一种轴承套圈数控环轧自动成型设备的制作方法

本实用新型涉及轴承套圈加工技术领域，尤其涉及一种轴承套圈数控环轧自动成型设备。

背景技术：

现有的轴承套圈加工，通常有三种加工方式：一种是，用比成品套圈大出一定加工流量的轴承锻件，通过专用轴承套圈车床，依次进行多道工序的车加工，制成所需的套圈。这种加工方法就是简单而专业化，但需要的设备台数较多。从轴承锻件到车成轴承套圈，一般车削去的铁屑要占到总重量的30-40％。所以传统的车加工方法，不仅工序多，加工时间长，而且消耗原材料多，材料利用率仅有45％左右。另一种是，采用冷辗成型的加工方法，目前采用冷辗成型加工轴承套圈，采用的毛坯方式最常见的方式仍是锻件，这种方式主要是比传统车加工方法节约了10％-20％的材料，但是因为锻件流量大，需要进行粗车加工、精车加工，工序较多。虽然提高了材料利用率，也不是最佳的加工方式。还有一种是，采用热轧成型加工轴承套圈，采用圆钢进形锯切，锯切后对圆钢进行穿孔形成荒管，再利用荒管采用热轧分切，最后精车加工，这种加工方式主要是加工步骤较上述两种加工方式加工步骤略少，加工材料的利用率达到95％以上，是现有轴承套圈的主要加工方式。

专利号为CN101718305A的中国实用新型专利中公开了一种轴承套圈的制备方法及设备，其就提到了轴承套圈热轧分切的加工方式，包括如下步骤：(1)将棒料剪切至规定的尺寸，送入；(2)加热装置使其温度达到预定值后；(3)送入穿孔机制成荒管，随后；(4)将荒管冷却至640-700℃，随机转入；(5)热轧分切设备，并通过热轧分切设备内所设的热轧成型及滚切装置，连续工作加工出轴承套圈坯料；(6)对轴承套圈坯料进行喷丸处理后转入轴承精加工。

但是，其仍存在以下技术问题：

1、在棒料完成穿孔形成荒管后，需对荒管的温度进行控温，使其温度降低至640-700℃后再进行热轧分切，加工时间长，工作效率低；

2、传统的热轧分切设备是分离的两套设备，其利用热轧设备对荒管进行热轧后，再利用滚切设置对荒管进行分切。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种轴承套圈数控环轧自动成型设备，其通过利用外圆周上螺旋设置有切割部与成型部的三组圆周阵列设置的环轧单元同步同向旋转，对完成穿孔后的荒管直接同步进行热轧分切，使荒管直接成型为轴承套圈坯料直接分切输出，无需进行控温，解决了穿孔后荒管需控温方可进行热轧分切的技术问题，降低了轴承套圈的加工时间，提高了轴承套圈的加工效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种轴承套圈数控环轧自动成型设备，包括：

机体；

成型组件，所述成型组件转动安装于所述机体上，其包括三组呈圆周阵列排布设置的环轧单元，该成型组件的中部形成有可供待加工荒管通过的成型通道，该成型通道的轴线与三组环轧单元的轴线均相互平行设置，且荒管的外壁均与三组环轧单元等距接触；所述环轧单元的外圆周面上呈等距螺旋状沿其传送方向排布设置有切割部，成型通道的外径尺寸沿所述切割部的螺旋方向逐渐减小，荒管的余温为1000-1500℃；

支撑组件，所述支撑组件安装于所述成型通道的两侧，且三组环轧单元的两端分别转动安装于该支撑组件上，该支撑组件包括三组设置于所述成型通道输入端的支撑单元和三组设置于所述成型通道输出端的调心单元；以及

所述驱动组件包括三轴同步输出减速机，该三轴同步输出减速机通过链轮链条的传动方式驱动三组环轧单元同向同速旋转，并同步带动位于所述成型通道内的荒管沿该成型通道的轴线方向实现自动传送，且在成型通道的出料端实现热轧环切成多个轴承套圈胚料，该荒管的自动进给量为4mm/s。

作为改进，所述环轧单元上的切割部的端部到该环轧单元轴线的垂直距离沿该切割部的螺旋方向逐渐增大。

作为改进，所述环轧单元包括：

轧辊，该轧辊通过转轴转动安装于所述支撑组件上，所述切割部凸设于该轧辊的外壁上，该切割部沿其螺旋方向依次划分为第一切割区和第二切割区，该第二切割区位于成型通道的出料端处，且位于成型通道出料端处的切割部的凸设距离h1与所述荒管的壁厚d之间满足：h1≥d。

