自动旋压机的总体布局设计思维指导

自动旋压机的总体布局设计思维指导
   结全之前我司网站公布的技术文章，我们日常在自动旋压机的总体布局设计思维方面主要取决于自动旋压机的用途和旋压件的工艺过程中。通常在考虑旋压机的布局时，可参照以下指导方法：
1.满足自动旋压机旋压件的工艺要求

自动旋压机的布局方式首先应该满足工艺要求。一般来说，不同旋压法决定了所需的成形运动。也就决定了各主要部件的相互关系，旋压机的布局就应首先满足这些已给定的工艺要求。由于专项使用旋压机的工艺过程较为简单，所需要考虑的因素也较少；对于通用型旋压机则应考虑各种可能的加工要求。例如筒形件或管材力度强旋压机，只要求几个旋轮布置在工件的周围上，并可作横向和纵向同步进给。一般是把这几个旋轮等分地布置在一个刚性框架上，可免去纵向进给同步的问题；封头旋压和气瓶收口或封底旋压，则要求一个或两个旋轮布置在工件的一侧或两侧作带横向进给的圆弧摆动；对于既要加工锥形件、筒形件，又要加工复合形零件的通用型自动旋压机，则要求一个或两个旋轮布置在主轴轴线一侧或两侧，且要求旋轮不但作横向和纵向进给，还要作圆周转角调整。以适应工艺上改变旋轮攻角的要求。此外，由前述可知，旋压法是多种多样的，它们也对设备结构布局产生各不相同的影响，例如中小直径管材旋压机由于工件和芯模较小，一般把旋轮布置在管子的外圆周，并采取芯模和管子转动的方式，因而这种管材力度强旋压机，由于芯模非常大、特重和制造困难等原因，就采取内旋压法，即把芯模制成固定环形的，管坯置入环形模内，旋轮及其支架作旋转运动和轴向进给，这两种旋压机在布局和外形上就完全不同了。
  对于具有完整工艺流程的旋压机布局，还要考虑工件的流程顺序，从毛坯来源、上料对中和装夹、旋压、卸下工件、输送到必要的中间工序（如退火、酸洗和整形等）及进一步加工（如再次旋压、机械加工、焊接和涂层等），直至成品输送、收集保存或输送到自动线的下一工序中去。在考虑整个工艺流程的设备布局时，还应注意工件的流动方向对其布局的影响。
 

  由上述可知，一台旋压机的加工对像与加工要求对其选型与结构关系很大。如果把多种多样的产品都放在一台旋压机上加工，即要求旋压机是“多功能”型的。这种加工范围宽的旋压机即使可以设计和制造出来，但往往存在性能差、精度低，成本高和使用不便等缺点，尤其是大型旋压机带来的问题更加突出。要是把小型工件放在大型旋压机上加工，不仅是“大材小用”造成浪费，而且由于庞大笨重的设备控制、调整不灵，使加工精度降低，设备部件体积大，会互相争夺空间，使施轮角度调节困难，甚至加工不出某些小径半球形件，需要把旋压机的一些部件作大调整才行。因此，一台设备上勉强迁就就地加工多种大小不同的工件会带来不少技术和经济上的问题。较合理的办法是将它们分别在几台设备上加工。
  因此，在自动旋压机设备总体布局的方案设计时，应按所加工的具体对像，处理好设备的加工适应范围的宽窄关系。并对自动旋压机设备布局和结构方案的先进性与经济性相比较，进行取舍。
 

  对于采用一般半自动或程控系统的通用型旋压机，多将旋轮座设计成可转角调整的结构，既能满足各种工艺要求，又能收到结构紧凑的效果。然而，对于同类的一些计算机数控的旋压机，由于考虑到双旋轮的同步精度难以控制和坐标系需要换算导致编程麻烦等原因，因此现在设计的数控旋压机的旋轮座的纵向滑架与主轴轴线平行放置，并保持距离相等。而旋轮对工件所需的攻角，则通过设计旋轮头特定安装角或具有随意调节攻角的机构等方法来解决。由此可见，控制方式的不同，也将影响到旋压机的总体布局，也就是说，旋压机的布局要适应于不同控制方式的要求。

