专利名称：高精度模锻方法及模锻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度模锻方法及模锻装置，其目的在于减小和吸收加工产生的振动以提高加工精度，其构造是将马达轴线配置在加工部的中心线上，同时，锻箱内设置飞轮，并具有兼作轴承的行星减速机构。
以往公知的模锻机，其飞轮是露出式的，飞轮与加工部之间用比较长的轴连接。另外，传动系统中通常采用皮带。并且飞轮一般通过轴承架设。以往的模锻加工，是在旋转轴的输入端与模座一侧的轴承之间架设飞轮，通过赋与该飞轮旋转力或者将旋转轴与马达直接连接而进行加工的(例如日本专利特公昭51-31232号公报)。
上述的模锻机，因其加工部露出而且有轴承，因而成为噪音发生的原因。由于在飞轮和加工部之间用较长的轴连接，因而存在着产生扭曲的问题。此外，由于齿轮传动易损坏而使用了皮带，并且必须减速，所以，马达轴心与加工部中心线不一致，存在着在传动系统中产生噪间的问题。
另外，以往的模锻装置由于轴承邻接模座设置，所以，存在着不能向锤压辊施加予压的问题。如上所述不能向锤压辊施加予压时，就有可能会造成锤压辊公转不均匀，至少造成不均等角度的锤压，使得制品局部减径，会降低制品的尺寸精度。
如上述的以不均等角度锤压时(例如在同一位置上锤压若干次)，就会如图9所示，制品上产生飞边，加工不合格。这种情况，还不仅仅是制品加工不合格的问题，由于飞边使材料上产生旋转力，会对操作者带来意外的危害。另外，飞轮的旋转通过旋转轴对锻模施加歪扭作用，所以，降低了加工转度(例如±0.02-±0.05mm)，根据制品的用途，在锻造加工后还必须进行粗加工及精加工等机械加工。由于锻造加工的特点和锻模加压的间断性，与旋转轴有关的加工变形(振动)及噪音发生等的改进是不可视的，因此，可用锻造加工的制品范围，在精度上受到很大制约。
在模锻加工中的锻模加工部形状与制品外径之间的关系如图8所示，即，在锻模9的加工面上中央部60°-90°的范围是与制品外径呈一致的形状(例如是圆的一部分)，而左右60°-90°的范围为例如其曲率半径比中央部大，使材料容易排出。因此，在锤压时，若二次锤压材料的同一部位，就会使该部位的外径减小。同样，锤压旋转角度的不均等，也使得制品的精度降低。
本发明为了解决上述以往技术中的问题采用了这样的结构将马达轴、中心辊及行星辊通过自动调压部件连接起来，在飞轮上架设行星辊，在连设在飞轮端的模座外侧与模锻箱内壁之间，装设锤压辊。闭塞上述飞轮的外侧，使飞轮置于加工油中。
另外，本发明在将飞轮封入模锻箱内的加工油中同时，还将飞轮架设在旋转轴的模座和轴承之间，这样可以对锤压辊进行予压，使其公转能准确地运行。
即，本发明的方法是一种高精度模锻方法，使得带有模座的旋转轴与飞轮一同旋转，其特征是上述飞轮封入模锻箱内的流动液体中。将液体作为加工油，由于飞轮的旋转，该加工油被赋与朝一个方向流动的流动力。本发明装置是一种高精度模锻装置，该装置一侧连接旋转力的输入部件，另一侧在设有加工部件的旋转轴上架设飞轮，其特征是，上述飞轮架设在旋转轴的模座与输入侧轴承之间。本发明还是这样一种高精度模锻装置，该装置一侧连接旋转力的输入部件，另一侧在设有加工部件的旋转轴上架设飞轮，其特征是，上述飞轮架设在旋转轴的模座与输入侧轴承之间，并封入模锻箱内的流动加工油中。
此外，在本发明装置中的飞轮的外周面上，设有使加工油向一定方向流动的槽。
上述的加工油，可以采用轧制用油、模锻油等一般使用的加工油。由本发明得到的加工精度可以很容易地达到±0.005mm，如果很细致地加工，可以使加工精度保持在±0.003mm内。
本发明之所以能得到高精度，其原因大致如下(1)对锤压辊能施加予压。
由于在模座与飞轮之间没有轴承存在，所以可以对锤压辊施加予压，从而可以使得锤压辊均匀地运行公转。
(2)减小了振动(与轴垂直的方向)。
由于飞轮设置在靠近模座处，所以大大减小了飞轮的旋转和锻模加工时产生的不平衡振动。
(3)减小的振动(轴向)。