作为改进，所述第一切割区的切割部的端部呈平面状；所述第二切割区的切割部的端部呈尖刀状。

作为改进，所述环轧单元还包括：

成型部，所述成型部螺旋设置于所述轧辊的外圆周面上，其设置于相邻两圈所述切割部的中部，且其螺距与所述切割部的螺距相等。

作为改进，所述荒管的传送方向与所述切割部的螺旋方向一致。

作为改进，所述切割部与成型部的螺距均等于所述轴承套圈胚料的宽度i。

作为改进，所述荒管位于成型通道内的部分，通过三组环轧单元上的切割部使其等分成型为若干轴承套圈成型环，三组环轧单元上的切割部与任一所述轴承套圈成型环的任一端面的切割接触点均位于同一节圆上；三组环轧单元上的成型部与任一所述轴承套圈成型环的外圆周面的成型接触点均位于同一节圆上。

作为改进，所述成型部的凸设距离h2与所述荒管壁厚d满足：h2＝1/3d。

作为改进，所述调心单元可对所述环轧单元进行0.1～5mm的偏心调整，其包括：

安装座；

调心轴承，所述调心轴承设置于所述安装座上，其与所述转轴套接，且其与该转轴同轴设置；

涡轮，所述涡轮套设于所述调心轴承的外侧，其与该调心轴承偏心设置，且其偏心距离为D1＝0.1～5mm；以及

蜗杆，所述蜗杆配合设置于所述涡轮的一侧。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过利用三组圆周阵列的环轧单元同步同向旋转对完成穿管后的荒管直接利穿管后的余温进行热轧分切，使荒管成型为轴承套圈的胚料，较传统的轴承套圈加工，避免了荒管进行热轧前的控温，缩短了加工时间，提高了工作效率；

(2)本实用新型通过利用调心单元分别对三组环轧单元在初始安装过程中进行调心处理，使三组轧辊单元的中心均处于同一节圆上，成圆周排列设置，弥补轧辊在制造加工过程中存在的加工误差；

(3)本实用新型通过利用调心单元同步对三组环轧单元在使用过程中，进行向内调心处理，增大环轧单元的分切力，使荒管快速的被环轧单元分切，且在轧辊上的切割部磨损时，通过利用调心单元同步对三组环轧单元进行向内调心处理，使轧辊可以继续对荒管进行切割，延长轧辊使用寿命；

(4)本实用新型通过在转轴的外圆周上设置螺旋状且成平行设置的切割部与成形部，使环轧单元对荒管同步进行热轧与分切工作，实现荒管连续加工成型为轴承套圈胚料，且加工出的轴承套圈胚料的外圆周面中部上有一体成型环形的凹槽；

(5)本实用新型在设置切割部时，将切割部的高度沿荒管的输送方向递增设置，逐步加深对荒管壁厚的切割，避免切割部对荒管挤压过度造成荒管形变，且在转轴末端处至少有两圈切割部的外端面为夹角设置，对荒管进行阶段式切割，避免成型的轴承套圈胚料的切割处避免飞边，影响轴承套圈胚料的后续加工；

(6)本实用新型在设置成型部时，在成型部对轴承套圈成型环中部完成成型工作后，后续的成型部对轴承套圈成型环进行支撑，避免切割部在进行切割时，应力集中于轴承套圈成型环上，导致成型后的轴承套圈成型环形变；

(7)本实用新型在设置环轧单元时，利用同步旋转的转轴配合其外表面上设置的螺旋状的切割部与成型部对荒管进行螺丝输送，使荒管自动进给，无需额外设置输送动力。

综上所述，本实用新型具有结构巧妙，自动化程度高，工作效率高等优点，尤其适用于轴承套圈的加工技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型正视结构示意图；

图2为本实用新型侧视结构示意图；

图3为图1中E-E处剖视结构示意图；

图4为图3中A处放大结构示意图；

图5为本实用新型环轧单元结构示意图；

图6为图5中B处放大结构示意图；

图7为图5中C处放大结构示意图；

图8为图5中D处放大结构示意图；

图9为本实用新型轴承套圈胚料剖视结构示意图；

图10为图5中F处放大结构示意图；

图11为涡轮与调心轴承截面结构示意图；

图12为本实用新型荒管受力示意图；

图13为本实用新型荒管切割部接触点示意图；

图14为本实用新型荒管成型部接触到示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例1：

以下参照附图对实施例进行说明，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用，另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

如图1、图2、图3与图12所示，一种轴承套圈数控环轧自动成型设备，包括：

机体1；

成型组件2，所述成型组件2转动安装于所述机体1上，其包括三组呈圆周阵列排布设置的环轧单元21，该成型组件2的中部形成有可供待加工荒管3通过的成型通道22，该成型通道22的轴线与三组环轧单元21的轴线均相互平行设置，且荒管3的外壁均与三组环轧单元21等距接触；所述环轧单元21的外圆周面上呈等距螺旋状沿其传送方向排布设置有切割部212，成型通道22的外径尺寸沿所述切割部212的螺旋方向逐渐减小；

