棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，包括上驱动辊、下驱动辊、左侧辊、右侧辊、支承辊、左侧辊直线位移驱动装置和箱体，所述上驱动辊和下驱动辊的轴线位于同一垂直平面内，上驱动辊和下驱动辊外圆面不接触，上驱动辊和下驱动辊的一侧为左侧辊，另一侧为右侧辊，上驱动辊和下驱动辊之间的间距大于工件棒料径向尺寸，右侧辊位于使所述棒料可被卷弯的位置处，左侧辊能通过左侧辊直线位移驱动装置实现直线位移。本发明调整好工艺辊位置后，后续加工同尺寸的圆环无需再次调整，可连续完成进料和一次成型可对焊圆环，具有滚圆工艺简单、安全可靠、效率高、生产工艺周期短等优点。
【专利说明】棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卷圆装置，具体涉及棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置。
【背景技术】
[0002]目前，对于一些尺寸较大的齿轮或蜗轮采取齿圈组装的形式，这样一来不仅可以节约贵重金属，更重的是一旦齿轮有磨损或损坏便于更换。对于质量要求较高的齿圈齿坯的生产一般不采用铸造成型，而可采用:棒料下料-—弯成大圆环-—对焊成大圆环-—打磨焊缝-—加热-—辗圆-—模锻成矩形截面的圆环-—退火修整成环。如发动机上的飞轮齿圈、回转体齿圈等。此种工艺成品质量可靠、加工余量小、材料利用率高。将坯料卷成可对焊圆环是此工艺最为关键的一环，若成型圆环质量不高，将导致对焊前期位置调整工作复杂、焊缝应力增大、焊缝打磨时间长等问题，严重影响所成圆环工件质量和后续加工的时间。
[0003]传统圆环件的成型主要靠轧制，国内外学者对轧制成环的工艺及有限元模拟分析都有了全面深入的研究，技术已趋于成熟。轧制成环工艺具有成品质量可靠、精度高、材料利用率高、加工范围广等优点，已广泛应用于航空、机械、化工等行业，是轴承环、齿轮环、法兰环、火车车轮、燃气轮机环等各种无缝环件零件的加工。然而，轧制系统庞大且昂贵，大多用于大型企业无开口圆环的成型，成环效率取决于坯料的质量，不利于中小型企业的经营。反观利用型材(棒料或矩形截面条材)冷弯后对焊成环的工艺则显得更为简单、灵活性也高，但目前研究甚少。冷弯卷园研究主要集中板材上，对棒料(型材)的卷园成环究相对较少。虽然棒料冷弯的方式多种多样，但从冷弯原理来说主要有:拉弯、压弯、绕弯、推弯、滚弯等。拉弯是指坯料在弯曲的同时在坯料两端加以切向拉力，使坯料截面内的应力为拉应力的一种型材弯曲工艺。此种工艺有弯曲精度高，回弹小，表面质量好等优点，但对设备要求高、工艺实施难度大，适用于变曲率弯曲件，不适合成型圆环件。拉弯成型弯曲件广泛应用于汽车、航天等行业。压弯是最早用于棒料弯曲的工艺。它是在油压机的作用下通过模具使棒料成型，工艺简单，成型效率高，但是配套设施多、模具种类多造成生产成本高且不能成型弯曲角度大于180°的棒料。适合工厂大批量生产弯头和带直边弯曲件。绕弯加工是指将棒料通过夹紧机构夹紧在弯曲模上，随弯曲模一起转动，棒料通过压料机构后即可成型。此工艺灵活性强、弯曲效率高操作方便且能弯曲小曲率半径工件，是冷弯大开口弯曲件应用最为广泛工艺。推弯工艺即借助简单的模具(模具尺寸远小于零件尺寸)，在型材轴向施压，毛坯沿轴向在模具的作用下逐点成形，能够制造其它方法难以成形的复杂形状零件。与其他冷弯工艺相比，推弯的模具结构简单、弯曲件曲率一致性好、能成型复杂的结构件。但是冷推弯对压力源要求高，模具制约了其工艺的灵活性。滚弯是通过调整辊轮位置对棒料施加变形力，利用辊轮滚压棒料使其产生连续变形达到预定的形状与尺寸。通过调整滚轮的位置来完成多种尺寸的棒料加工，所以滚弯的加工工艺范围较广，且设备结构简单通用性好,是最适合成型螺旋线型棒料和大曲率半径圆环的工艺。本文需成型大尺寸360°圆环，所以选用滚弯成型工艺。[0004]棒料滚弯成型主要有三辊滚圆机和四辊滚圆机。其中三辊滚圆机有对称式和非对称式两种。对称式三辊卷圆机结构最为简单，但是成型后圆环两端有较长一段不能弯曲即剩余直边，导致圆环接口处呈“八”字形，圆环不能对焊，在不要求弯边的场合应用广泛。非对称式三辊滚圆机结构相对复杂、剩余直边小，但是坯料须掉头弯边，操作不方便，工人劳动强度大，卷圆效率低。四辊滚圆机处理剩余直边的效率高、截面变形小、卷圆精度高、是目前自动化水平较高的滚圆设备，但是结构相对复杂，且滚圆时下辊、两侧辊都需动作，每滚圆一次工艺辊就须按给定的工艺参数动作一次来完成进料和直边预弯等工艺步骤，工艺繁琐。