专利名称：煤机系列齿轨锻件的辊锻模具的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种辊锻模具，尤其是一种应用在煤矿领域的、用于齿轨牵引装置中的齿轨锻件的辊锻模具。
背景技术：
随着煤矿辅助运输机械化的进程，对辅助运输系统及设备的要求也越来越高，高效、高速、重载的辅助运输系统及设备在煤矿高速发展的今天越来越受到重视。齿轨作为无链牵引采煤机的主要组成部件，在工作中主要起到牵引煤机的重要作用。由于齿轨在交变接触压力、长期反复作用下引起的疲劳剥落破坏，从而使齿轨噪声和震动增大、磨损加剧，导致齿轨与链轮不能可靠工作。齿轨磨损有两种原因，其一是由于外界工作环境恶劣造成的外因磨损；其二是齿轨内部本身的组织结构及性能造成的内部原因的磨损。齿轨的内部结构及性能是由不同的生产工艺决定的，目前齿轨的生产工艺大多是铸造出来的，由于铸造齿轨组织结构疏松，机械性能较差，齿轨在交变压力下，磨损较快。而锻造齿轨组织结构致密，机械性能较好，耐磨性好，承载能力较强。随着煤矿领域的高速发展，锻造齿轨的需求越来越大，锻造齿轨终将代替铸造齿轨已是煤矿业发展的趋势。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种齿轨锻件的辊锻模具。该辊锻模具包括第一道辊锻模的扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部，有效辊锻模的型腔上模与下模对称，有效辊锻模内径600lfmm、 外径985士0. 1匪；第一道辊锻模的止口内径为700:mm、夕卜径800:°α°28α5ηπη;凹环内径为700=^ 5ιηηι、外径800;^mm。模块宽度300謹。第二道的辊锻模扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部分，有效辊锻模的型腔上模与下模对称，有效辊锻模内径600:= mm、外径985士0.1讓；第二道辊锻模的止口内径为700=mm、外径800:^5πιπι;凹环内径为700:°Q°28fl5mm、外径800|=111111,模块宽300讓。第三道的辊锻模扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部分，有效辊锻模的型腔上模与下模不对称，有效辊锻模内径600tfmm、外径985士0. Imm ；辊锻模的止口内径为 700=mm、外径SOOHmm;凹环内径为700°^mm、外径SOO^21 mm,模块宽300讓。第三道辊锻模变形部分的型腔尺寸为A-A截面即近似工字形的尺寸d5 = 125mm ⑴ 129mm ； d6 = 119mm ⑴ 121mm ； d7 = 156mm ⑴ 162mm ； d8 = 39mm ⑴ 43mm ； d9 = 25mm ⑴ 28mm。B-B 截面即近似矩形的尺寸 d 1 = 123mm ⑴ 127mm ；d2 = 112mm ⑴ 114mm ；d3 =117mm 119mm ； d4 = 158mm 160mm。第一道辊锻模变形部分的模具型腔为椭圆形，椭圆的轴长比为1. 65，其变形部分的延伸系数1.356。第二道辊锻模变形部分的型腔为圆形，其第二道延伸系数为1.M9。第三道辊锻模变形部分的型腔为近似矩形和工字型交替出现，且EE处前后对称。本实用新型的优点是齿轨锻件的辊锻模具能使成形部位成形辊出近似模具尺寸， 这样有利于降低模锻压力机的吨位，从而节约经济成本。经过三道次辊锻后，使锻件中间部分已接近模锻形状，在模锻过程中变形较小。从而减少模锻时的打击面积，有利于降低设备吨位，提高劳动效率，大大降低了经济成本。齿轨以锻造工艺代替传统的铸造工艺，工作环境大大改善，工人的劳动强度明显降低，生产效率显著提高，减少不必要的人力物力消耗。
图1是齿轨辊锻模具安装在一米辊锻机上的装配图左视图；图2是齿轨辊锻模具安装在一米辊锻机上的装配图主视图；图3是齿轨锻件图；图4是齿轨辊锻件图，即第三道辊锻后的形状意图；图5是图4上截面C-C的剖视图；图6是图4上截面D-D的剖视图；图7是第一道辊锻后辊锻件图；图8是图7中A-A截面剖视图；图9是第二道辊锻后辊锻件图；图10是图9中B-B截面剖视图；图11是第一道辊锻模具下模的主视图；图12是第一道辊锻模具下模的左视图；图13是第二道辊锻模具下模的主视图；图14是第二道辊锻模具下模的左视图；图15是第三道辊锻下模的主视图；图16是第三道辊锻下模的左视图；图17是第三道辊锻上模的主视图；图18是第三道辊锻上模的左视图；图19是第三道辊锻模具在截面附处截面视图；图20是第三道辊锻模具在截面Ml处截面视图；具体实施方式
