專利名稱：：擺動輾壓縱向振動激振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種振動塑性加工中的激振裝置，尤其是擺動輾壓縱向振動激振裝置。
背景技術(shù)：
：振動擺動輾壓是少(無)切削加工技術(shù)中的一個新興領(lǐng)域，它是在普通擺動輾壓的基礎(chǔ)上，通過附加一定頻率和振幅的振動實現(xiàn)塑性加工。作為單元技術(shù)的擺動輾壓新技術(shù)和振動技術(shù)，各自均得到了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用，如振動拉絲、振動軋制和振動沖壓等，并已取得明顯的效果。但對于振動擺動輾壓加工技術(shù)，大多局限在超聲頻率范圍內(nèi)，超聲振動激振系統(tǒng)功率小，從而影響超聲振動塑性技術(shù)的推廣應(yīng)用。而在中低頻振動塑性加工方面，無論是理論上還是具體實踐上，人們所做的探索要遠比超聲振動少。由于低頻振動系統(tǒng)可以較為方便地獲得較高的激振功率，低頻振動加工有時可以達到與超聲振動相似的效果，可以滿足重載、大變形條件下的振動塑性加工要求，因此低頻振動加工技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用價值更為明顯。目前，主要在建筑機械和筑路機械采用常規(guī)的機械方式或液壓方式進行激振，這類激振器隨頻率較低，振幅大，且激振功率不能隨外載荷的變化而變化，難于滿足擺動輾壓成形的需要。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述不足，本發(fā)明提供一種擺動輾壓縱向振動激振裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是液馬達10與傳動軸9固結(jié)，轉(zhuǎn)子7固定傳動軸9上，激振板6固定在轉(zhuǎn)子7上，激振板6端面開有一圓周形的凹凸狀波紋槽，滾動體5置于波紋槽內(nèi)，下模3置于支撐板12上方，通過滾動體5支撐在激振板6上，支撐板12將腔體分割成上下兩個液壓腔，兩個液壓腔分別與液壓站13相通。液壓站13與控制系統(tǒng)的液壓驅(qū)動電路連接。支撐板12與腔體間隔有上密封圈4，轉(zhuǎn)子7和激振板6與腔體間隔有下密封圈11。本發(fā)明的有益效果是可以適應(yīng)外載變化、頻率和振幅可變、脈沖波形穩(wěn)定、振動基點不出現(xiàn)漂移的中低頻激振，在中低頻率條件下實現(xiàn)振動擺動輾壓塑性加工。下面結(jié)合附圖和實施例對:本發(fā)明進一步說明。圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖2為波紋槽沿圓周展開示意圖3為實測擺輾力一時間的變化曲線。圖中l(wèi).擺頭，2.坯料，3.下模，4.上密封圈，5.滾動體，6.激振板，7.轉(zhuǎn)子，8.支座，9.傳動軸，IO.液馬達，ll.下密封圈，12.支撐板，13.液壓站。具體實施例方式液馬達10通過傳動軸9帶動轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)，激振板6固定在轉(zhuǎn)子7上，下模3通過滾動體5支撐在激振板6上，而在激振板6端面的某一特定半徑的圓周上加工出了一定數(shù)量和深度凹凸有致的、特定形狀的波紋槽，支撐下模3的滾動體5就在波紋槽內(nèi)做圓周運動，從而將轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為下模3的上、下直線往復(fù)運動，從而實現(xiàn)縱向激振。在支撐板12的上下腔內(nèi)，通有保持一定壓力差的液壓油，使支撐板12懸浮在支座的缸體中，液壓驅(qū)動與控制系統(tǒng)可以對支撐板12上、下腔的壓力差隨外部載荷的變化情況進行調(diào)定，使零件在成形過程中產(chǎn)生的軸向載荷由液壓系統(tǒng)、滾動體5以及轉(zhuǎn)子7共同承擔(dān)。激振裝置的頻率y取決于激振板上波紋槽中的脈沖波紋的數(shù)量以及液馬達的轉(zhuǎn)速，而振幅^則取決于激振板上準脈沖波紋槽的深度。如圖2中f為成形時間段，T為振動周期，」為振幅。波紋槽的曲線形狀將直接影響激振器輸出的激振力的波形，而,/T一般取l/5—l/3，J取0.3—0.8mm。波紋槽設(shè)計為表1中的三種。表l激振板主要技術(shù)參數(shù)馬達轉(zhuǎn)速(r/min)激振板波紋槽數(shù)(個)槽深(mm)頻率(Hz)振幅(mm)30040.3200.350060.5500.567580.8900.8技術(shù)效果1、波形在液壓系統(tǒng)的工作壓力滿足激振要求的情況下，激振器的輸出波形與激振盤上的準靜態(tài)脈沖波形一致性好，在重載作用下激振器的輸出波形不失真，激振波形的基點不發(fā)生漂移，且相位基本一致。