專利名稱：多點徑向輾壓機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本多點徑向輾壓機用于圓盤形或輾壓比很小且斷面形狀較復(fù)雜的圓環(huán)形工件的旋轉(zhuǎn)輾壓成形設(shè)備。是一種新的環(huán)軋設(shè)備。
普通環(huán)軋機亦稱擴孔機，廣泛應(yīng)用于滾動軸承內(nèi)外環(huán)、火車輪箍等環(huán)形零件制造中。其原理是通過由一個輾壓輪和芯輥所構(gòu)成的一對軋輥，對環(huán)件進(jìn)行連續(xù)軋制，在工件內(nèi)徑擴大的過程中，使斷面形狀逐步成形，工件周圍雖然設(shè)有推力輪和信號輪，但它們都不直接參與對工件的軋制輾壓。根據(jù)金屬壓力加工過程中的最小阻力定律，被加工環(huán)件的金屬橫向流動阻力遠(yuǎn)大于周向流動阻力，故環(huán)件的徑向尺寸(即周長)的增加速度遠(yuǎn)快于形狀復(fù)雜的斷面或橫向變形大的斷面的成形速度。這種情況在輾壓比比較小時(即徑向尺寸擴大不大時)表現(xiàn)尤為明顯，往往當(dāng)環(huán)件的斷面來不及成形時，其徑向尺寸卻已擴大到限。因此這種普通擴孔機只適用于加工斷面形狀簡單或輾壓比比較大或已預(yù)鍛基本成形的環(huán)件，而對圖3所示的帶深凹母線的回轉(zhuǎn)體工件是無能為力的，只能粗鍛成無凹或淺凹母線的回轉(zhuǎn)體，再機加工成形。這樣，不僅原材料利用率低，且增加了機加工費用，從而提高了零件制造成本，通過機加工還切斷了金屬鍛造纖維流線，降低了零件的機械性能。
94年獲得專利權(quán)的多點徑向輾壓機(專利號ZL94236541.0)初步解決了上述問題，但還存在一些不足。本多點徑向輾壓機的目的是提供一種更適合于加工輾壓比很小且斷面形狀又復(fù)雜的圓環(huán)形工件的旋轉(zhuǎn)輾壓成形設(shè)備。它與背景技術(shù)(專利號ZL94236541.0)比較，后者左側(cè)副輾壓輪為螺桿調(diào)整式，在工作過程中是固定不動的，且裝卸工件均需工人用夾鉗進(jìn)行，這樣不僅因副輾壓輪與芯輥距離較小，且在裝卸工件時不能變大，故表面凸凹度較大的工件將無法從中取出，這樣，不僅使它的適用范圍受到限制，而且裝卸工件費力、費時。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，將左側(cè)副輾壓輪也設(shè)計成與右側(cè)相似的氣動杠桿式，并采用有的擴孔機上使用的芯輥支承架，在其軸承孔中間安裝了一個靠彈簧伸縮的軸，將該支架改進(jìn)設(shè)計成可兼做裝卸工件的機械手，實現(xiàn)了裝卸工件的機械化，以達(dá)到操作調(diào)整設(shè)備簡單，擴大適用范圍，裝卸工件方便省力的目的，因而生產(chǎn)效率更高。
本多點徑向輾壓機的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，在機器上部有一個旋轉(zhuǎn)且能上下運動的主輾壓輪，對工件徑向施壓并帶動工件旋轉(zhuǎn)，在其下方兩側(cè)各布置了一個剛度足夠的副輾壓輪，三個輪子從不同的徑向?qū)ぜ?。?dāng)工件徑向剛度足夠時，其外圍同時施壓的三個輾壓輪將限制工件徑向尺寸的自由擴大，迫使工件表層金屬連續(xù)發(fā)生充滿模具型腔的橫向流動，不僅能保證各種復(fù)雜斷面形狀的順利成形，且工件的尺寸和形狀精度較—般模鍛和環(huán)軋更高，是全纖維精鍛。用本設(shè)備生產(chǎn)的推土機的單、雙邊支重輪輪體的輾壓件，其外周尺寸和形狀可直接達(dá)到成品圖的要求。此外，工件還具有良好的金屬纖維流線，提高了它的機械性能。由于成形特點是局部連續(xù)的變形，故設(shè)備所需功率較小。
