专利名称：回转体饼类零件三辊横轧成形方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回转体饼类零件三辊横轧成形方法及设备。
背景技术：
齿轮、法兰、高压阀体等是机械、汽车、船舶、飞机中广泛使用的回转体饼类零件。该 类零件的传统制造工艺为锻造制坯一切削加工。其锻件典型形状可分为单台阶回转体和多
台阶回转体两种，如图l所示(al—a3、 bl—b3、 cl一c3、 dl—d3)。单台阶回转体锻件通常 采用开式模锻或闭式模锻成形。其中，开式模锻成形有较大的锻造飞边材料消耗；而闭式模 锻成形所需的变形抗力大，锻压设备吨位大、投资大、锻造能耗高。多台阶回转体锻件采用 闭式模锻成形无法出模，通常釆用开式模锻成形，或者简化锻件外形后再进行锻造成形。这 两种锻造成形方式都有较大的锻造飞边材料消耗。对于直径800毫米以上的较大回转体饼类 零件，如双联齿轮、高压电气开关法兰、高压阀连接体等零件，即使采用我国当前最大的万 吨模锻压力机，也会因力能不足而无法实现模锻成形。目前，这类零件只能采用自由锻简单 制坯，再加上后续大量的机械切削加工制造，约占零件重量40% 60%的优质钢材变成了金 属切屑，同时消耗了大量加工能源和工时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种省力、节能、节材的回转体饼类零件三辊横轧成形方法及设备。 为了实现上述目的，本发明的技术方案是
回转体饼类零件三辊横轧成形方法，包括将工件毛坯置于呈三角形排布的主动辊和两 个从动辊之间，由电动机驱动主动辊产生旋转运动；同时，液压传动装置驱动主动辊产生挤 压工件毛坯的直线进给运动；工件毛坯在主动辊的旋转挤压作用下和两个从动辊的从动旋转 作用下产生绕自身轴线旋转的轧制运动和变形，经过多转轧制变形积累，工件截面轮廓充满 轧制孔型，完成轧制成形。
本发明还提供了回转体饼类零件三辊横轧成形设备，包括机体，机体上设有呈三角形排 布的主动辊和二个从动辊，主动辊通过传动机构与电动机传动联接，机体上设有滑槽和可沿 滑槽滑动的滑块，滑块一端与液压传动装置联接，另一端与主动辊的传动机构联接。
上述滑块通过轴承与主动辊的传动机构联接。
本发明机体上设有调整从动辊轴心位置的连杆机构，连杆机构由一端铰接在机体上的连 杆、联接在另一端连杆的转动轴和使连杆绕铰接点转动的拉杆构成，从动辊通过轴承与连杆机构转动轴联接。
本发明的有益效果是三辊横轧成形方法是一种塑性回转成形新技术，工件通过回转中 产生连续局部塑性变形而成形，金属纤维流线好，局部变形所需变形抗力小、设备吨位小、 投资少。当工件外形轮廓充满孔型时，轧制变形就结束，因而不产生飞边，后续机加工量小、 材料利用率高。采用三辊横轧成形方法，通过合理设计轧辊孔型，可以使工件获得各种形状 的外形轮廓，从而实现回转体饼类零件轧制成形，具有省力、节能、节材、高效、优质等优 点。
图1是回转体饼类零件锻件典型形状示意图2是本发明的回转体饼类零件三辊横轧成形原理图3是图2的A—A视图4是本发明三辊横轧设备液压和传动装置结构示意图； 图5是本发明从动辊连杆机构示意图6是本发明几种回转体饼类零件成形孔型结构示意图。
具体实施例方式
如图2—4所示，本发明回转体饼类零件三辊横轧成形设备，包括机体l，机体l上设有 呈二角形排布的主动辊2和两个从动辊4、 5，主动辊2圆周侧设有与回转体饼类成型工件对 应的孔型，主动辊2通过传动机构(减速箱14、万向节13、传动轴11和轴承17)与电动机 15传动联接，机体1上设有滑槽10和可沿滑槽10滑动的滑块12，滑块12—端与液压传动 装置9联接，另一端通过轴承16与与主动辊2的传动轴11联接。本发明机体l上设有二个 连杆6，每个连杆6的一端铰接在机体1上，另一端联接有使连杆6绕铰接点转动的拉杆7 和转动轴8，从动辊4、 5分别通过轴承与转动轴8联接。
