用于制造復雜截面環形件的輾環的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于制造復雜截面環形件的輾環機用于將毛坯加工成復雜截面環形工件（15）。它包括水平油缸（1）、主軸基座（3）、電機（4）、齒輪箱（5）、下壓油缸（8）、機架（9）、下壓輪基座（10）、下壓輪（11）、芯輥（12）、扣架（13）、主成型輪（14）、芯輥座（19）、扣架油缸（21）、主壓油缸（26）、床身（27）和主軸（31）。本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，此輾環機生產效率高，操作簡單，能耗低，產品精度和成品率高。
【專利說明】用于制造復雜截面環形件的輾環機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輾環機，尤其涉及一種制造復雜截面環形件的輾環機。屬于機械設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]環件軋制(亦稱輾環、環件輾擴、擴孔、軋環)是借助輾環機(亦稱軋環機、環軋機、擴孔機)使環件產生連續局部塑性變形，進而實現壁厚與高度減小、直徑擴大、截面輪廓成形的塑性加工工藝
一般無環機生廣流程如下:備料一加熱一鍛造制還一無環(環鍛)一金加工一成品出廠。輾環機是將已鍛制好的高溫金屬坯料用機械手套至環機芯輥上，主輥、錐輥旋轉，芯輥、錐輥對工件加壓，軋至到要求的形狀與尺寸(一般只加工矩形環件)。
[0003]復雜截面環形件是指除矩形截面以外的無縫輾壓環形件，它包括軸承環、齒輪輞、回轉環、環形錐齒輪以及各種高頸法蘭、閥接等。
[0004]復雜截面環形件的制造有以下三種辦法(現以高頸法蘭為例):1、自由鍛制造(針對小型法蘭)在空氣錘上需三到四火，同時需要10-12個工人和3臺空氣錘才能完成，速度慢，生產效率低，材料火耗大，工件余量大，并且需要各種模具；2、普通輾環機制造(針對中大型高頸法蘭)，由于普通的輾環機成形時在工件上會產生兩個變形區(主輥與芯輥變形區，使得工件徑向變形，保證工件的壁厚；上下錐輥變形區，使得工件軸向變形，保證工件的高度)，只能生產形狀簡單的環形件。所以采用普通的輾環機生產時，一般將高頸法蘭加工成截面為矩形的環形件，然后在車床上加工到圖紙尺寸，材料利用率只能達到45%-60% ;3、普通輾環機與模鍛、自由鍛相結合制造，用模鍛或自由鍛將坯料制成高頸法蘭相近的形狀與尺寸(將輾環機的主輥和芯輥制成高頸法蘭的口型)，然后在輾環機加工成高頸法蘭(只起整形與少量變形的作用)，這種方法的缺點是沒有克服模鍛投資大只適合單一品種的大量生產或自由鍛費工費料的缺點，制造過程十分復雜，這三種方法造成很大的人力和材料浪費。
[0005]普通輾環機使用主輥、芯輥和上、下錐輥兩套加力系統，在工作過程中，電腦控制系統必須保證主電機、上錐輥電機和下錐輥電機按比例同步，使得整臺設備的控制相當復雜，操作工的要求也相當高，必須經過長期培訓，工作中經常出現因控制的不同步造成工件報廢，因此普通輾環機只能成形形狀簡單的矩形件。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服上述不足，提供了用于制造復雜截面環形件的輾環機，此輾環機大大簡化了制坯過程，生產效率高，操作簡單，能耗低，產品精度和成品率高。
[0007]本發明的目的是這樣實現的:
一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，用于將毛坯加工成復雜截面環形工件，其特征在于；所述輾環機包括水平油缸、主軸基座、電機、齒輪箱、下壓油缸、機架、下壓輪基座、下壓輪、芯輥、扣架、主成型輪、芯輥座、扣架油缸、主壓油缸、床身和主軸；
所述齒輪箱固定在水泥基礎坑中，所述主軸基座設置在床身上，電機固定在齒輪箱上并通過齒輪傳動與主軸連接，主軸安裝在主軸基座內，主軸的上端與主成型輪固定連接，所述主成型輪呈臺階狀，機架固定在主軸基座上，下壓油缸的缸體固定在機架上，活塞部與下壓輪基座連接，下壓輪基座可沿機架的導軌上下移動，所述水平油缸的缸體固定在下壓輪基座上，水平油缸的活塞部與下壓輪連接，下壓輪設置在在下壓輪基座上，下壓輪可在下壓輪基座內左右移動，所述下壓輪的下端面與主成型輪的臺階面配合形成軸向變形區；