以下通過附圖，再對本機的特點作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1.本實用新型工作和結(jié)構(gòu)原理。圖2.兼做裝卸工件機械手的芯輥支承架。圖3.典型工件雙邊支重輪半輪體圖。
按
圖1，輾壓機的主輾壓輪(5)安裝在滑塊(3)上，滑塊(3)與施壓缸(1)(氣缸或油缸)間用螺桿副(2)連接，以便調(diào)節(jié)主輾壓輪(5)的行程終點位置，滑塊(3)可沿導(dǎo)軌(4)上下滑動，主輾壓輪(5)由主電機通過減速裝置借助裝有萬向聯(lián)軸器的傳動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。被加工環(huán)坯(7)套在可轉(zhuǎn)動的芯輥(6)上，在主輾壓輪(5)的下方兩側(cè)各安裝一個剛度足夠的副輾壓輪(8)和(14)，它們分別安裝在杠軒(9)和(15)上，并借助小氣缸(12)和(19)繞支點軸(10)和(16)轉(zhuǎn)動，以使兩側(cè)副輾壓輪(8)和(14)進(jìn)入或退出工作位置，便于裝卸工件。其工作位置借助最終頂在擋塊(13)和(18)上的螺桿(11)和(17)進(jìn)行調(diào)整。由于杠桿支點軸(10)和(16)的位置是設(shè)計在各自的副輾壓輪(8)和(14)所受輾壓抗力N和周向摩擦力F的合力T的一側(cè)，該合力與小氣缸(12)和(19)使各自的副輾壓輪(8)和(14)進(jìn)入工作位置的轉(zhuǎn)動方向相同，它們繞支點軸(10)和(16)的轉(zhuǎn)矩都是逆時針方向的，從而使杠桿的擋塊(13)和(18)緊壓在調(diào)整螺桿(11)和(17)的端頭上，小氣缸(12)和(19)只起克服運動阻力和自重將副輾壓輪進(jìn)入或退出工作位置的作用，而不承受輾壓力。該設(shè)計不僅能保證輾壓過程的平穩(wěn)進(jìn)行，且操作更方便。
按圖2(為
圖1的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖)，在芯輥的正前方，設(shè)有一個芯輥活動支承架(27)，它安裝在支點軸(29)上，雙點劃線為非工作位置，借助氣缸(28)活塞桿的伸縮，支承架(27)可在機器的側(cè)向平面內(nèi)翻轉(zhuǎn)，而進(jìn)入工作位置，同時，中間軸銷式氣缸(28)也繞其轉(zhuǎn)動軸(30)轉(zhuǎn)動。在支承架的上端有一軸承套(25)，內(nèi)裝有滾動軸承(24)和內(nèi)套(23)，伸縮軸(20)安裝在內(nèi)套(23)里。支承架進(jìn)入輾壓工作位置時，如圖中實線所示，芯輥(6)可頂著伸縮軸(20)壓縮彈簧(21)而縮入彈簧套筒(22)內(nèi)。支承架離開芯輥時，伸縮軸在彈簧(21)的作用下伸出在軸承套(25)外，便于套上有孔的環(huán)坯(7)，并送至到芯輥(6)上。
本輾壓機工作過程如下按圖2，將加熱至合適溫度的環(huán)坯(7)套在伸縮軸(20)上，如圖(2)雙點劃線所示，中間軸銷式氣缸(28)活塞桿伸出，驅(qū)動支承架(27)繞支點(29)轉(zhuǎn)動，支承架(27)在進(jìn)入輾壓位置的過程中，芯輥(6)在克服彈簧(21)的張力、而將伸縮軸(20)頂入彈簧套筒(22)的同時進(jìn)入支承架的內(nèi)套(23)中，使芯輥懸伸的一端架在支承架上，而增加了芯輥的剛度，并將熾熱的環(huán)坯套在芯輥上，完成了機械手上料過程。當(dāng)輾壓完卸料時，支承架在返回的過程中，它上面的勾爪(26)把輾好的工件(7)拖套在逐步復(fù)位伸出的伸縮軸(20)上，一同返回原位。
按
