专利名称：多点径向辗压机的制作方法
技术领域：
本多点径向辗压机用于圆盘形或辗压比很小且断面形状较复杂的圆环形工件的旋转辗压成形设备。是一种新的环轧设备。
普通环轧机亦称扩孔机，广泛应用于滚动轴承内外环、火车轮箍等环形零件制造中。其原理是通过由一个辗压轮和芯辊所构成的一对轧辊，对环件进行连续轧制，在工件内径扩大的过程中，使断面形状逐步成形，工件周围虽然设有推力轮和信号轮，但它们都不直接参与对工件的轧制辗压。根据金属压力加工过程中的最小阻力定律，被加工环件的金属横向流动阻力远大于周向流动阻力，故环件的径向尺寸(即周长)的增加速度远快于形状复杂的断面或横向变形大的断面的成形速度。这种情况在辗压比比较小时(即径向尺寸扩大不大时)表现尤为明显，往往当环件的断面来不及成形时，其径向尺寸却已扩大到限。因此这种普通扩孔机只适用于加工断面形状简单或辗压比比较大或已预锻基本成形的环件，而对图3所示的带深凹母线的回转体工件是无能为力的，只能粗锻成无凹或浅凹母线的回转体，再机加工成形。这样，不仅原材料利用率低，且增加了机加工费用，从而提高了零件制造成本，通过机加工还切断了金属锻造纤维流线，降低了零件的机械性能。
94年获得专利权的多点径向辗压机(专利号ZL94236541.0)初步解决了上述问题，但还存在一些不足。本多点径向辗压机的目的是提供一种更适合于加工辗压比很小且断面形状又复杂的圆环形工件的旋转辗压成形设备。它与背景技术(专利号ZL94236541.0)比较，后者左侧副辗压轮为螺杆调整式，在工作过程中是固定不动的，且装卸工件均需工人用夹钳进行，这样不仅因副辗压轮与芯辊距离较小，且在装卸工件时不能变大，故表面凸凹度较大的工件将无法从中取出，这样，不仅使它的适用范围受到限制，而且装卸工件费力、费时。本实用新型的目的是这样实现的，将左侧副辗压轮也设计成与右侧相似的气动杠杆式，并采用有的扩孔机上使用的芯辊支承架，在其轴承孔中间安装了一个靠弹簧伸缩的轴，将该支架改进设计成可兼做装卸工件的机械手，实现了装卸工件的机械化，以达到操作调整设备简单，扩大适用范围，装卸工件方便省力的目的，因而生产效率更高。
本多点径向辗压机的结构设计方案，在机器上部有一个旋转且能上下运动的主辗压轮，对工件径向施压并带动工件旋转，在其下方两侧各布置了一个刚度足够的副辗压轮，三个轮子从不同的径向对工件施压。当工件径向刚度足够时，其外围同时施压的三个辗压轮将限制工件径向尺寸的自由扩大，迫使工件表层金属连续发生充满模具型腔的横向流动，不仅能保证各种复杂断面形状的顺利成形，且工件的尺寸和形状精度较—般模锻和环轧更高，是全纤维精锻。用本设备生产的推土机的单、双边支重轮轮体的辗压件，其外周尺寸和形状可直接达到成品图的要求。此外，工件还具有良好的金属纤维流线，提高了它的机械性能。由于成形特点是局部连续的变形，故设备所需功率较小。
以下通过附图，再对本机的特点作进一步的详细说明。
图1.本实用新型工作和结构原理。图2.兼做装卸工件机械手的芯辊支承架。图3.典型工件双边支重轮半轮体图。
按
图1，辗压机的主辗压轮(5)安装在滑块(3)上，滑块(3)与施压缸(1)(气缸或油缸)间用螺杆副(2)连接，以便调节主辗压轮(5)的行程终点位置，滑块(3)可沿导轨(4)上下滑动，主辗压轮(5)由主电机通过减速装置借助装有万向联轴器的传动轴驱动旋转。被加工环坯(7)套在可转动的芯辊(6)上，在主辗压轮(5)的下方两侧各安装一个刚度足够的副辗压轮(8)和(14)，它们分别安装在杠轩(9)和(15)上，并借助小气缸(12)和(19)绕支点轴(10)和(16)转动，以使两侧副辗压轮(8)和(14)进入或退出工作位置，便于装卸工件。其工作位置借助最终顶在挡块(13)和(18)上的螺杆(11)和(17)进行调整。由于杠杆支点轴(10)和(16)的位置是设计在各自的副辗压轮(8)和(14)所受辗压抗力N和周向摩擦力F的合力T的一侧，该合力与小气缸(12)和(19)使各自的副辗压轮(8)和(14)进入工作位置的转动方向相同，它们绕支点轴(10)和(16)的转矩都是逆时针方向的，从而使杠杆的挡块(13)和(18)紧压在调整螺杆(11)和(17)的端头上，小气缸(12)和(19)只起克服运动阻力和自重将副辗压轮进入或退出工作位置的作用，而不承受辗压力。该设计不仅能保证辗压过程的平稳进行，且操作更方便。
按图2(为