飞轮被封入模锻箱内的加工油中并赋与加工油朝一定方向流动的流动力，其反力朝着一定方向推压飞轮，飞轮总是处在被推压状态下旋转。因此，加强了飞轮的定位旋转，从而减小了旋转轴的轴向振动。
(4)吸收振动。
由于飞轮封入加工油中旋转，飞轮上产生的振动能被加工油吸收，抑制了振动显露。
(5)在一定范围内制止了热膨胀。
由于利用飞轮使加工油流动，可用该加工油冷却加工部件的各部位进行恒温加工，所以抑制了模座及其它的热膨胀而引起的变化。
(6)可以使得加工部件正常动作。
在模锻加工中，高温加工金属材料时，金属氧化物等往往夹入加工部件的各部位中，影响加工精度，本发明中由于有加工油的流动、保洁及恒温加工油的常时流动等，就可以防止上述氧化物及其它异物的产生和滞留。
(7)提高管理精度。
由于能准确掌握加工各部位的热膨胀及其它因素，所以，能容易地保持所予定的加工精度。特别是轴向振动的减小能显著提高制品长度方向的精度。例如模锻加工旋转轴时，如果有了粗加工的精度，则只要对必要部(例如轴承部)进行精加工，就可形成制品，这样就降低了加工费用。
另一种装置发明是将加工部放在中心位置上，放射状地排列若干个锻模，在锻模外侧隔着衬垫架设着自转并公转的锤压辊，其特征是，驱动马达轴心配置在上述加工部的中心线上，中心辊通过自动调压部件连接在该驱动马达的轴上。该中心辊外周，压接减速传动的若干等间距配置的行星辊，该行星辊的轴架设在飞轮的一侧，该飞轮位于与上述马达轴同一中心线上，该飞轮的另一侧中央连设着模座。在该模座外周面与锻造箱内壁面之间，架设着锤压辊。另外，另一种发明中，马达轴、中心辊及行星辊的自动调压部件是这样构成的在马达轴上限制旋转方向，嵌装带凸缘的套筒，在该带凸缘套筒上嵌装中心辊，在上述凸缘内面与中心辊的基端面之间设有球弧状凹部，钢球游嵌在该凹部内，上述带凸缘套筒的旋转给与中心辊轴向移动力。上述中心辊的外壁形成以前端为小径的锥形，上述行星辊的外壁通过自动调压与中心辊的外壁形成压接旋转传动。本发明的另一种装置中，通过在中心辊外侧壁与辊箱内壁面之间作自转公转的行星辊，飞轮被可转动地支承着。本发明的又一装置中，飞轮的外周面处于由模锻箱封闭的流动油中，在飞轮的外周面上加工有通过旋转能使油流动的槽。
如上所述，飞轮封在模锻箱内，从模锻箱的一侧向箱内部供油，从另一侧排油，就可以通过油的循环，清扫内部，控制温度及抑制噪音等，另外，通过行星辊在中心辊外侧壁的转动，使得飞轮旋转，所以，可以使得马达转数在传动系统内减速。由于上述中心辊、行星辊、飞轮及锤压辊都是在没有独立轴承存在状态下架设着的，所以，由轴承而产生的噪音等可以抑制到最小限度，同时，不需要特设轴承所需的润滑措施。
根据本发明，不但减小旋转轴垂直方向的振动，而且也减小旋转轴的轴心方向振动，并且能吸收振动，因而，能阻挡、吸收及减低噪音。
根据本发明的一种装置，中心辊可装卸地直接连接在马达轴上，行星辊配置在中心辊上，通过该行星辊，将动力减速传递给飞轮，飞轮架设在模锻箱内，随着飞轮转动，若向飞轮的外侧空间供给循环油，则飞轮、模座等就在油中动作，这样，不仅吸收了噪音，而且还可以清除加工时产生的异物，同时，还省却了特设的润滑措施。
凹部和钢球通过马达轴旋转使得中心辊顶住行星辊，同时，将马达轴的旋转力传递给中心辊。
由于马达轴和加工部是靠近的，所以，不会在传递系统中产生扭曲。
下面参照附图，通过对本发明较佳实施例的描述来进一步说明本发明。
图1是本发明一个实施例的局部剖视正面图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是图1所示实施例的正面图。
图4是图1实施例去掉盖子后的侧面图。
图5是图1实施例中行星辊架设状态的立体图。
图6是本发明另一实施例的纵剖正面图。
图7是图6所示实施例的侧面图。
图8是图6所示实施例锻模加工说明图。
图9是加工不合格的制品局部放大立体图。
