機構(gòu)，其中，隨動輥為料坯的定形輥。 優(yōu)選地，上述底座包括七條導軌，其中的六條導軌以導軌的中心為圓心呈放射狀
分布，龍門框架，跨設(shè)在導軌上，包括左右立柱、和橫梁。 優(yōu)選地，上述驅(qū)動裝置的數(shù)量為兩套，對稱地設(shè)置在料坯的兩側(cè)。 另外，本發(fā)明提供了一種風機葉輪前盤類工件的制造方法，其包括以下步驟A)
先獲得圓環(huán)形的料坯；B)將水平放置的料坯進行定位；C)對定位后的料坯的外圓施加旋轉(zhuǎn)
動力；D)利用旋壓輥沿料坯徑向向內(nèi)地移動同時向下運動將料坯壓在定形輥上。 優(yōu)選地，上述步驟B還包括使多個定位裝置上下移動以對料坯的高度進行調(diào)整。 優(yōu)選地，在步驟C中，旋轉(zhuǎn)動力施加于料坯的外圓下側(cè)表面或上側(cè)表面。
優(yōu)選地，在步驟D中還包括對旋壓輥移動方向上的未旋壓的料坯進行壓緊。 利用本發(fā)明的平板旋壓機制作葉輪前盤類工件，定形模具簡單或無需模具，無需
放樣拼接，直接從平板下圓形料坯放入本旋壓機的定位裝置固定，再通過控制旋壓輥裝置
的旋壓輥可將其旋壓成所需形狀。 在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明創(chuàng)造性的采用對稱的雙動力裝置對工件的外圓施加旋轉(zhuǎn) 動力，旋壓輥由外圓向內(nèi)圓旋壓，從而快速的一次性的完成象風機葉輪前盤形狀類似的工 件。 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明的其它的目的、特征和效果作進一步詳細的說明。


構(gòu)成本說明書的一部分、用于進一步理解本發(fā)明的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施 例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。圖中
圖1示出了現(xiàn)有風機的葉輪前盤的示意圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的平板旋壓機的結(jié)構(gòu)布局示意圖；
圖3示出了圖2所示平板旋壓機的A-A視圖；
圖4示出了圖2所示平板旋壓機的B-B視圖；以及 圖5示出了圖2所示平板旋壓機的C-C視圖，其中平板旋壓機處于未旋壓狀態(tài)；
圖6示出了圖5所示平板旋壓機處于旋壓狀態(tài)的視圖； 圖7示出了圖5所示平板旋壓機的旋壓輥裝置的替換實施例，其中平板旋壓機處
5于未旋壓狀態(tài)；以及 圖8示出了圖7所示平板旋壓機的處于旋壓狀態(tài)的視圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定
和覆蓋的多種不同方式實施。在附圖中相同的部件用相同的標號表示。 圖2至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的平板旋壓機的結(jié)構(gòu)布局示意圖。結(jié)合
參照圖2至圖5，在本優(yōu)選實施例中，平板旋壓機包括均布排列在料坯20四周的四套定位
裝置40，用于驅(qū)動料坯20旋轉(zhuǎn)的兩套驅(qū)動裝置30，用于擠壓料坯20的兩套旋壓輥裝置50、
用于安裝四套定位裝置40、兩套驅(qū)動裝置30和旋壓輥裝置40的底座10。 底座10包括七條導軌11、 12、 13、 14、 15、 16和17，其中，在最長的導軌12上設(shè)有龍
門框架60，導軌12也稱為下梁，其它六條導軌分別固定在下梁的兩邊，以下梁的中心為圓
