专利名称：多功能辗环机的制作方法
技术领域：
本发明多功能辗环机涉及一种旋转锻造设备，是普通辗环机(又称扩孔机) 的发展，既能用于辗扩比(辗后工件内径与辗前工件内径之比)较大、又能用于 辗扩比很小且形状复杂的环件的成形。属机械设计领域。
二、 背景技术-
普通立式辗环机(扩孔机)是一种历史悠久的旋转锻造设备，广泛应用于轴 承内外环、轮圈、铁路轮箍等环件的塑性成形，它的山电动机驱动旋转的主辗压 轮与被动带转的芯辊形成一对轧辊，对套在芯辊上的环件毛坯进行周而复始的循 环轧制，环件内外径扩大、壁厚减薄而逐步成形，该机芯辊右侧的推力轮抵住环 件使轧制过程平稳，芯辊左侧的信号轮控制环件外径尺寸。它适用于外形较简单、 扩孔比比较大的环件生产，但对扩孔比更大的环件，因推力轮在成形过程中固定 不动，扩到一定程度后，要调整推力轮位置，需对环件实施再次甚至多次加热轧 制。对外形复杂且辗扩比又小的环件(尤其是外形有深凹槽的环件，如双边法兰、 双联齿轮和双边支重轮、各类球阀的连接体等)普通辗环机无能为力，多点径向
辗压机(专利号ZL99239969.6)就是应这种需求而出现，它在环件内径扩大到 外周与三个辗压轮都接触到后，继续施压，它在限制环件内径扩大的同时，对环 件外周的金属进行旋转反挤压，使其充满模具型腔，可使辗扩比很小且外形复杂 的环件成形。为方便装卸工件，两侧的小辗压轮需借助小气(油)缸推动的杠杆 绕支点转动而进入或离开工作位置。多点径向辗压机虽成功地用于生产这类特殊 环件，扩大了普通辗环机的功能，能使普通辗环机无法完成的环件成形，但存在 的问题是 一台机器适用环件尺寸范围有限，且更换环件品种时，调整设备不太 简便。
发明内容
本发明多功能辗环机目的是提供一种新型辗环机，它兼有普通辗环机和多点 径向辗压机的基本功能，适用环件尺寸范围大和不同辗压比或外形复杂的环件， 且设备操作、调整简便。多功能辗环机保留了普通立式辗环机(扩孔机)的床身、主辗压轮和芯辊等主 要结构，但将推力轮和信号轮(我们称它们为左、右两个小辗压轮)的安装、调整 和操控方法作了较大的变化。它在芯辊6的两倒设有基本对称布置的杠杆12, 杠杆的叉口上安放着两个结构相同的小辗压轮13,杠杆的一端与阖定在床身上 的杠杆铰轴7相连,另一端和能与主油缸相抗衡的耳环式油缸14的活塞杆相连， 油缸14的缸体尾部的耳环则与床身上铰轴15相连，油缸14推动杠杆12皆同安 装在其上的小辗压轮13绕杠杆铰轴7转动，以大弧线的轨迹(接近合理的角度) 进入或离开工作位置，小辗压轮13的工作位置借助杠杆12上的凸块10及凸块 10两侧的固定在床身上的调整螺母9和上、下调整螺杆8、 ll来设定或调整。
操控油缸14运动的三位四通换向阀18的一个出口iiJi液控单向阀17与油缸 14的大腔相通，另一个出口通到油缸14的小腔并与液控单向阀17的控制口相 连。操控换向阖18，压力油正向顶开液控单向阀17进入油缸14的大腔，活塞 杆将小辗压轮13推到杠杆的凸块IO触到下调整螺杆11时为止(进入设定的工作 位置)，换向阀18换向后，压力油通到油缸14的小腔及液控单向阀17的控制口 ， 反向打开液控单向阀17使油缸大腔的油回流，油缸14的活塞杆带动小辗压轮 13后退，直至凸块10触到上调整螺杆8为止。换向阀18处于中位则锁定之。
多功能辗环机工作机理如下
(1) 当作普通辗环机时，用两恻的油缸14推动两侧的杠杆12将左、右两个 小辗压轮13(即信号轮和推力轮)调整到工作位置后，再分别用两边的上、下调整 嫘杆8和11将两倒的杠杆12的凸块10夹住，使两倒的杠杆12连同安装在其叉 口上的小辗压轮13定位，此后两侧的油缸14不再参与工作。将炽热环件毛坯5 套在芯辊6上，操控换向阀16，安装在滑块3和导轨2上的由电机"M速箱-传动 轴驱动旋转的主辗压轮4在主油缸1的推动下行施压时，主辗压轮带动环件毛坯 5转动并和芯辊6组成一对轧辊对环件5进行周而复始的连续轧制，环件5在右 侧的推力轮的协同下，平稳地扩径直到环件外径触到左侧的信号轮时，换向阀 16换向，主辗压轮退回到原位，卸下工件，完成辗环工序。