三道辊锻模具在辊锻机上的装配关系如图1和图2所示，图1为左视图，图2为主视图。齿轨辊锻模具是安装在Φ 1000辊锻机上的辊锻模。θ为辊锻模扇形包角的补角， 包括有效辊锻模和垫块两部分。辊锻模内径D与辊锻机轧辊配合，其中第一道和第三道辊锻模的止口内径为D3，外径为D4 ；辊锻模止口内径为D3，外径为D4 ；Dl和D2为辊锻模凹环装配尺寸，D5为辊锻模外径，Rl为辊锻模后面的垫块的外径。θ为辊锻模具夹角的补角即 180° -Θ，由于扇形模具为231°，即θ为129°，θ 1为辊锻模垫块与轧辊上的后定位键 17配合面的角度，θ 2为扇形垫块1的扇形角度。标号2是第一道辊锻模具下模，标号1是第一道辊锻模下模垫块。图1中标号12'和12是第一道辊锻模具的上、下模，13'和13是第二道辊锻模具的上、下模，19'和19分别是上、下轧辊的中间环，20'和20是第三道辊锻模具的上、下模。图中00'和00分别为辊锻机的上轧辊和下轧辊，22'和22分别为上轴肩凹环和下轴肩凹环，分别用来配合第一道上辊锻模止口 33'和第一道下辊锻模止口 33 ；第一道辊锻模的上、下凹环44'和44分别与第二道辊锻模的上、下止口 55'和55间隙配合；第二道辊锻模的上、下凹环66'和66分别与中间环的上、下止口 77'和77间隙配合；第三道辊锻模的上、下止口 99'和99分别与中间环的上、下凹环88'和88间隙配合；上轧辊止推环14' 的止口 11'和下轧辊止推环14的止口 11分别与第三道的上辊锻模凹环10'和下辊锻模凹环10为间隙配合。止推环可沿轴向移动，与第三道辊锻模具配合，止推环分别靠上轧辊压盘21'上的七个螺栓15'和下轧辊压盘21上的七个螺栓15轴向固定辊锻模具。三道辊锻模具在辊锻机上的轴向固定如图1所述，其沿圆周方向的固定是靠图2 中的模具定位键来固定，16'和17'分别为上轧辊上前定位键和后定位键，两定位键的角度为258° ；16和17分别为下轧辊上前定位键和后定位键，两定位键的角度为258°。18 是下轧辊上前定位键16与下轧辊上的辊锻模之间的斜销，其作用是调节下轧辊上辊锻扇形模具的角度，以便于修模。图3是模锻之后的锻件图，图4是根据锻件图制定的辊锻件图，图5和图6分别是图4中C-C、D-D截面图。此辊锻件图之所以辊成近似锻件图的形状，是为了模锻时降低设备吨位。图7是第一道辊锻工步图，是压扁辊锻成形，图8是图7中截面A-A剖视图，图9是第二道辊方型图，图10是图9中截面B-B的剖面图。辊方型截面是为了辊锻过程中辊锻件的稳定，减少飞边的出现。第一道辊锻是压扁，即辊成类似椭圆型，第一道辊后进入第二道时， 机械手要转90°后进入第二道的模具型腔进行第二道辊锻；第二道辊后，机械手转35°进入第三道辊锻。图11是第一道辊锻模下模主视图，图12是第一道辊锻模下模左视图。标号2是有效辊锻模具，材料是5CrMMo，标号1是垫块为了减少模具成本而增加的垫块。图13是第二道辊锻模下模主视图，图14是第二道辊锻模下模左视图。标号4是第二道有效辊锻模， 标号3是第二道辊锻模垫块，第二道辊锻模是辊圆形截面。图15和图16是第三道辊锻模下模的主视图和左视图，标号5是第三道下模的有效辊锻模，标号6是第三道下模的辊锻模垫块，截面W-Nl的剖面视图是图19中的A-A截面，Ml-Ml的剖面视图是图20中B-B截面， α 1是对应模具上的咬入端的夹角，α 2、α 3、α 4、α 5和α 6是图4中EE段在辊锻模具上对应的角度以确定模具型腔大小。图17和图18分别是第三道辊锻模上模主视图和左视图， 标号7是第三道上模的有效辊锻模，标号8是第三道上模的辊锻模垫块，截面N' rN'工的剖面视图是图19中的A-A截面，M' rM'工的剖面视图是图20中B-B截面，α ‘工是对应模具上的咬入端的夹角，α ‘ 2、α ‘ 3、α ‘ 4、α ‘ 5和α ‘ 6是图3中EE段在辊锻模具上对应的角度以确定模具型腔大小。图20中的B-B截面中的dl是近似矩形型腔在辊锻模的最大深度尺寸，d2是在辊锻模中最浅尺寸，d3是介于d2和dl之间的尺寸，d4是矩形的宽向尺寸。图19中的d7是工字型的宽向尺寸，d8和d9是辊锻模截面A-A中较深处的宽度，d5和d6是截面A-A中较深部位的最大深度。其中A-A截面的型腔是工字型，是图5中的截面C-C，在图3中对应的部位是五个空缺处；B-B截面的型腔是近似矩形，是图6中的截面D-D，在图3对应的部位是中间的四个柱子，这两种截面型腔有利于辊出近似模锻形状的辊锻件，可在很大程度上降低模锻设备吨位。