图中，1-马达轴，2-套筒，3-中心辊，5-行星辊，6-辊箱，7-飞轮，8-模锻箱，9-锻模，10-衬垫，11-锤压辊，12-马达，13-模座，14、15-凹部，16-钢球，17-键，35-旋转轴，36-内圈，37-内外支架，38-箱盖，39-轴承，40-皮带轮，42-螺旋槽。
实施例1以锤压辊的公转数为每分钟242次、每秒锤压次数为67次、旋转轴的转数每分钟750次、对加工物的加压位置是30%的位置变化的条件进行加工。这时加工物例如直径为6mm的碳素钢(标准回火钢材)，将其加工为直径5.02mm的制品，加工速度为每秒30mm。这时制品的直径精度为±0.005mm，轴向的直径精度为±0.005mm。
实施例2用图6、图7说明本实施例的装置。
旋转轴35横架在模锻箱8的中部，在旋转轴35的一侧，设有握持锻模9、9的模座13、13，在握持锻模9、9的同时，衬垫10、10滑动自如地设在锻模9、9的外侧。在模锻箱8的一侧内壁上的与衬垫10、10相对的位置设置内圈36，8个锤压辊11、11等间距地配列在内圈36的内侧，锤压辊11、11的轴由内外支架37、37a支承着。在模锻箱的另一侧，固定着箱盖38，旋转轴35通过轴承39支承在箱盖38的中央部。皮带轮40固定在旋转轴35的外端部。模锻箱8的内腔41中装有固定在旋转轴35上的飞轮7，空隙内充满了加工油，飞轮7的外周面上加工有螺旋槽42，飞轮7旋转时，加工油被螺旋槽42强制移动。图中43是设在箱盖38上的加工油流入口，44是轴承挡圈。
在该实施例中使马达(图中未示)旋转，其旋转力传递到皮带轮40，旋转轴35就旋转，因此模座13也按图7中箭头45的方向旋转。每当衬垫10、10的外壁面与锤压辊11接触时，衬垫10、10受到箭头46方向的强制加压。锻模9、9也朝同方向加压，将被加工物47加工成具有予定外形的制品47a。
若飞轮7与旋转轴35同方向旋转时，设在飞轮7外周上的螺旋槽42对模锻箱内腔41内的加工油朝箭头48的方向加压使其流动。这时，飞轮7受到箭头49所示的反力，因此，飞轮7总是处在被推压向箭头49所示方向的状态下旋转，其旋转位置保持一定，此外，内腔41内的加工油是流动着的，加工油如箭头50所示，从流入口流入，流经内腔41内后排出到外面。排出的加工油经过过滤、冷却等处理，再送入模锻箱8内，因此，即使长时间运转，加工条件也不会发生变化，可以保持同一精度。在该实施例中是用皮带轮输入旋转力的，也可以把旋转轴直接与马达轴连接起来。
实施例3用图1、图2说明本实施例。
在马达12的轴1上，嵌装着带凸缘2a的套筒2，用键17在旋转方向约束套筒2。中心辊3嵌装在上述套筒2的外侧，在上述凸缘2a的内壁与中心辊3端面的相对部位，分别等间距地设置了凹部14、15，在凹部14、15内装入钢球16、16，凹部14、15形成直径大于钢球直径的球面的一部分(自动调压机构)。
中心辊3的外壁形成基端侧(套筒的凸缘侧)直径大于前端侧直径的锥形面，在中心辊3的外周面上，等间距地压接若干行星辊5的内侧，行星5的外侧抵接辊箱6的内壁，使上述行星5的轴架设在飞轮7一侧面的同一圆周上(悬臂式)，飞轮7设置在与马达12的轴同一中心线上。在飞轮7另一侧的中央部突设着锻模9的模座13，在模座13上，等间距且放射方向可动地握持着锻模9，在上述锻模9的外侧，隔着衬垫10相对装设着锤压辊11。该锤压辊11可转动的架设在模锻箱8的内壁与衬垫10之间。图中18、19是锤压辊的支架，20是行星辊的支架，21是锤压辊罩，22是给油管，23是排油管。支架18、19、20及飞轮7分别由螺栓4固定。
在该实施例中，马达12一起动，轴1即旋转(例如按照图2中箭头24的方向)，中心辊3也按同方向(箭头25)旋转，随之行星辊5也分别按箭头26的方向旋转。因此，行星辊5在辊箱6的内壁面6a上转动，其轴按箭头27的方向移动，因此，飞轮7也朝同方向旋转。模座13也朝着同方向(箭头28)旋转，与衬垫10抵接的锤压辊11也按箭头29(图4)的方向旋转。因此，锤压辊11的支架19也朝箭头30的方向移动。这时，锤压辊的外侧壁在模锻箱8的内壁8a上转动，所以，支架19向着箭头30的方向公转。