(2) 当环件的扩孔比(即辗压后与辗压前环件内径之比滩大时，推力辊的较佳 的工作位置应随环件直径的扩大而后退，目前的立式辗环机因推力辊需停机后才 能调整，只好对环件进行再次或多次加热上机辗制，成本增加、效率低o使用多 功能辗环机其工作过程如下:用右倒小油缸14将推力轮13调至环件较小直径的位置，并借助右侧下调整螺杆11'将杠杆12及其上的推力轮定位；再将推力轮调
至成品直径位置，并借助右侧上调整螺杆8将杠杆12及其上的推力轮13定位。 左侧信号轮则定位在锻成品位置上。开始工作时，小油缸14将推力辊13推至较 小直径位置后，将换向阀18置于闭锁的中位，小油缸14大腔油路上的液控单向 阀17封住了回路，因油液体积不可压縮可顶住推力轮不使其后退，扩孔到一定 程度后，操控换向阀18使小油缸14小腔进油并顶开液控单向阀17使推力轮13 后退到新位置，再行辗压(或在回油路径中设置自动调节的阻尼，边压边扩边退)， 直至退到成品环件尺寸设定的位置(杠杆凸头IO触到上调整螺杆8)，完成辗环工 序为止，这样，扩孔比大的普通环件不需停机调整，可望一火一次完成。
(3)当加工扩孔比很小且外形复杂愤别是有深凹銜的环件，普通辗环工艺和 设备对此无能为力，此时，多功能辗环机因其兼备了多点径向辗压机的功能，能 方便地成形。其工作过程如下用两侧小油缸14将左、右两个小辗压轮13送至 成品尺寸的工作位置，调整两侧的下调整螺杆11使其与两侧杠杆12的凸头10 分别接触而定位，将两侧的上调整螺杆8松开远离杠杆凸头10。操作时先操控 两换向阀，将两个小辗压轮13后退离开工作位置后，将炽热环坯5套入芯辊6 后，再推动杠杆12使两个小辗压轮13进入工作位置，并将两个换向阀18置于 中位使油路闭锁，此后再降下主辗压轮4对环坯施压，环坯变形有两个阶段，首 先是普通的扩孔过程(此过程可形成较浅的中凹槽)，当外径扩大到与左侧小辗压 轮(在普通辗环机上为信号轮)接触后，继续施压，此时环件外周三处分别与三个 辗压轮接触，形成多点径向辗压，此时芯辊基本不受力，环件内孔基本不再扩大 (实际生产过程中因切向摩擦力的存在，环件内径稍有扩大而脱离芯辊)，当环件 壁厚较厚径向刚度较大时，环件可保持园度，三个辗压轮在限制环件内径扩大的 同时，对环件外周的金属进行旋转反挤压，使其环件外周金属发生轴向流动，直 至充满型腔、外周凹槽成形和外径符合要求为止。然后再操控换向阀使三个辗压 轮都退回而离开工作位置并取下工件。这类环件多因槽深孔小，若不使三个辗压 轮离开工作位置，套在芯辊上的工件被两侧的小辗压轮的突出部挡住而无法取 出。在多点径向辗压阶段，三个辗压轮径向受力相近(因相互夹角不同而有所异)， 两侧小油缸14的大腔内的油液因被闭锁，腔内被动形成压力，使之与主油缸的 施压力平衡。应根据主油缸的最大施压力来选取小油缸的缸径，使小油缸大腔内 的油压不会超过常用液压件的额定工作压力(31.5Mp)，当主油缸的最大施压力为500KN时，小油缸缸径可选取为140亳米。
(4诺带槽环件内孔很小(如双联齿轮等)或无孔的带槽盘形件，则可取走芯 辊，将坯件架放在进入工作位置的两个小辗压轮上面，主辗压轮下降带转工件并 施压，也能完成无孔(或小孔)的深凹槽盘形(或环形)零件的成形。
四
图l、多功能辗环机结构示意图。 图2、履带式推土机220双边支重轮辗锻件。 图3、履带式推土机320双边支重轮辗锻件。 图4、 20"高压球阀连接体辗锻件。
五、 实施方案