支撑组件5，所述支撑组件5安装于所述成型通道22的两侧，且三组环轧单元21的两端分别转动安装于该支撑组件5上，该支撑组件5包括三组设置于所述成型通道22输入端的支撑单元51和三组设置于所述成型通道22输出端的调心单元52；以及

驱动组件6，所述驱动组件6包括三轴同步输出减速机61，该三轴同步输出减速机61通过链轮链条的传动方式驱动三组环轧单元21同向同速旋转，并同步带动位于所述成型通道22内的荒管3沿该成型通道22的轴线方向实现自动传送，且在成型通道22的出料端实现热轧环切成多个轴承套圈胚料4。

进一步说明的是，在荒管3进行热轧与切割的同时，荒管3由环轧单元21带动螺旋输入，荒管3的进给量分别与切割部212的螺旋量刚好适配，虽然荒管3在不断的向前输送，但是，切割部212也在螺旋改变。

如图13所示，并且，所述荒管3位于成型通道22内的部分，通过三组环轧单元21上的切割部212使其等分成型为若干轴承套圈成型环31，三组环轧单元21上的切割部212与任一所述轴承套圈成型环31的任一端面的切割接触点2120均位于同一节圆上；保证三组环轧单元21上的切割部212对荒管3加工时，成型成环状的轴承套圈胚料4,否则，而不会成型为螺旋状或麻花状。

值得注意的是，驱动组件6采用的是常规的驱动电机，故在说明附图中未对其进行附图标记，驱动组件6在驱动三组环轧单元21同向同速旋转的同时，通过螺旋设置的切割部212同步带动位于所述成型通道22内的荒管3沿该成型通道22的轴线方向实现自动传送，且据申请人叙述，荒管3由环轧单元21螺旋牵引输送的速度为4mm/s，免去了额外动力的使用，可以保证荒管3输送的水平精度，不会受外力作用发生改变，且通过环轧单元21带动荒管3进给，刚好使荒管3的进给量与切割部212螺旋量保持一致，恰好使环轧单元21在荒管3的外圆周上形成环轧，且每次分切出的轴承套圈胚料4的宽度保持一致，加工出轴承套圈胚料4的误差小，精度高。

值得强调的是，荒管3的进给速度V是可以通过驱动组件6调整环轧单元21的旋转速度进行调整的。

如图5、图6、图7与图9所示，其中，所述环轧单元21包括：

轧辊210，该轧辊210通过转轴211转动安装于所述支撑组件5上，所述切割部212凸设于该轧辊210的外壁上，该切割部212沿其螺旋方向依次划分为第一切割区212a和第二切割区212b，该第二切割区212b位于成型通道22的出料端处，且位于成型通道22出料端处的切割部212的凸设距离h1与所述荒管3的壁厚d之间满足：h1≥d。

进一步的，所述第一切割区212a的切割部212的端部呈平面状；所述第二切割区212b的切割部212的端部呈尖刀状。

更进一步的，所述切割部212的螺距均等于所述轴承套圈胚料4的宽度i。

需要说明的是，在切割部212对荒管3进行切割时，采用的是逐步加深的切割方式，因此切割部212的凸设距离沿荒管3的输送方向逐步增大，且最大处的凸设距离h1与所述荒管3的壁厚满足：h1≥d，采用逐步加深的切割方式，可以减小切割部对荒管的挤压程度，避免荒管形变，同时最大程度的保证切割后轴承套圈胚料4端面的平整。

进一步说明的是，在对荒管3端部的轴承套圈成型环31进行彻底分切时，采用阶段分切的方式，其通过设置第一切割区212a和第二切割区212b，将第一切割区212a的切割部212的端部呈平面状，第二切割区212b的切割部212的端部呈尖刀状，利用平面状的切割部212挤压荒管3，利用尖刀状的切割部212对荒管3进行切割，通过多次切割，配合切割部212的高度变化，实现阶段式分切，保证分切后的轴承套圈胚料4的端面的平滑性，减少飞边与毛刺的存在。

更进一步说明的是，前后相邻两圈的切割部212之间切割形成一个轴承套圈胚料4，因此，切割部212的螺距等于一个轴承套圈胚料4的宽度i。

如10与图11所示，作为一种优选的实施方式，所述调心单元52可对所述环轧单元21进行0.1～5mm的偏心调整，其包括：

安装座521；

调心轴承522，所述调心轴承522设置于所述安装座521上，其与所述转轴211套接，且其与该转轴211同轴设置；

涡轮523，所述涡轮523套设于所述调心轴承522的外侧，其与该调心轴承522偏心设置，且其偏心距离为D1＝0.1～5mm；以及

蜗杆524，所述蜗杆524配合设置于所述涡轮523的一侧。

需要说明的是，按照设计参数加工完成的三组环轧单元21，在安装过程中，完全是可以一次性安装到位，但是机械加工难免存在加工误差，因此通个调心单元52对环轧单元21进行调整，使三组环轧单元21的中心位于同一节圆上。

