一种热态缩径模具及生产线的制作方法

本实用新型涉及锻造加工技术领域，尤其涉及一种热态缩径模具及生产线。

背景技术：

温锻是在冷锻基础上发展起来的一种无切屑塑形成型工艺，温锻的锻造变形温度一般在室温以上，再结晶温度以下的温度范围内(200-850℃)。

热锻自由挤加工工艺，只能使坯料的直径变大墩粗，因此，不同直径的阶梯轴的一般是利用小尺寸的坯料墩粗形成大直径的结构。

现有技术中多采用冷挤压工艺对圆形棒料进行缩径成形，冷挤压工艺利用模具可以成型一些结构简单，直径变化不大的零件。对于直径变化较大的零件，利用冷挤压工艺加工过程中极易在圆形棒料大径端和大径与小径的过渡段出现墩粗现象，造成零件的报废。

目前，对棒料缩径加工还有采用横向辊锻或者楔横轧的加工形式，上述两者属于热锻，工件缩径后的部位难以保持圆形，缩径后的工件需要再次进行机械加工，保证工件的圆度，且上述两者加工方式的加工设备结构体积大，结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种热态缩径模具及生产线，用于解决现有技术中零件缩径成形设备复杂，能耗高，且通过现有的加工工艺易出现墩粗，零件废件的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种热态缩径模具，包括上模、下模和若干滚轮，所述上模和所述下模之间设置有径向滑槽，所述滚轮设置于所述径向滑槽内，所述滚轮的中心轴线水平且能够沿水平的中心轴线旋转，所述滚轮以所述上模的中心周向均布；

所述上模上设置有沿竖直方向的通孔，温锻件穿过所述通孔，所述温锻件的一端能够进入若干所述滚轮之间。

优选地，所述滚轮能够在所述径向滑槽内沿径向往复运动。

优选地，所述滚轮的周向外侧面上设置有凹槽，所述凹槽与经所述滚轮挤压后的所述温锻件的外周匹配。

优选地，还包括横向调节块，每相邻两个所述滚轮之间均设置有一个所述横向调节块，所述横向调节块与所述温锻件接触的一端设置有斜面，所述斜面用于引导所述温锻件的金属流动。

优选地，所述横向调节块远离所述温锻件的一端还设置有调节螺母。

优选地，还包括顶杆，所述顶杆设置于所述下模内，所述顶杆用于顶出加工后的温锻件。

优选地，压力机上设置有压头，所述压头位于所述上模上方，且能够伸入所述通孔内。

优选地，还包括预应力圈，所述预应力圈套设于所述上模和所述下模的外周，所述预应力圈用于紧固所述上模和所述下模。

优选地，还包括喷淋圈，所述喷淋圈设置于所述上模上方，用于向所述滚轮喷石墨。

本实用新型还提供了一种生产线，包括所述的热态缩径模具。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型中的热态缩径模具的结构简单，滚轮的旋转速度可调，可以匹配各种锻压设备的需求；

2、上述热态缩径模具利用滚轮对温锻件进行挤压，从而实现了对温锻件的缩径，上述滚轮解决了成型力的反向向上传导，导致工件墩粗的问题；

3、上述热态缩径模具使用范围广，可在各种行业内广泛应用，同时，可作为生产线的一道工序，减少物料的转移过程，提高工作效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的热态缩径模具的结构示意图；

图2是本实用新型的下模、滚轮、横向调节块、温锻件和压头的结构示意图；

图3是本实用新型的热态缩径模具正视图(不包括顶杆)；

图4是本实用新型的热态缩径模具侧视图(不包括顶杆)；

图5是本实用新型的图4的A-A向剖视图(不包括顶杆)；

图6是本实用新型的图4的B-B向旋转剖视图(不包括顶杆)；

图7是本实用新型的横向调节块的结构示意图；

图8是本实用新型的图5的C-C向剖视图(不包括顶杆)。

图中：

1、上模；10、径向滑槽；11、通孔；

2、下模；

3、滚轮；31、凹槽；

4、温锻件；

5、横向调节块；51、斜面；52、调节螺母；

6、顶杆；

7、压头；

8、预应力圈；

9、喷淋圈。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-图5所示，本实施例中提供了一种热态缩径模具，包括上模1、下模2、若干滚轮3、横向调节块5、顶杆6和预应力圈8。上述热态缩径模具安装在压力机(图中未示出)上，压力机上安装有压头7，压头7位于上模1上方，且能够伸入通孔11内，压头7为温锻件4提供下压力。顶杆6设置于下模2内，顶杆6用于顶出加工后的工件。

如图2所示，其中，上模1和下模2之间设置有径向滑槽10，滚轮3设置于径向滑槽10内，滚轮3的中心轴线水平且能够沿水平的中心轴线旋转，滚轮3以上模1的中心周向均布。上述预应力圈8套设于上模1和下模2的外周，预应力圈8用于紧固上模1和下模2。

如图2、图5、图6和图8所示，上述上模1上设置有沿竖直方向的通孔11，温锻件4穿过通孔11，温锻件4的一端能够进入若干滚轮3之间。将加热至一定温度的温锻件4放入上述通孔11内，上述温锻件4的加热温度范围一般是200-850℃。上述温锻件4进入滚轮3之间，通过滚轮3的挤压，从而实现对温锻件4的温锻。上述温锻件4为圆形棒料。