所述扣架和芯輥座均設置在床身上，扣架的右端與芯輥座右端上部鉸接，所述芯輥的下端安裝在芯輥座上，所述扣架油缸的缸體固定在床身上，活塞部與扣架的中部連接，在扣架油缸的作用下，扣架逆時針轉動下壓與芯輥的上端配合，從而芯輥、扣架和芯輥座組成一個閉合體，所述主壓油缸的缸體固定在床身上，活塞部與芯輥座的右端面連接，芯輥、扣架和芯輥座組成的閉合體可在床身上左右移動，閉合體右移時，芯輥的側面與主成型輪側面配合形成徑向變形區。
[0008]本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，還包括上限位輥、下限位輥、下限位基座、限位油缸、機座、上限位基座、齒條滑軌、變速箱和變頻電機，上限位輥安裝在上限位基座內，限位油缸的缸體固定在機座上，活塞部與上限位基座鉸接，在限位油缸的作用下上限位基座可在機座上下移動，下限位輥安裝在下限位基座內，下限位基座固定在機座上，齒條滑軌與基座的右端連接，變頻電機帶動變速箱內的齒輪使齒條滑軌運動，機座設置在芯輥座上。
[0009]本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，還包括抱輥基座、抱輥油缸、抱輥和同步齒輪，所述抱輥基座固定在床身上，抱輥油缸有兩個且其缸體與床身鉸接，活塞部分別與兩個抱輥鉸接，鉸接點靠近抱輥尾部，兩個抱輥的尾部通過同步齒輪連接，兩個抱輥的頭部分別與工件外壁面相抵。
[0010]本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，其上限位基座上設置有檢測裝置。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
①本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，主成型輪，下壓輪和芯輥形成了一個與工件形狀相對應的封閉型腔，擠壓時工件受到四個方向的擠壓力，工件充滿型腔，便于復雜截面環形件的加工成形。
[0012]②本發明簡化了復雜截面環形件的制坯過程，本發明使用普通的坯料就能加工出復雜截面環形件，不需要用自由鍛或模鍛制成與要求環形件形狀相近的毛坯，簡化了生產過程,提高了生產力，并大大降低了生產成本。
[0013]③本發明只用一個電機帶動主成型輪轉動，下壓輪、芯輥、上限位輪和下限位輪都隨動于主成型輪，因此不存在普通輾環機的多電機速度匹配的控制問題，使操作控制大為簡單，提高了生產率和成品率，并降低了能耗。
[0014]④本發明不光能加工復雜截面環形件，對一般矩形普通環形件也是一種很好的加工設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機加工時的結構示意圖。
[0016]圖2為圖1的俯視圖。
[0017]圖3為圖1中A的放大圖。
[0018]圖4為本發明一種用于制造復雜截面環形件的輾環機加工前的結構示意圖。
[0019]圖5為本發明加工的一些復雜截面環形件的結構示意圖。
[0020]圖中:
水平油缸1，
抱輥基座2，
主軸基座3，
電機4，
齒輪箱5，
抱輥油缸6，
抱輥7，
下壓油缸8，
機架9，
下壓輪基座10，
下壓輪11，
芯輥12，
扣架13，
主成型輪14，
工件15，
上限位輥16，
下限位輥17，
下限位基座18，
芯輥座19，
限位油缸20，
扣架油缸21，
機座22，
上限位輥基座23，
檢測裝置24，
齒條滑軌25，
主壓油缸26，
床身27，
變速箱28，
變頻電機29，
同步齒輪30，
主軸31。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1-5，本發明涉及一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，用于將毛坯加工成復雜截面環形工件15，所述輾環機包括水平油缸1、抱輥基座2、主軸基座3、電機4、齒輪箱5、抱輥油缸6、抱輥7、下壓油缸8、機架9、下壓輪基座10、下壓輪11、芯輥12、扣架13、主成型輪14、工件15、上限位輥16、下限位輥17、下限位基座18、芯輥座19、限位油缸20、扣架油缸21、機座22、上限位基座23、檢測裝置24、齒條滑軌25、主壓油缸26、床身27、變速箱28、變頻電機29、同步齒輪30和主軸31，