无论是三辊还是四辊滚圆机都需对剩余直边做相应的处理才能使圆环对焊，直接导致卷圆效率低，工人劳动强度大等问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种只需一次调整工艺辊位置，便可连续完成进料和一次成型为可对焊圆环、滚圆工艺简单、加工效率高、生产工艺周期短的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，包括上驱动辊、下驱动辊、左侧辊、右侧辊、支承辊、左侧辊直线位移驱动装置和箱体，所述上驱动辊和下驱动辊的轴线位于同一垂直平面内，所述上驱动辊和下驱动辊外圆面不接触，所述上驱动辊和下驱动辊的一侧为左侧辊，另一侧为右侧辊，所述下驱动辊和右侧辊之间设有支撑棒料15的支撑辊，所述支撑辊位于靠近下驱动辊的位置处，所述左侧辊安装于左侧辊直线位移驱动装置上，所述左侧辊直线位移驱动装置安装固定于箱体上。
[0007]所述左侧辊直线位移驱动装置包括固定螺母、螺杆、六角沉头孔、滑块、连接销和滑槽，所述固定螺母固定于箱体上，所述螺杆放置于固定螺母内，所述六角沉头孔设置在螺杆底部，所述螺杆与滑块经过连接销相连接，所述滑块两侧设置有滑槽。
[0008]所述箱体在左侧辊直线位移驱动装置部位设置有槽，所述槽的边缘尺寸不大于滑槽的尺寸。
[0009]所述棒料15支撑于右侧辊上且其一端插设于上驱动辊和下驱动辊之间时，棒料
与上驱动辊和下驱动辊的轴线所在平面的夹角为初始放置角f，所述初始放置角f的大小
满足以下公式
【权利要求】
1.棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:包括上驱动辊(I)、下驱动辊(2)、左侧辊(3)、右侧辊(4)、支承辊(5)、左侧辊直线位移驱动装置(6)和箱体(7)，所述上驱动辊(I)和下驱动辊(2 )的轴线位于同一垂直平面内，上驱动辊(I)和下驱动辊(2 )外圆面不接触，上驱动辊(I)和下驱动辊(2 )的一侧为左侧辊(3 )，另一侧为右侧辊(4 )，下驱动辊(2)和右侧辊(4)之间设有支撑辊(5)，支撑辊(5)位于靠近下驱动辊(2)的位置处，左侧辊(3)安装于左侧辊直线位移驱动装置(6)上，左侧辊直线位移驱动装置(6)安装固定于箱体(7)上。
2.根据权利要求1所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:所述左侧辊直线位移驱动装置(6)包括固定螺母(8)、螺杆(9)、六角沉头孔(10)、滑块(11)、连接销(12)和滑槽(14)，所述固定螺母(8)固定于箱体(7)上，所述螺杆(9)放置于固定螺母(8)内，所述六角沉头孔(10)设置在螺杆(9)底部，所述螺杆(9)与滑块(11)经过连接销(12)相连接，所述滑块(11)两侧设置有滑槽(14)。
3.根据权利要求1和2所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:所述箱体(7)在左侧辊直线位移驱动装置(6)部位设置有槽，所述槽的边缘尺寸不大于滑槽(14)的尺寸。
4.根据权利要求1所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:所述棒料(15)支撑于右侧辊(4)上且其一端插设于上驱动辊(I)和下驱动辊(2)之间时，棒料(15)与上驱动辊(I)和下驱动辊(2)的轴线所在平面的夹角为初始放置角f，所述初始放置角f的大小满足以下公式
5.根据权利要求4所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:所述上驱动辊(I)和下驱动辊(2)之间的间距h的范围为2lmnT50mm之间，所述上驱动辊(I)和下驱动辊(2)之间的间距h大于工件棒料(15)径向尺寸d。
6.根据权利要求1所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:所述上驱动辊(I )、左侧辊(3)、右侧辊(4)和下驱动辊(2)外圆面上均设有包夹所述棒料(15)的弧形定位槽(13)，所述支撑辊(5)外圆面也设置为弧形定位槽(13)。
7.根据权利要求1中所述的棒料成型为可对焊圆环的五辊卷圆装置，其特征在于:左侧辊(3)的位移量s与卷圆半径R的对应关系为:
【文档编号】B21D7/08GK103521570SQ201310536175
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】毛汉领, 叶朋, 毛汉颖, 黄振峰, 熊永敬, 高剑波 申请人:广西大学