为便于加工不同外径尺寸的工件毛坯，设有调整从动辊轴心位置的连杆机构，连杆机构 由一端铰接在机体1上的连杆6、联接在连杆6另一端的转动轴8和使连杆6绕铰接点转动 的拉杆7构成，从动辊4和/或5通过轴承与连杆机构转动轴8联接。本发明可根据需要设置 一套连杆机构或二套连杆机构；对于一套连杆机构用于联接和调整其中之一的从动辊4或5; 对于二套连杆机构，每套连杆机构分别用于联接和调整二个从动辊4、 5。
从动辊的连杆机构如图5所示，A点为固定端，从动辊轴心B为活动端，当在C点施加 拉力F时，可驱使连杆AB以A点为圆心、AB为半径作圆弧运动，从而调节轴心B的位 置。
本发明所述的三辊横轧成形方法中，孔型设计在主动辊(主动辊周侧)上，J寸从动辊为刚性圆柱体，轧制中根据工件轮廓形状，设计具有对应孔型的主动辊和对应尺寸的矩形截 面(纵截面)工件毛坯(横截面为圆形)，轧制中通过主动辊的进给挤压，使矩形截面轮廓 工件毛坯逐渐充满主动辊孔型，最终成形为工件。
采用上述装置可实现对回转体饼类零件三辊横轧成形
1) 主动辊2在电动机15驱动下产生旋转运动；同时，在液压传动装置9驱动下产生挤 压工件毛坯的直线进给运动。
2) 从动辊4、 5为空转辊，在工件毛坯3摩擦作用下作从动旋转运动；其轴心位置可根
据工件毛坯外径尺寸大小通过进行调节。
3) 工件毛坯3由主动辊2和两个从动辊4、 5支撑定心，其在主动辊2的旋转挤压作用 下产生绕自身轴线旋转的轧制运动和变形，经过多转轧制变形积累，工件截面轮廓充满轧制 孔型，完成轧制成形。
图6给出了三种典型的回转体饼类零件成形时的孔型结构。如图中所示，回转体饼类零 件三辊横轧孔型设计在主动辊上。根据工件轮廓形状，设计具有对应孔型的主动辊，轧制中 通过主动辊的进给挤压，使矩形截面轮廓工件毛坯逐渐充满主动辊孔型(参见轧制开始、轧 制结束图)，最终成形为工件。
权利要求
1.回转体饼类零件三辊横轧成形方法，包括将工件毛坯置于呈三角形排布的主动辊和两个从动辊之间，由电动机驱动主动辊产生旋转运动；同时，在液压传动装置驱动主动辊产生挤压工件毛坯的直线进给运动；工件毛坯在主动辊的旋转挤压作用下和两个从动辊的从动旋转作用下产生绕自身轴线旋转的轧制运动和变形，经过多转轧制变形积累，工件截面轮廓充满轧制孔型，完成轧制成形。
2. 回转体饼类零件三辊横轧成形设备，包括机体，其特征在于机体上设有呈三角形 排布的主动辊和二个从动辊，主动辊通过传动机构与电动机传动联接，机体上设有 滑槽和可沿滑槽滑动的滑块，滑块一端与液压传动装置联接，另一端与主动辊的传 动机构联接。
3. 根据权利要求2所述的回转体饼类零件三辊横轧成形设备，其特征在于滑块通过 轴承与主动辊的传动机构联接。
4. 根据权利要求2或3所述的回转体饼类零件三辊横轧成形设备，其特征在于机体 上设有调整从动辊轴心位置的连杆机构，连杆机构由一端铰接在机体上的连杆、联 接在另一端连杆的转动轴和使连杆绕铰接点转动的拉杆构成，从动辊通过轴承与连 杆机构转动轴联接。
全文摘要
本发明涉及回转体饼类零件三辊横轧成形方法，包括将工件毛坯置于呈三角形排布的主动辊和两个从动辊之间，工件毛坯在主动辊的旋转挤压和直线进给作用下和两个从动辊的从动旋转作用下产生绕自身轴线旋转的轧制运动和变形，经过多转轧制变形积累，工件截面轮廓充满轧制孔型，完成轧制成形。本发明提供的设备包括机体，机体上设有呈三角形排布的主动辊和二个从动辊，主动辊通过传动机构与电动机传动联接，机体上设有滑槽和可沿滑槽滑动的滑块，滑块一端与液压传动装置联接，另一端与主动辊的传动机构联接。本发明具有省力、节能、节材、高效、优质等优点。轧制所需变形抗力小、设备吨位小、投资少，不产生飞边，后续机加工量小、材料利用率高。
文档编号B21B31/16GK101607263SQ20091006319
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者林 华, 广 周, 朱春东, 毛华杰, 赵玉民, 钱东升 申请人:武汉理工大学