多功能辗环机保留了普通立式辗环机(扩孔机)的床身、主辗压轮和芯辊等主 要结构，但将推力轮和信号轮(我们称它们为左、右两个小辗压轮)的安装、调整 和操控方法作了3^大的变化。它在芯辊6的两倒设有基本对称布置的杠杆12, 杠杆的叉口上安放着两个结构相同的小辗压轮13,杠杆的一端与固定^身上 的杠杆铰轴7相连，另 一端和能与主油缸相抗衡的耳环式油缸14的活塞杆相连， 油fe 14的te体尾部的耳环则与床身上铰轴15相连，油缸14推动杠杆12皆同安 装在其上的小辗压轮13绕杠杆铰轴7转动，以大弧线的轨迹(^^近合理的角度) 进入或离开工作位置，小辗压轮13的工作位置借助杠杆12上的凸块10及凸块 10两侧的固定，身上的调整螺母9和上、下调整螺杆8、 ll来设定或调整。
操控油缸14运动的三位四通换向阀18的一个出口通过液控单向阀17与油缸 14的大腔相通，另一个出口通到油缸14的小腔并与液控单向阀17的控制口相 连。操控换向阀18，压力袖正向顶开液控单向阀V7进入油缸14的大腔，活塞 杆将小辗压轮13推到杠杆12的凸块10触到下调整嫘杆11时为止(进入设定的 工作位置)，换向阀18换向后，压力油通到油缸14的小腔且同时到达液控单向 阀17的控制口，反向打开液控单向阀17使油缸大腔的油回流，油缸14的活塞 杆带动小辗压轮13后退，直至凸块10触到上调整螺杆8为止。换向阀化处于 中位则锁定之。油箱22、油泵21、溢流阀19和压力表20等构成液压泵站。
本发明多功能辗环机兼有普通辗环机和多点径向辗压机的基本功能，适用于 不同辗压比且外形复杂的环件，可用于小到外径不足100亳米且有深槽的双联齿轮，大到外径为930毫米、单侧槽深160亳来通径为500亳米、重达750公斤 的高压球阀的连接体及履带式工程机械双边支重轮等带有深槽环件的精锻成形 (见图2、图3、图4)，不仅显著地降低了原材料和能源的耗损(达20%至40%)、 节省了机加工费用，而且还因锻造纤维流线呈仿形性而提高了零件的机械性能。 此外，该机不仅设备调整简便迅速，且可在辗压过程中快速(或自动)调整推力轮 位置，使扩孔比大的环件可以一火成形-该机可一机多用且环件尺寸范围变化大， 从而扩大了辗环机的适用范围，提高了辗环机的工作效率。多功能辗环机结构简 单、制造成本低、性能可靠寿命长。这种新机型有可能成为当前广泛使用的各种 规格、型号的立式辗环机的换代产品。
本发明多功能辗环机的三个辗压轮是液压操控的，采用电动阀并配以相应的 尺寸、位置和压力等检测传感器，实现计算机控制的自动化生产(已是成熟技术)， 也比现今人工手动调整的立式辗环机来得容易。
权利要求
1、本发明多功能辗环机，是在立式辗环轨芯辊(6)的两侧设有基本对称布置的杠杆(12)，杠杆的叉口上安放着两个结构相同的小辗压轮(13)，杠杆的一端与固定在床身上的杠杆铰轴(7)相连，其特征是杠杆的另一端和能与主油缸相抗衡的耳环式油缸(14)的活塞杆相连，油缸(14)的缸体尾部的耳环则与床身上的铰轴(15)相连，油缸(14)推动杠杆(12)皆同安装在其上的小辗压轮(13)绕杠杆铰轴(7)转动，小辗压轮(13)的工作位置借助杠杆(12)上的凸块(10)及凸块(10)两侧的固定在床身上的调整螺母(9)和上、下调整螺杆(8)、(11)来设定或调整，操控油缸(14)运动的三位四通换向阀(18)的一个出口通过液控单向阀(17)与油缸(14)的大腔相通，另一个出口通到油缸(14)的小腔并与液控单向阀(17)的控制口相连，以推动两个小辗压轮进、退或将它们锁定。
全文摘要
本发明多功能辗环机，是在普通立式辗环机的芯辊两侧径向布置两个结构相同的小辗压轮部件，用油缸拖动它们在一定的轨迹上沿工件的径向运动，其位置可用液压阀锁住，设备调整简便迅速，且可不停机调整推力轮的位置，适用于生产辗扩比大小不同且外形复杂的环件，兼有普通辗环机和多点径向辗压机的基本功能，扩大了辗环机的应用范围，而且提高了辗环机的效率。
文档编号B21H1/06GK101417310SQ20081020382
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者江绍成 申请人:江绍成