上述飞轮7的外周面上加工有螺旋槽31，飞轮7的旋转使得模锻箱8内的油从给油管22沿着箭头32、33、34的方向流动，从排油管23排出。这时，可清除模锻各部的润滑、冷却和加工时产生的氧化物及其它异物。另外，由于飞轮在油中旋转，所以噪音被吸收，是低噪音运转。
根据本发明，由于将飞轮靠近模座架设(中间没有轴承)，所以可以防止飞轮引起的歪扭，同时，可以对锤压辊施加予压，从而使得锤压辊均匀地进行公转。由于飞轮装在箱体腔内并在加工油中旋转，可以减少加工时模锻装置各部位的各种振动，同时显著降低噪音。由于使加工油强制移动，飞轮得以稳定地旋转，从而防止了飞轮本身的振动，特别是有效地控制了轴心方向的变动。由于加工油的强制移动、冷却和清扫作用，使加工各部的热膨胀恒定，阻止异物滞留在加工各部上，避免对加工精度的不利影响。
本发明是将驱动马达的轴心设置在加工部的中心线上，通过自动调压部件把中心辊连接到驱动马达的轴上，同时，中心辊的外侧压接着行星辊作减速传动，行星辊的轴架设在飞轮的一侧，飞轮的另一侧连设着模座，锻模呈放射状地设置在模座内，同时隔着衬垫10，在与模锻箱内壁之间装有锤压辊，因此，飞轮和加工部能设置得比较靠近驱动马达轴。由于飞轮上无轴承，并且在油中动作，所以没有噪音，而且通过油的循环能清除掉加工中产生的异物。另外，由于采用上述结构，旋转各部件中没有轴承，所以就没有由此引起振动、噪音或共振等不利因素。
权利要求
1.一种高精度模锻方法，使得带有模座的旋转轴与飞轮一同旋转，其特征在于上述飞轮封入模锻箱内的流动液体中。
2.如权利要求1所述的高精度模锻方法，其特征在于，将液体作为加工油，由于飞轮的旋转，该加工油被赋与朝一个方向流动的流动力。
3.一种高精度模锻装置，在一侧连接旋转力的输入部件，另一侧在设有加工部件的旋转轴上架设飞轮，其特征在于，上述飞轮架设在旋转轴的模座与输入侧轴承之间。
4.一种高精度模锻装置，在一侧连接旋转力输入部件，另一侧在设有加工部的旋转轴上架设飞轮，其特征在于，上述飞轮架设在旋转轴的模座与输入侧轴承之间，并封入模锻箱内的流动加工油中。
5.如权利要求4所述的高精度模锻装置，其特征在于，在飞轮的外周面上，设有使加工油朝一定方向流动的槽。
6.一种高精度模锻装置，加工部位于中心位置，若干个锻模呈放射状配列，锻模的外侧隔着衬垫，架设着自转同时进行公转的锤压辊，其特征在于，驱动马达的轴心设置在上述加工部的中心线上，通过自动调压部件将中心辊连接到该驱动马达的轴上，该中心辊的外周压接减速传动的若干等间距设置的行星辊，行星辊的轴架设在飞轮的一侧，该飞轮位于与上述马达轴同一中心线上，飞轮的另一侧中央部位连设着模座，在该模座的外周面与模锻箱内壁面之间，架设着锤压辊。
7.如权利要求6所述的高精度模锻装置，其特征在于，马达轴、中心辊和行星辊的自动调压部件是这样构成的在马达轴上嵌装带凸缘的套筒限制旋转方向，在该带凸缘的套筒上，嵌装中心辊，在凸缘的内面和中心辊的基端面之间设有球弧状凹部，钢球游嵌在该凹部内，通过上述带凸缘的套筒旋转就赋与中心辊轴向移动力，上述中心辊的外壁形成以前端为小径的锥形，上述行星辊的外壁与中心辊的外壁压接。
8.如权利要求6所述的高精度模锻装置，其特征在于，飞轮通过在中心辊的外侧壁与辊箱内侧壁之间作自转公转的行星辊而被可旋转地支承着。
全文摘要
本发明旨在提高模锻加工精度，防止噪音。其使设有模座的旋转轴与飞轮一同旋转，飞轮接近模座并封入模锻箱内的流动液体中。一个实施例中，装置的一侧连接旋转力的输入部件；在另一侧，飞轮架设在设有加压部件的旋转轴上，并位于旋转轴模座与输入侧轴承之间。在另一个实施例中，加工部位于中心位置，若干个锻模呈放射状配列，在锻模外侧，隔着衬垫架设着自转并公转的锤压辊。
文档编号B21J5/02GK1083751SQ9310423
公开日1994年3月16日 申请日期1993年4月15日 优先权日1992年4月20日
发明者吉田桂一郎 申请人:吉田桂一郎