进一步说说明的是，调心单元52的工作原理是，在三组环轧单元21安装完成后，通过测量，检测出每组环轧单元21的偏差值，之后通过旋转蜗杆524，使涡轮523旋转，在旋转的过程中，由于调心轴承522与涡轮523偏心设置，调心轴承发生偏移，进而调整环轧单元21,使三组环轧单元21均处于同一节圆上。

更进一步说明的是，在使三组环轧单元21处于同一截圆上后，进行试机工作，在试机过程中，发现荒管3未被环轧单元切割，可以调节调心单元52使三组环轧单元21同步向里收缩，增加切割部212与荒管3的接触深度，而在切割部212工作一段时间发生磨损后，也可以通过调心单元52使三组环轧单元21同步向里收缩，增大切割部212与荒管3之间的切削力，延长切割部212的使用寿命。

实施例2：

图4为本实用新型一种轴承套圈数控环轧自动成型设备的实施例二的一种结构示意图；如图4所示，其中与实施例一种相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与图1所示的实施例一的不同之处在于：

如图4、图6、图8与图9所示，一种轴承套圈数控环轧自动成型设备，所述环轧单元21还包括：

成型部213，所述成型部213螺旋设置于所述轧辊210的外圆周面上，其设置于相邻两圈所述切割部212的中部，且其螺距与所述切割部212的螺距相等。

需要说明的是，在切割部212对荒管进行热轧切割的同时，成型部213同步对轴承套圈成型环31的外圆周面进行挤压，使轴承套圈胚料4的外圆周面中部同步形成一圈的凹槽41。

更进一步说明的是，由于切割部212与成型部213是固定设置在转轴211上的，且相邻两圈所述切割部212的中部设置一圈所述成型部213，因成型的轴承套圈胚料4上的环形凹陷部可以保证始终在轴承套圈胚料4外圆周的中部，不会发生偏差，该环形凹陷部至轴承套圈胚料4两侧端面的距离始终保持一致，精度高，为后续的端面打磨等其他精加工工序节省工时，而总所周知的，轴承属于精密加工件，如何提高轴承零部件的加工精度是一个技术难题。

如图7所示，其中，所述荒管3的传送方向与所述切割部212的螺旋方向一致。

进一步的，所述成型部213的螺距等于所述轴承套圈胚料4的宽度i。

如图14所示，更进一步的，三组环轧单元21上的成型部213与任一所述轴承套圈成型环31的外圆周面的成型接触点2130均位于同一节圆上。

需要说明的是，前后相邻两圈的切割部212之间切割形成一个轴承套圈胚料4，因此，切割部212的螺距等于一个轴承套圈胚料4的宽度i，又因为成型部213在轴承套圈胚料4的中部压凹形成一条凹槽41，故其螺距也等于一个轴承套圈胚料4的宽度i。

进一步说明的是，三组环轧单元21上成型部213与该轴承套圈成型环31的成型接触点2130均在一个节圆上，如此，方可保证三组环轧单元21上的成型部213对荒管3加工时，才会成型成环状的凹槽41,否则，则会成型为螺旋状或麻花状。

更进一步说明的是，在荒管3进行热轧分切的同时，荒管3由环轧单元21带动螺旋输入，荒管3的进给量与成型部213的螺旋量刚好适配，虽然荒管3在不断的向前输送，但是，成型部213也在螺旋改变，三组环轧单元21对荒管上任一个轴承套圈成型环31的成型接触点也始终保持在同一节圆上。

如图8所示，并且，所述成型部213的凸设距离h2与所述荒管3壁厚d满足：h2＝1/3d。

需要说明的是，在成型部213对荒管3进行挤压形成轴承套圈中部环形凹槽41时，成型部213可以采用类似切割部212高度逐步加深的加工方式进行挤压成型，但是据申请人反映，在实际研发过程中，由于成型部213的加工难度，优选采用了成型部213的高度一致的加工方式。

进一步说明的是，在轧辊210首端处的成型部213对荒管3进行挤压形成轴承套圈成型环31中部的凹陷部后，后续的成型部213对该凹陷部进行支撑，避免切割部212对荒管3进行分切的过程中，导致应力在凹陷部集中，造成形变。

工作过程如下：

三组环轧单元21成圆周阵列设置于机体1上，中部形成成型通道22，将荒管3插入成型通道22内，由于转轴211上螺旋设置的切割部212与成型部213的螺旋输送，荒管3不断输入到成型通道22内，荒管3受到转轴211上的切割部212与成型部213的挤压，不断形成一个个轴承套圈胚料4从成型通道22的输出端连续输出。

需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。