所述齒輪箱5固定在水泥基礎坑中，電機4固定在齒輪箱5上并通過齒輪傳動與主軸31連接，主軸31通過軸承安裝在主軸基座3內，主軸31的上端與主成型輪14固定連接，所述主成型輪14呈臺階狀(與要求的環形件截面相對應)。
[0022]所述主軸基座3用螺栓固定在水平放置的床身27上，機架9固定在主軸基座3上，下壓油缸8的缸體固定在機架9的上梁上，活塞部與下壓輪基座10連接，在下壓油缸8的作用下，下壓輪基座10可沿機架9的導軌上下移動，所述水平油缸I的缸體固定在下壓輪基座10上，水平油缸I的活塞部與下壓輪11連接，下壓輪11通過軸承安裝在下壓輪基座10內，所述下壓輪11與主成型輪14的臺階面配合形成軸向變形區，在水平油缸I的作用下，下壓輪11可在下壓輪基座10內左右移動，從而調整與芯輥12的距離保證整個工作過程順利進行。
[0023]所述扣架13和芯輥座19均設置在床身27上，扣架13的右端與芯輥座19右端上部鉸接，所述芯輥12的下端安裝在芯輥座19的安裝套內，所述扣架油缸21的缸體與芯輥座19鉸接，活塞部與扣架13的中部連接，在扣架油缸21的作用下，扣架13逆時針轉動下壓與芯輥12的上端配合，從而芯輥12、扣架13和芯輥座19組成一個閉合體；所述主壓油缸26的缸體固定在床身27上，活塞部與芯輥座19的右端面連接，在主壓油缸26的作用下芯輥12、扣架13和芯輥座19組成的閉合體可沿著床身27的導軌左右移動，閉合體右移時，芯輥12與主成型輪14側面形成徑向變形區。
[0024]所述上限位輥16與下限位輥17用于保證工件15的豎直位置，上限位輥16通過軸承安裝在上限位基座23內，限位油缸20的缸體固定在機座22的上梁上，活塞部與上限位基座23鉸接，在限位油缸20的作用下上限位基座23可沿機座22的導軌上下移動，下限位輥17通過軸承安裝在下限位基座18內，下限位基座18固定在機座22上，齒條滑軌25與基座18的右端連接，變頻電機29帶動變速箱28內的齒輪使齒條滑軌25運動，機座22設置在芯輥座19的導軌上，所述上限位基座23上設置有檢測裝置24，檢測裝置24用于檢測工件15在加工過程中的直徑。
[0025]所述抱輥基座2固定在床身27上，抱輥油缸6有兩個且其缸體與床身27鉸接，活塞部分別與兩個抱輥7的中下部鉸接，使得抱輥7能以抱輥軸心轉動，兩個抱輥7的尾部通過同步齒輪30連接，同步齒輪30使得兩個抱輥7同步運行以保證工件15的水平位置，兩個抱輥7的頭部分別與工件15外壁面相抵。
[0026]工作原理:本發明的主成型輪14，下壓輪11和芯輥12形成了一個封閉的型腔，型腔尺寸為工件15的截面尺寸，
輾環機工作時，工件15在封閉的型腔內受到上下面、內壁和外壁的擠壓力，從而改變了普通輾環機有兩個分開的變形區的工作模式(變形區內材料只受單向壓力)，使得工件15容易變形，能順利地加工成所要求的復雜截面環形工件的形狀與尺寸，本發明可用普通輾環機所用的坯料(不需用模鍛或自由鍛制成與工件形狀相近的坯料)，直接加工出余量均勻的復雜截面環形件，簡化了制坯過程同時余量也大幅減少，軋制時電機4通過齒輪箱5帶動主軸31轉動，主成型輪14通過摩擦力帶動工件15旋轉，同時工件15又通過摩擦力帶動芯輥12和下壓輪11 一起同步轉動。
[0027]工作過程:
主成型輪14的位置固定且在水平方向做旋轉運動，上料前扣架13在扣架油缸21的作用下順時針轉動，芯輥12在芯輥座19上，機械手將毛坯套進芯輥12中，扣架13逆時針轉動下壓與芯輥12的上端配合并與芯輥座19形成一個閉合體，在主壓缸26的作用下閉合體向左移動，使芯輥12的側面與主成型輪14的側面形成一個徑向變形區，并作用于工件15的內、外側面上使其徑向變形，保證工件15的徑向尺寸及形狀；在下壓油缸8的作用下，下壓輪11下降，在下壓輪11的下表面與主成型輪14的臺階面形成一個軸向變形區，作用于工件15的上、下表面使其軸向變形，保證工件15的軸向尺寸及形狀；在抱輥油缸6的作用下，抱輥7的頭部抵住工件15的外壁面，保證工件15的水平位置，上限位輥16和下限位輥17在工件15相對于變形區的另一端分別作用于工件15的上表面和下表面，保證工件15的豎直位置，在工件15加工過程中，變頻電機29通過變速箱28帶動齒條滑軌25隨著工件15直徑的增大向右移動，以調整上限位輥18和下限位輥19與工件15的相對位置，同時檢測裝置24檢測工件15直徑尺寸。