心呈扇形排列。優(yōu)選相鄰兩導軌之間的扇形角為45。。 圖3示出了圖2所示平板旋壓機的A-A視圖。如圖3所示，四套定位裝置40用于 將料坯20定位在預(yù)定位置，并且使料坯20保持在基本水平的姿態(tài)。各定位裝置40包括 位于料坯20邊沿的中心定位輥43，位于料坯20上側(cè)和下側(cè)的水平定位輥41、42，帶動定位 滾41 、42 、43作升降運動的升降機構(gòu)44。 升降機構(gòu)44安裝在支座45上，支座45可滑動地安裝在導軌15上，由驅(qū)動機構(gòu) (未示出)驅(qū)動沿導軌移動，以便定位不同外徑的料坯20。上述升降機構(gòu)44可以由螺母絲 杠傳動機構(gòu)形成，相應(yīng)的驅(qū)動機構(gòu)可以由伺服電機和減速器構(gòu)成，當然也可以為手動機構(gòu)。 或者可選地，上述升降機構(gòu)44由液壓缸或汽缸等執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成，而相應(yīng)的驅(qū)動機構(gòu)則為液 壓或氣壓控制管路。另外，料坯20上側(cè)的定位滾41最好設(shè)置成可調(diào)的，以便適應(yīng)料坯20 的不同壁厚。 容易想到，也可以使用三套定位裝置40將料坯20定位在預(yù)定位置同時使料坯20 保持在基本水平的狀態(tài)。當然，定位料坯20的定位滾41、42、43可以由其他定位部件代替。
圖4示出了圖2所示平板旋壓機的B-B視圖。如圖4所示，兩套驅(qū)動裝置30對稱 地設(shè)置在料坯20的兩側(cè)。各驅(qū)動裝置30包括位于料坯20下側(cè)的驅(qū)動輥32和將料坯20 壓緊至驅(qū)動輥32的壓緊機構(gòu)。在本實施例中，該壓緊機構(gòu)包括按壓輥31、臂33和鎖緊臂 34。其中，驅(qū)動輥32支撐在支座36上，按壓輥31安裝在長度可伸縮的臂33的端部，臂33 的末端鉸接在動力箱35上，臂33和動力箱35之間設(shè)有長度可伸縮的鎖緊臂34，改變鎖緊 臂34的長度，按壓輥31可受控制地將料坯20按壓至驅(qū)動輥32或與之脫離。
本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在其它實施例中，上述壓緊機構(gòu)可以具有其它的結(jié)構(gòu)， 以將料坯壓緊在驅(qū)動輥32上，以便驅(qū)動輥32與料坯20之間產(chǎn)生摩擦驅(qū)動力，該驅(qū)動輥32 也可以設(shè)置在料坯的上側(cè)表面上。 該動力箱35可以由電機和減速器構(gòu)成，也可以由液壓馬達和相應(yīng)的減速器構(gòu)成。
支座36可滑動地安裝在導軌14上，由驅(qū)動機構(gòu)(未示出)驅(qū)動沿導軌移動，以便 適應(yīng)驅(qū)動不同外徑的料坯20。 容易理解，也可以設(shè)置三套驅(qū)動裝置30，形成更均勻的驅(qū)動力分布，以減少料坯 20在旋壓過程中的變形。上述伸縮機構(gòu)可以由螺母絲杠傳動機構(gòu)形成，也可以由液壓缸或汽缸等執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成。 圖5示出了圖2所示平板旋壓機的C-C視圖。如圖5所示，平板旋壓機具有龍門 框架60，龍門框架60由左右兩根立柱61、62和以左右立柱61、62為導軌作升降移動的橫梁 63，橫梁63的驅(qū)動機構(gòu)未示出。料坯20由圓環(huán)形板坯旋壓成葉輪前盤由兩旋壓輥裝置50 形成。旋壓輥裝置50包括旋壓機構(gòu)50a、50b和支承機構(gòu)50c，各旋壓機構(gòu)50a或50b包 括旋壓輥53和帶動旋壓輥53作升降運動的伺服升降機構(gòu)51。 在本實施例中，伺服升降機構(gòu)51由伺服電機52和升降機構(gòu)構(gòu)成。在其它實施例 中，上述伺服升降機構(gòu)也可以是由液壓缸等構(gòu)成的液壓伺服升降機構(gòu)。支承機構(gòu)50c包括 在板坯20下側(cè)的支承輥54、以及安裝支承輥54的支座55。其中，該支承輥54的表面為成 型表面，其形狀仿照葉輪前盤的彎曲形狀，在本專利中也可以稱為仿形支承輥54。另外，支 座55可以具有升降功能。 旋壓機構(gòu)50b的旋壓輥53將料坯20的外周邊緣壓在支承輥54的圓柱形表面上， 在旋壓過程中，防止變形，本旋壓輥53起到按壓輥的作用，容易想到，該旋壓輥53也可以用 按壓輥代替。 旋壓機構(gòu)50a的旋壓輥53由料坯的外圓向內(nèi)圓方向移動并且伴隨向下移動，以壓 下料坯20至貼合仿形支承輥54，從而獲得所需的形狀。