上述滚轮3为四个，上述滚轮3能够在上模1和下模2内的径向滑槽10内沿径向往复运动。上述滚轮3在径向滑槽10内的位置需要根据工件需要加工的直径进行确定。

本实施例中还包括为滚轮3提供动力的动力组件，在动力组件上设置有离合机构，通过动力组件3的离合机构与滚轮3结合，带动滚轮3在径向滑槽10内内滑动，以实现对滚轮3在径向滑槽10内的位置的调整。在滚轮3在径向滑槽10内的位置调整完成后，对滚轮3进行固定，动力组件能够带动滚轮3沿自身中心轴线旋转，滚轮3的速度可调。本实施例中驱动滚轮3运动的动力组件以及离合机构均属于现有技术，根据实际工作需求进行旋转即可，在此不再赘述。

具体地，滚轮3的周向外侧面上设置有凹槽31，凹槽31与经滚轮3挤压后的圆形棒料的外周匹配。当压头7向下压圆形棒料时，圆形棒料进入四个滚轮3之间，通过四个滚轮3的凹槽31对圆形棒料进行挤压，通过凹槽31增加了与圆形棒料的接触面积，从而在挤压过程中，凹槽31对金属流动起到导向的作用。

此外，更优选的技术方案中，如图2、图6和图7所示，在每相邻两个滚轮3之间均设置有一个横向调节块5，横向调节块5与圆形棒料接触的一端设置有斜面51，斜面51用于引导圆形棒料的金属流动。通过横向调节块5对相邻两个滚轮3之间的间隙进行填充，能够对正在挤压的圆形棒料的金属流动起到导向的作用，同时，作为易损件能够进行替补更换。同时，在横向调节块5远离圆形棒料的一端还设置有调节螺母52。在调节横向调节块5的位置时，人工利用扳手拧动调节螺母52，从而带动横向调节块5沿径向运动，使横向调节块5位于合适的位置。

上述滚轮3和横向调节块5采用分体结构设置，降低了装卸难度，且当出现损坏时，方便易损件更换。

上述热态缩径模具利用滚轮3对圆形棒料进行挤压，从而达到缩径的目的，在挤压开始时，通过压头7给上述圆形棒料一定的压力，使圆形棒料进入滚轮3之间进行挤压缩径，但是，因滚轮3的导向作用，且滚轮3与圆形棒料的啮合角度在加工过程中能够达到自啮合的条件，因此，不需要大吨位的压力机即可实现缩径工作，相比普通的压力机直径挤压成型的工艺，压力机需要的下压力为普通压力机的50％，降低了能耗。

在理论上圆形棒料不需要压头7再继续给予向下的下压力，但是，实际加工过程中，压头7继续给予圆形棒料较小的下压力，目的是为了克服横向调节块5在导向的过程中对材料的阻力，能够使圆形棒料更好的成型，缩短成型时间。同时，上述滚轮3的转动速度可根据实际需要进行确定，可应对不同速度的模具群，调整滚轮3的速度以配合压头7的下压速度。

如图1和图6所示，上述热态缩径模具还包括喷淋圈9，喷淋圈9设置于上模1上方，用于向滚轮3喷石墨。上述石墨为滚轮3提供润滑。

上述热态缩径模具相比现有技术中的横向辊锻或者楔横轧工艺，不需要专门大型设备进行加工，降低了锻压设备的吨位、体积以及占地面积。

上述热态缩径模具的结构简单，上述结构可方便在各种锻压设备上搭配安装，能够应用于生产线中，作为其中一个生产工序，因占地面积小，与其他工序的工位之间可以连续设置，减少了物料转移的时间和工序，从而达到提高生产效率，节省成本的目的。

上述热态缩径模具的结构集安装和拆卸于一体，结构紧凑，方便操作，仅需一人即可满足批量工作的需要。

本实施例中还提供了一种生产线，包括上述热态缩径模具。

上述热态缩径模具的工作过程如下：

上述热态缩径模具安装在压力机上，并根据实际需要加工的圆形棒料的直径自动调整四个滚轮3和横向调节块5的位置，利用加料装置将圆形棒料放在上模1的通孔11内，上述加料装置可以安装在压力机上作为压力机的辅助装置，可以为机械手，也可以为其他结构，属于现有结构，根据实际需要进行选择即可，在此不再赘述。

滚轮3和横向调节块5的位置调整完成后，通过压头7下压，使圆形棒料下压。圆形棒料与四个滚轮3接触，并通过四个滚轮3旋转，圆形棒料的一端初步变形。当圆形棒料运动至两个滚轮3的中心连线的位置时，圆形棒料完成了缩径工序。

此时，圆形棒料再继续向下运动过程中，圆形棒料和滚轮3之间的啮合满足自啮合的条件，滚轮3旋转能够自行带动圆形棒料向下移动，同时，横向调节块5为材料流动提供导向的作用。当圆形棒料经挤压到位完成加工后，滚轮3停止滚动，滚轮3与为滚轮3提供动力组件的离合机构分开，此时，滚轮3处于自由状态，顶杆6向上运动，加工完成后的工件在向上运动的过程中，会带动滚轮3反向转动，顶杆6顶出加工完成后的工件，可以通过加料装置将工件取出，用于后续工序继续加工。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。