[0028]本發明只用一個電機4帶動主成型輪14轉動，下壓輪11及芯輥12都隨動于主成型輪14，因此不存在普通輾環機多電機速度匹配的控制問題，使操作控制大為簡單，提高了成品率。此外，本發明對一般矩形普通環鍛件也是一種很好的加工設備。
【權利要求】
1.一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，用于將毛坯加工成復雜截面環形工件(15)，其特征在于；所述輾環機包括水平油缸(I)、主軸基座(3)、電機(4)、齒輪箱(5)、下壓油缸(8)、機架(9)、下壓輪基座(10)、下壓輪(11)、芯輥(12)、扣架(13)、主成型輪(14)、芯輥座(19)、扣架油缸(21)、主壓油缸(26)、床身(27)和主軸(31)； 所述齒輪箱(5 )固定在水泥基礎坑中，所述主軸基座(3 )設置在床身(27 )上，電機(4 )固定在齒輪箱(5 )上并通過齒輪傳動與主軸(31)連接，主軸(31)安裝在主軸基座(3 )內，主軸(31)的上端與主成型輪(14)固定連接，所述主成型輪(14)呈臺階狀，機架(9)固定在主軸基座(3)上，下壓油缸(8)的缸體固定在機架(9)上，活塞部與下壓輪基座(10)連接，下壓輪基座(10)可沿機架(9)的導軌上下移動，所述水平油缸(I)的缸體固定在下壓輪基座(10)上，水平油缸(I)的活塞部與下壓輪(11)連接，下壓輪(11)設置在在下壓輪基座(10)上，下壓輪(11)可在下壓輪基座(10)內左右移動，所述下壓輪(11)的下端面與主成型輪(14)的臺階面配合形成軸向變形區； 所述扣架(13)和芯輥座(19)均設置在床身(27)上，扣架(13)的右端與芯輥座(19)右端上部鉸接，所述芯輥(12)的下端安裝在芯輥座(19)上，所述扣架油缸(21)的缸體與芯輥座(19)鉸接，活塞部與扣架(13)的中部連接，在扣架油缸(21)的作用下，扣架(13)逆時針轉動下壓與芯輥(12)的上端配合，從而芯輥(12)、扣架(13)和芯輥座(19)形成一個閉合體，所述主壓油缸(26)的缸體固定在床身(27)上，活塞部與芯輥座(19)的右端面連接，芯輥(12 )、扣架(13 )和芯輥座(19 )組成的閉合體可在床身(27 )上左右移動，閉合體右移時，芯輥(12)的側面與主成型輪(14)側面配合形成徑向變形區。
2.根據權利要求1所述的一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，其特征在于:所述輾環機還包括上限位輥(16)、下限位輥(17)、下限位基座(18)、限位油缸(20)、機座(22)、上限位基座(23)、齒條滑軌(25)、變速箱(28)和變頻電機(29)，上限位輥(16)安裝在上限位基座(23 )內，限位油缸(20 )的缸體固定在機座(22 )上，活塞部與上限位基座(23 )鉸接，在限位油缸(20 )的作用下上限位基座(23 )可在機座(22 )上下移動，下限位輥(17 )安裝在下限位基座(18)內，下限位基座(18)固定在機座(22)上，齒條滑軌(25)與基座(18)的右端連接，變頻電機(29 )帶動變速箱(28 )內的齒輪使齒條滑軌(25 )運動，機座(22 )設置在芯輥座(19)的導軌上。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，其特征在于:所述輾環機還包括抱輥基座(2)、抱輥油缸(6)、抱輥(7)和同步齒輪(30)，所述抱輥基座(2)固定在床身(27)上，抱輥油缸(6)有兩個且其缸體與床身(27)鉸接，活塞部分別與兩個抱輥(7)鉸接，鉸接點靠近抱輥(7)尾部，兩個抱輥(7)的尾部通過同步齒輪(30)連接，兩個抱輥(7)的頭部分別與工件(15)外壁面相抵。
4.根據權利要求2所述的一種用于制造復雜截面環形件的輾環機，其特征在于:所述上限位基座(23)上設置有檢測裝置(24)。
【文檔編號】B21H1/06GK104226867SQ201410484761
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】蔣建偉 申請人:蔣建偉