  在考虑自动旋压机的布局形式时，还应尽可能提高旋压机的精度、刚度、抗振和耐磨等方面性能，以提高旋压件的加工质量。在提高旋压机的加工精度方面，除了可采取提高旋压机零部件的制造和装配精度外，还可以采取一些其他的方式，其中也包括合理布局。例如，多旋轮的采用相对主轴轴线对称（等分）布置，在它们同时参与工作时，以平衡径向旋压力，提高主轴刚度。其次可把旋轮架设计成闭式框架（门式）结构，使其内力平衡，刚性大。另外，可尽量设法降低中心高度，并使横向和纵向的进给力施加在与旋压力同一个平面上，以减小旋轮架的倾倒力矩等，这些措施都有助于提高加工件的质量。
  在考虑旋压机的布局时，如根据“移轻就重”的原则，即较重的部件或芯模和工件造成固定不动，而移动较轻的部件以适应加工要求，一般可以同时改善前述的提高精度、刚度、抗振和耐磨等方面的性能。同时也可使所设计的旋压机尺寸较小、重量较轻和结构较为简单。

  在布局方面如能设法使传动路线较短，通常也就容易使机构简化。显然，机构简单和传动路线短不仅容易制造，而且能够降低成本，更重要的是还可以提高精度和便于操作。例如主轴传动采用直流电动机或油马驱动，只需少数几级和几挡齿轮传动配合，既可实现无级调速，又可大大简化一般的多级多挡的齿轮变速箱结构，还可通过电位计或节流阀来调节速度，故操作方便。又如旋轮架中的纵向进给采用油缸传动，显然结构大为简化。

5.自动旋压机应便于操作、调整、维护和检修

 自动旋压机的布局还应适于操作者的操作习惯和操作方便的位置。例如卧式单旋轮的自动旋压机，一般都把主轴装置置于操作者的左边，尾座置于右边，如同车床一样，都是为了适应于人们右手操作的习惯。至于双旋轮的也是同样道理，多数以前旋轮架（由尾座往主轴箱方向视为左的）为主，以后（右）旋轮架为辅。也就是说，电气、液压系统均以左边旋架为主，当采用单旋轮工件时，也是用主旋轮架。此外一般使安装工件和芯模等工具的部位高度设在1 M左右，为了适应操作者身材的高低和操作方便。当旋压机较低时应该用床台（腿）垫高。对较高的大型旋压机就应该附设相应的操作踏板或工作架。装卸工件、调整和换置机构及电气操纵箱等都应布置在容易到达的地方，而且较好把这些机构集中在一定的区域，此外还应能在调整的同时便于观察加工情况。从维护检修观点看，如能把旋压机设计成几个单独部件的组合，而且各部的敞开性较好的结构布局，就较为方便。

  如果旋压机的布局是便于维护检修的，一般说来也就容易制造。并有降低成本的可能。在布局上还应该尽可能缩小占地面积。对自动化程度较高和多工序的自动旋压机布局设计时，应兼顾考虑长远使用的可能，即将这些旋压机经过若干适当的改装后纳入自动线上使用的可能。对于立式旋压机，因这方面优点更突出，故更应予以考虑。
 
除上述7点以外，在自动旋压机布局的总体设计时，还应适当考虑设备外形，即要避免片面地追求美观，也不应该忽视旋压机外形对工作环境的美感作用，以免导致对劳动生产率产生不利的影响。为此，应注意将其外形轮廓线设计由直线或光滑的曲线组成，这样较为悦目，而不规则的波折线会使人有杂乱的感觉。其次，要求各部件之间或部件对整个设备在形状上应调和、匀称，稳定而安全，并能达到经济和美观大方的效果。

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