該支承輥54的形狀根據(jù)所需的葉 輪前盤的形狀預(yù)先加工好。與背景技術(shù)的葉輪前盤旋壓機的上下組合胎具的加工相比，只 需加工支承輥54，且加工難度小很多。 支座55可滑動地安裝在導軌12上，由驅(qū)動機構(gòu)(未示出)驅(qū)動沿導軌移動，以便 適應(yīng)驅(qū)動不同外徑的料坯20。 容易想到，旋壓輥裝置50可以僅包括一套旋壓機構(gòu)，或者具有兩套以上的旋壓機 構(gòu)。 圖6示出了圖5所示平板旋壓機處于旋壓狀態(tài)的視圖。下面結(jié)合圖5和圖6對利 用本實施例的平板旋壓機對葉輪前盤類零件的制作方法進行說明。 首先，通過氣割或線切割從板坯取下圓環(huán)形料坯20，之后，將料坯20在平板旋壓 機的四個定位裝置40中進行定位，定位完成后利用驅(qū)動裝置的按壓輥將料坯壓緊在驅(qū)動 輥上，以使驅(qū)動輥能帶動料坯20旋轉(zhuǎn)，隨后，將旋壓機構(gòu)50a的旋壓輥53下壓料坯20，并使 旋壓輥按預(yù)定速度由外圓向內(nèi)圓旋壓，如此可制成葉輪前盤類工件。 本發(fā)明的旋壓輥由外圓向內(nèi)圓旋壓料坯的方式具有一次成型葉輪前盤類工件的 特點。 圖7示出了圖5所示平板旋壓機的旋壓輥裝置的替換實施例，其中平板旋壓機處 于未旋壓狀態(tài)。如圖7所示，在本替換實施例中，旋壓輥裝置包括旋壓機構(gòu)50a和50b、支 承機構(gòu)50c、以及隨動輥機構(gòu)50d。 其中，支承機構(gòu)50c包括支承輥54和支座55，其中，支承輥54的寬度較窄，僅支承 在料坯20的邊緣附近。隨動輥機構(gòu)50d包括隨動輥56和伺服升降機構(gòu)57，旋壓機構(gòu)50a 的旋壓輥53與隨動輥56由料坯外圓向內(nèi)圓方向移動并且同時逐漸向下移動，以擬合葉輪 前盤類工件的彎曲表面的母線。 其中，旋壓機構(gòu)50b的旋壓輥也可以由壓住料坯的按壓輥代替。本實施例的優(yōu)點 在于，旋壓輥和隨動輥隨動動作，形成葉輪前盤類工件無需模具。
通過以上描述可以看出，利用本發(fā)明的平板旋壓機制作葉輪前盤類工件，無需任 何模具，無需放樣拼接，直接從平板下圓形料坯放入本旋壓機的定位裝置固定，再通過控制 旋壓輥裝置的旋壓輥可將其旋壓成所需形狀。 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種平板旋壓機，其特征在于，包括至少三套定位裝置(40)，用于定位水平放置的圓環(huán)形的料坯(20)；至少一套驅(qū)動裝置(30)，用于驅(qū)動所述料坯(20)水平旋轉(zhuǎn)；旋壓輥裝置(50)，具有向所述料坯(20)上表面和下表面二者中的一側(cè)表面施壓的旋壓輥(53)以及位于所述坯料(20)上表面和下表面二者中的另一側(cè)表面的用于所述料坯(20)成型的定形輥(54；56)；其中，各所述旋壓輥裝置(50)、驅(qū)動裝置(30)、定位裝置(40)沿所述料坯(20)的徑向方向可移動地設(shè)置在底座(10)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板旋壓機，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括 驅(qū)動輥(32)，在所述料坯(20)的下側(cè)表面或上側(cè)表面驅(qū)動料坯；支座(36)，用于支承所述驅(qū)動輥(32)，并沿所述料坯(20)的徑向方向可移動地設(shè)置在 所述底座(10)上；以及壓緊機構(gòu)，包括將所述坯料(20)壓緊至所述驅(qū)動輥(32)的按壓輥(31)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板旋壓機，其特征在于，所述定位裝置包括 中心定位輥(43)，設(shè)置在所述料坯20的外圓邊沿；水平定位輥(41、42)，分別位于所述料坯(20)上下兩側(cè)；以及支座(45)，用于支撐所述中心定位輥(43)和水平定位輥(41、42)，并沿所述料坯(20) 