圖1，工件(7)進(jìn)入芯輥(6)后，借助氣缸(12)和(19)使兩側(cè)輾壓輪(8)和(14)進(jìn)入工作位置。旋轉(zhuǎn)著的主輾壓輪(5)，在施壓缸(1)的驅(qū)動下，下移接觸工件(7)，并與芯輥(6)組成一對軋輥，在施壓的同時帶動工件(7)及芯輥(6)轉(zhuǎn)動，工件在壁厚被軋薄的同時，內(nèi)、外徑擴大，這就是一般的擴孔工藝過程，亦是本機的第一階段工作過程。當(dāng)工件(7)的外周與兩側(cè)副輾壓輪(8)和(14)先后接觸后，主輾壓輪繼續(xù)施壓，兩個副輾壓輪就參與了輾壓過程，它們與主輾壓輪(5)同時作用于旋轉(zhuǎn)的工件外周上，開始了第二階段工作過程，形成了多點徑向輾壓，三個輪子相互靠近限制了工件徑向尺寸的自由擴大，迫使工件的表面金屬發(fā)生較大的旨在充滿輪槽型腔的橫向流動。此時因工件表面金屬的切向流動，可使工件內(nèi)孔仍稍有擴大，以至工件(7)內(nèi)孔表面脫離與芯輥(6)的接觸，此后芯輥不再起作用(這樣將大大延長芯輥的壽命)，因此它完全區(qū)別于一般的環(huán)軋(擴孔)。當(dāng)主輾壓輪(5)行程終了(可由精輾機構(gòu)控制)，輾壓過程即告結(jié)束。通過調(diào)整三個輾壓輪(5、8、14)的最終位置，便可較精確地控制工件的外部尺寸。其尺寸精度可達(dá)±0.5mm，圓度可達(dá)0.2mm，表面粗糙度可達(dá) 顯然，能得到這樣精度的鍛件，對提高鍛件的機械性能、減少原材料消耗和節(jié)省機加工費用均有重要意義。
若輾壓盤形工件，所不同的只是卸下芯輥(6)，先使兩側(cè)副輾壓輪(8)和(14)進(jìn)入工作位置后，再將盤坯放在兩副輾壓輪上，壓下旋轉(zhuǎn)的主輾壓輪(5)，即可完成盤形工件的多點徑向輾壓成形。內(nèi)孔不大的雙聯(lián)齒輪鍛坯即屬于這類零件(其較小的內(nèi)孔可由機加工完成)。
權(quán)利要求1.多點徑向輾壓機是用于完成圓盤形或輾壓比很小且斷面形狀較復(fù)雜的圓環(huán)形工件的旋轉(zhuǎn)輾壓成形設(shè)備，本機在工件的徑向平面內(nèi)，有一個由施壓缸拖動上下運動且由主電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輾壓輪(5)和一個可轉(zhuǎn)動的芯輥(6)，在主輾壓輪下方左右兩側(cè)各設(shè)一個有足夠剛度的副輾壓輪(8)和(14)，其特征是左側(cè)的副輾壓輪也與右側(cè)結(jié)構(gòu)相似，安裝在杠桿(15)一端，借助小氣缸(19)繞支點軸(16)轉(zhuǎn)動，在杠桿(15)上靠近支點(16)的下方，有一擋塊(18)，正對著該擋塊有一個螺桿副(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點徑向輾壓機，在工件軸向正對芯輥的前方，設(shè)有一個芯輥的活動支承架，它借助帶轉(zhuǎn)軸(30)的氣缸(28)繞支點(29)翻轉(zhuǎn)，其特征是支承架的軸承孔內(nèi)設(shè)有一根靠彈簧頂出的伸縮軸(20)。
專利摘要本多點徑向輾壓機用于完成圓盤形或輾壓比很小且斷面形狀較復(fù)雜的圓環(huán)形工件的旋轉(zhuǎn)輾壓成形設(shè)備。由施壓缸拖動上下運動并由電機驅(qū)動的主輾壓輪,在施壓時帶動工件轉(zhuǎn)動,下方兩側(cè)各有一個裝在杠桿上有足夠剛度的副輾壓輪,從三個方向?qū)D(zhuǎn)動的工件施壓。兩個副輾壓輪均借助小氣缸繞支點轉(zhuǎn)動,杠桿一側(cè)設(shè)有調(diào)整螺桿,以適應(yīng)不同尺寸的工件,操作調(diào)整設(shè)備簡單,適用范圍較廣。在正前方設(shè)有借助氣缸翻轉(zhuǎn)的芯輥支承架,可兼做裝卸工件的機械手,裝卸工件方便省力。
文檔編號B21H1/00GK2421101SQ99239969
公開日2001年2月28日 申請日期1999年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者江紹成 申請人:江紹成