权利要求1.一种煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，包含三道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，第三道辊锻模，其中所述第一道、第二道辊锻模具上、下对称，第三道辊锻模具上、下不对称，且EE处前后对称。
2.如权利要求1所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述第一道辊锻模的扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部，有效辊锻模的型腔上模与下模对称，有效辊锻模内径600=〗f mrn、外径985士0. Imm ；第一道辊锻模的止口内径为 700=mm、外径 800Hmm;凹环内径为 700Hmm、外径 800:°:mm。
3.如权利要求1所述齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述第二道的辊锻模扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部分，有效辊锻模的型腔上模与下模对称，有效辊锻模内径600:^111111、外径985士0. Imm;第二道辊锻模的止口内径为 700=mm、外径 800:°。^mm;凹环内径为 700l°afQ5mm、外径 800:=mm。
4.如权利要求1所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述第三道的辊锻模扇形包角231°，且扇形辊锻模包括有效辊锻模具和垫块两部分，有效辊锻模的型腔上模与下模对称，有效辊锻模内径600=〗:f_、外径985 士 0. Imm;第二道辊锻模的止口内径为700=mm、外径 800Hmm;凹环内径为 700:°。^mm、外径 800=°。丨mm。
5.如权利要求1或2所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述的第一道辊锻模变形部分的模具型腔为椭圆形，其轴长比为1.65，其延伸系数1.356。
6.如权利要求1或3所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述的第二道辊锻模变形部分的型腔为圆形，其第二道延伸系数为1. 2490
7.如权利要求1或4所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述的第三道辊锻模变形部分的型腔为近似矩形和工字型交替出现，且EE处前后对称。
8.如权利要求1所述煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，其特征在于，所述的第三道辊锻模变形部分的型腔尺寸为A-A截面即近似工字形的尺寸d5 = 125mm- 129mm ;d6 = 119mm ⑴ 121mm ；d7 = 156mm ⑴ 162mm ；d8 = 39mm ⑴ 43mm ；d9 = 25mm ⑴ 28mm ；B-B 截面即近似矩形的尺寸 d 1 = 123mm ⑴ 127mm ； d2 = 112mm ⑴ 114mm ；d3 = 117mm ⑴ 119mm ； d4 = 158mm 160mm。
专利摘要本实用新型提供一种煤机系列齿轨锻件的辊锻模具，包括第一道辊锻模、第二道辊锻模、第三道辊锻模。第一道辊锻模是和一般辊锻模一样压扁，即辊成类椭圆型，辊锻模上下型槽对称；第二道辊锻模也就是辊圆，即截面为圆形，辊锻模上下型槽对称；第三道与其他一、二道不同，辊锻模分上下辊锻模，且模具型腔上、下不对称，第三道辊完后，辊锻件的形状及尺寸与锻件尺寸接近。第一道辊锻模的止口与一米辊锻机的轴肩凹环相配合，第二道辊锻模的止口与第一道辊锻模具的凹环相配合，第二道辊锻模凹环与辊锻机中间环止口配合，第三道辊锻模的止口与辊锻机中间凹环相配合，止推环的止口与第三道辊锻模具的凹环相配合。这种辊锻模具能使齿轨中间部分接近尺寸要求，在模锻中中间部分接近成形，有利于降低模锻设备吨位，降低经济成本，提高劳动效率等。
文档编号B21J13/02GK201950149SQ20102058910
公开日2011年8月31日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者余光中, 曹飞, 杨勇, 胡福荣, 蒋鹏 申请人:北京机电研究所