图1的侧向结构示意图)，在芯辊的正前方，设有一个芯辊活动支承架(27)，它安装在支点轴(29)上，双点划线为非工作位置，借助气缸(28)活塞杆的伸缩，支承架(27)可在机器的侧向平面内翻转，而进入工作位置，同时，中间轴销式气缸(28)也绕其转动轴(30)转动。在支承架的上端有一轴承套(25)，内装有滚动轴承(24)和内套(23)，伸缩轴(20)安装在内套(23)里。支承架进入辗压工作位置时，如图中实线所示，芯辊(6)可顶着伸缩轴(20)压缩弹簧(21)而缩入弹簧套筒(22)内。支承架离开芯辊时，伸缩轴在弹簧(21)的作用下伸出在轴承套(25)外，便于套上有孔的环坯(7)，并送至到芯辊(6)上。
本辗压机工作过程如下按图2，将加热至合适温度的环坯(7)套在伸缩轴(20)上，如图(2)双点划线所示，中间轴销式气缸(28)活塞杆伸出，驱动支承架(27)绕支点(29)转动，支承架(27)在进入辗压位置的过程中，芯辊(6)在克服弹簧(21)的张力、而将伸缩轴(20)顶入弹簧套筒(22)的同时进入支承架的内套(23)中，使芯辊悬伸的一端架在支承架上，而增加了芯辊的刚度，并将炽热的环坯套在芯辊上，完成了机械手上料过程。当辗压完卸料时，支承架在返回的过程中，它上面的勾爪(26)把辗好的工件(7)拖套在逐步复位伸出的伸缩轴(20)上，一同返回原位。
按
图1，工件(7)进入芯辊(6)后，借助气缸(12)和(19)使两侧辗压轮(8)和(14)进入工作位置。旋转着的主辗压轮(5)，在施压缸(1)的驱动下，下移接触工件(7)，并与芯辊(6)组成一对轧辊，在施压的同时带动工件(7)及芯辊(6)转动，工件在壁厚被轧薄的同时，内、外径扩大，这就是一般的扩孔工艺过程，亦是本机的第一阶段工作过程。当工件(7)的外周与两侧副辗压轮(8)和(14)先后接触后，主辗压轮继续施压，两个副辗压轮就参与了辗压过程，它们与主辗压轮(5)同时作用于旋转的工件外周上，开始了第二阶段工作过程，形成了多点径向辗压，三个轮子相互靠近限制了工件径向尺寸的自由扩大，迫使工件的表面金属发生较大的旨在充满轮槽型腔的横向流动。此时因工件表面金属的切向流动，可使工件内孔仍稍有扩大，以至工件(7)内孔表面脱离与芯辊(6)的接触，此后芯辊不再起作用(这样将大大延长芯辊的寿命)，因此它完全区别于一般的环轧(扩孔)。当主辗压轮(5)行程终了(可由精辗机构控制)，辗压过程即告结束。通过调整三个辗压轮(5、8、14)的最终位置，便可较精确地控制工件的外部尺寸。其尺寸精度可达±0.5mm，圆度可达0.2mm，表面粗糙度可达 显然，能得到这样精度的锻件，对提高锻件的机械性能、减少原材料消耗和节省机加工费用均有重要意义。
若辗压盘形工件，所不同的只是卸下芯辊(6)，先使两侧副辗压轮(8)和(14)进入工作位置后，再将盘坯放在两副辗压轮上，压下旋转的主辗压轮(5)，即可完成盘形工件的多点径向辗压成形。内孔不大的双联齿轮锻坯即属于这类零件(其较小的内孔可由机加工完成)。
权利要求1.多点径向辗压机是用于完成圆盘形或辗压比很小且断面形状较复杂的圆环形工件的旋转辗压成形设备，本机在工件的径向平面内，有一个由施压缸拖动上下运动且由主电机驱动旋转的主辗压轮(5)和一个可转动的芯辊(6)，在主辗压轮下方左右两侧各设一个有足够刚度的副辗压轮(8)和(14)，其特征是左侧的副辗压轮也与右侧结构相似，安装在杠杆(15)一端，借助小气缸(19)绕支点轴(16)转动，在杠杆(15)上靠近支点(16)的下方，有一挡块(18)，正对着该挡块有一个螺杆副(17)。
2.根据权利要求1所述的多点径向辗压机，在工件轴向正对芯辊的前方，设有一个芯辊的活动支承架，它借助带转轴(30)的气缸(28)绕支点(29)翻转，其特征是支承架的轴承孔内设有一根靠弹簧顶出的伸缩轴(20)。
专利摘要本多点径向辗压机用于完成圆盘形或辗压比很小且断面形状较复杂的圆环形工件的旋转辗压成形设备。由施压缸拖动上下运动并由电机驱动的主辗压轮,在施压时带动工件转动,下方两侧各有一个装在杠杆上有足够刚度的副辗压轮,从三个方向对转动的工件施压。两个副辗压轮均借助小气缸绕支点转动,杠杆一侧设有调整螺杆,以适应不同尺寸的工件,操作调整设备简单,适用范围较广。在正前方设有借助气缸翻转的芯辊支承架,可兼做装卸工件的机械手,装卸工件方便省力。
文档编号B21H1/00GK2421101SQ99239969
公开日2001年2月28日 申请日期1999年10月21日 优先权日1999年10月21日
发明者江绍成 申请人:江绍成