TRIZ与情景分解法在滚铆机刀具设计中的应用研究

赵熹，潘文宏

(陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300)

0 引言

液力变矩器广泛应用于汽车、风力发电、农业机械等领域，其组成如图1所示。其中涡轮分总成由内、外环和叶片组成。为实现涡轮分总成装配以达到内部流道增距目的，需将叶片进行固定，这一工艺即为滚铆[1]。

图1 液力变矩器原理图

国内滚铆工艺以传统手工作业为主，废品率难以控制，生产效率低。为提高和保证液力变矩器的生产效率和质量，需设计一台滚铆专用机床。滚铆机床作为涡轮和泵轮等回转体零件滚铆加工的非标设备，其加工对象为回转盘类零件，叶片和壳体材料为10F钢，可加工零件最大外形尺寸：φ450×100 mm，叶片厚度为2mm。滚铆前后内、外环叶片效果图如图2所示。

图2 滚铆前后内、外环效果图

1 滚铆头刀具问题的分析

滚铆机主运动即为主轴的旋转运动，由电动机、变频器和减速器等组成。以控制主轴滚铆头的旋转运动，从而满足滚铆加工的动力要求，实现叶片的拨倒和压弯。到目前为止，滚铆头刀具的设计仍是一大难题[1]。

滚铆头通过主轴进给运动到达滚铆加工的预定位置，使滚铆头刀具与涡轮外环接触，继而主轴旋转带动滚铆头转动，滚轮刀具施加滚铆力来实现对耳片(需考虑叶片位置和角度)的拨倒和压弯。经过一定的时间保压后，使得叶片与涡轮外环紧密贴合。

根据滚铆要求，滚铆机泵轮外环的滚铆头刀具结构图如图3所示。主要有以下问题：滚铆质量不佳，叶片应力集中易导致主轴载荷过大，噪声明显，且无法实现多种型号液力变矩器的滚铆加工。……