的徑向方向可移動地設(shè)置在所述底座(10)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板旋壓機，其特征在于，所述旋壓輥裝置包括 旋壓機構(gòu)(50a、50b)，各包括旋壓輥(53)和帶動所述旋壓輥升降的伺服升降機構(gòu)(51);以及支承機構(gòu)(50c)，包括位于板坯(20)下側(cè)的支承輥(54)和安裝所述支承輥(54)的支 座(55)，其中，支承輥(54)為所述板坯(20)的定形輥，其中，所述旋壓機構(gòu)(50b)的旋壓輥(53)用于將所述料坯壓緊于所述支承輥(54)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板旋壓機，其特征在于，所述旋壓輥裝置包括 旋壓機構(gòu)(50a、50b)，各包括旋壓輥(53)和帶動所述旋壓輥升降的伺服升降機構(gòu)(51)，其中，所述旋壓機構(gòu)(50b)的旋壓輥(53)用于將所述料坯壓緊于所述支承輥(53);支承機構(gòu)(50c)，包括位于板坯(20)下側(cè)的支承輥(54)和安裝所述支承輥(54)的支 座(55);以及隨動輥機構(gòu)(50d)包括隨動輥(56)和驅(qū)動所述隨動輥(56)升降的伺服升降機構(gòu) (57)，其中，所述隨動輥(56)為所述料坯(20)的定形輥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的平板旋壓機，其特征在于，所述底座(10)包括 七條導軌(11、12、13、14、15、16、17)，其中的六條導軌(11、13、14、15、16、17)以導軌(12)的中心為圓心呈放射狀分布，龍門框架(60)，跨設(shè)在導軌(12)上，包括左右立柱(61、62)和橫梁(63)。
7. —種風機葉輪前盤類工件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟A) 先獲得圓環(huán)形的料坯；B) 將水平放置的所述料坯進行定位；C) 對定位后的料坯的外圓施加旋轉(zhuǎn)動力；以及D)利用旋壓輥沿所述料坯徑向向內(nèi)地移動，同時向下運動將所述料坯壓在定形輥上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風機葉輪前盤類工件的制造方法，其特征在于，步驟B還包 括使多個定位裝置上下移動以對所述料坯的高度進行調(diào)整。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風機葉輪前盤類工件的制造方法，其特征在于，在步驟C中， 所述旋轉(zhuǎn)動力施加于所述料坯的下側(cè)表面或上側(cè)表面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風機葉輪前盤類工件的制造方法，其特征在于，在步驟D中 還包括對所述旋壓輥移動方向上的未旋壓的料坯進行壓緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平板旋壓機，其包括至少三套定位裝置，用于定位水平放置的圓環(huán)形的料坯；至少一套驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動料坯水平旋轉(zhuǎn)；旋壓輥裝置，包括向下旋壓料坯的旋壓輥和位于坯料下側(cè)的定形輥；其中，各旋壓輥裝置、驅(qū)動裝置、定位裝置沿料坯的徑向方向可移動地設(shè)置在底座上。另外，本發(fā)明還公開了一種風機葉輪前盤類工件的制造方法，包括以下步驟A)先獲得圓環(huán)形的料坯；B)將水平放置的料坯進行定位；C)對定位后的料坯的外圓施加旋轉(zhuǎn)動力；D)利用旋壓輥由外圓向內(nèi)圓旋壓料坯。根據(jù)本發(fā)明，模具簡單或無需模具，無需放樣拼接，可以快速的一次性的完成象風機葉輪前盤形狀類似的工件。
文檔編號B21D43/00GK101693271SQ20091017981
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者彭永鋒 申請人:彭永鋒;