2、動態(tài)特性激振在擺動輾壓塑性加工過程中，在額定工作載荷范圍內(nèi)，可以獲得均勻、穩(wěn)定的加速度，機一液激振系統(tǒng)可以輸出較大的沖擊功，且不會出現(xiàn)失振現(xiàn)象。3、振型通過改變激振板上的波紋激振槽的形狀與結(jié)構(gòu)，可以方便地獲得所需的激振波形；通過改變激振槽的深度、數(shù)量和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，可以方便地得到不同振幅和頻率。4、擺輾效果(1)擺輾力分析按照表l中的頻率和振幅，構(gòu)造3組振動擺輾方案和1組普通擺輾方案進行實驗，如表2所示。表2圓柱件振動擺輾成形實驗參數(shù)實驗組別擺頭轉(zhuǎn)速(r/min)每轉(zhuǎn)進給量(mm/r)頻率(Hz)溫度('c)振幅(mm)12600.80500021500.8503500.52500.3905000.54701.5206500.8并分別對它們的擺輾力進行記錄和處理，得到4條擺輾力——時間曲線，如圖3所示:從實測的擺輾力曲線來看，在彈性變形階段(0—2s)，3個方案的振動擺輾力比較接近普通擺輾實驗的擺輾力。在(2s—5s)內(nèi)，第2組實驗的擺輾力較大，其原因是工藝參數(shù)和振型參數(shù)的誤差較大。進入塑性區(qū)后，振動擺輾實驗的擺輾力均低于普通擺輾實驗的擺輾力，且第3組和第4組實驗的擺輾力為普通擺輾實驗的擺輾力1/2—3/5左右。根據(jù)擺輾件的坯料尺寸和擺輾工藝參數(shù)，按可按馬爾辛尼克所推薦的圓柱體在擺輾鐓粗時的成形壓力公式計算普通擺輾的擺輾力C123QKN(按照擺輾件尺寸①68'6x2Gmm計算，擺輾件單位面積上的變形抗力為332.8MPa)。從以上結(jié)果來看，擺輾力的實驗結(jié)果與理論分析結(jié)果相符。在實驗過程中，對液壓系統(tǒng)主油缸的壓力測量，再根據(jù)擺輾件的終了尺寸計算出表2中對應(yīng)的擺輾件表面單位面積上的平均變形抗力，其結(jié)果如表3所示。(2)成形質(zhì)量分析以表2為實驗參數(shù)，選擇尺寸為①56x30mm的坯料，按照尺寸為。68.6x20mm分別進行。振動擺輾成形和普通擺輾成形，擺輾件外徑的實測結(jié)果如表3所示。從表3中擺輾件的最大直徑和最小直徑測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在9個振動擺輾件中有兩個為蘑菇形；而在3個普通擺輾件中有兩個為蘑菇形，且蘑菇形擺輾件的最大直徑與最小直徑的比值要比振動擺輾成形的蘑菇形擺輾件的最大直徑與最小直徑的比值要大。說明振動擺輾件的成形充分，其成形質(zhì)量要比普通擺輾件的成形質(zhì)量高。表3單位面積的變形抗力和形狀特征的實驗測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種擺動輾壓縱向振動激振裝置，其特征在于液馬達(10)與傳動軸(9)固結(jié)，轉(zhuǎn)子(7)固定傳動軸(9)上，激振板(6)固定在轉(zhuǎn)子(7)上，激振板(6)端面開有一圓周形的凹凸狀波紋槽，滾動體(5)置于波紋槽內(nèi)，下模(3)置于支撐板(12)上方，通過滾動體(5)支撐在激振板(6)上，支撐板(12)將腔體分割成上下兩個液壓腔，兩個液壓腔分別與液壓站(13)相通。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的，其特征在于液壓站(13)與控制系統(tǒng)的液壓驅(qū)動電路連接。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的，其特征在于支撐板(12)與腔體間隔有上密封圈(4)，轉(zhuǎn)子(7)和激振板(6)與腔體間隔有下密封圈(11)。全文摘要一種擺動輾壓縱向振動激振裝置，其液馬達與傳動軸固連，轉(zhuǎn)子固定傳動軸上，激振板固定在轉(zhuǎn)子上，激振板端面開有一圓周形的凹凸狀波紋槽，滾動體置于波紋槽內(nèi)，下模置于支撐板上方，通過滾動體支撐在激振板上，支撐板將腔體分割成上下兩個液壓腔，兩個液壓腔分別與液壓站13相通。本發(fā)明的有益效果是可以適應(yīng)外載變化、頻率和振幅可變、脈沖波形穩(wěn)定、振動基點不出現(xiàn)漂移的中低頻激振，在中低頻率條件下實現(xiàn)振動擺動輾壓塑性加工。文檔編號B06B1/12GK101480646SQ200910114878公開日2009年7月15日申請日期2009年1月21日優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日發(fā)明者姜志宏,羅小燕,蔡改貧,陳浩華申請人:江西理工大學(xué)