專利名稱：多功能輾環(huán)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明多功能輾環(huán)機涉及一種旋轉(zhuǎn)鍛造設(shè)備，是普通輾環(huán)機(又稱擴孔機) 的發(fā)展，既能用于輾擴比(輾后工件內(nèi)徑與輾前工件內(nèi)徑之比)較大、又能用于 輾擴比很小且形狀復雜的環(huán)件的成形。屬機械設(shè)計領(lǐng)域。
二、 背景技術(shù)-
普通立式輾環(huán)機(擴孔機)是一種歷史悠久的旋轉(zhuǎn)鍛造設(shè)備，廣泛應(yīng)用于軸 承內(nèi)外環(huán)、輪圈、鐵路輪箍等環(huán)件的塑性成形，它的山電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輾壓 輪與被動帶轉(zhuǎn)的芯輥形成一對軋輥，對套在芯輥上的環(huán)件毛坯進行周而復始的循 環(huán)軋制，環(huán)件內(nèi)外徑擴大、壁厚減薄而逐步成形，該機芯輥右側(cè)的推力輪抵住環(huán) 件使軋制過程平穩(wěn)，芯輥左側(cè)的信號輪控制環(huán)件外徑尺寸。它適用于外形較簡單、 擴孔比比較大的環(huán)件生產(chǎn)，但對擴孔比更大的環(huán)件，因推力輪在成形過程中固定 不動，擴到一定程度后，要調(diào)整推力輪位置，需對環(huán)件實施再次甚至多次加熱軋 制。對外形復雜且輾擴比又小的環(huán)件(尤其是外形有深凹槽的環(huán)件，如雙邊法蘭、 雙聯(lián)齒輪和雙邊支重輪、各類球閥的連接體等)普通輾環(huán)機無能為力，多點徑向
輾壓機(專利號ZL99239969.6)就是應(yīng)這種需求而出現(xiàn)，它在環(huán)件內(nèi)徑擴大到 外周與三個輾壓輪都接觸到后，繼續(xù)施壓，它在限制環(huán)件內(nèi)徑擴大的同時，對環(huán) 件外周的金屬進行旋轉(zhuǎn)反擠壓，使其充滿模具型腔，可使輾擴比很小且外形復雜 的環(huán)件成形。為方便裝卸工件，兩側(cè)的小輾壓輪需借助小氣(油)缸推動的杠桿 繞支點轉(zhuǎn)動而進入或離開工作位置。多點徑向輾壓機雖成功地用于生產(chǎn)這類特殊 環(huán)件，擴大了普通輾環(huán)機的功能，能使普通輾環(huán)機無法完成的環(huán)件成形，但存在 的問題是 一臺機器適用環(huán)件尺寸范圍有限，且更換環(huán)件品種時，調(diào)整設(shè)備不太 簡便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明多功能輾環(huán)機目的是提供一種新型輾環(huán)機，它兼有普通輾環(huán)機和多點 徑向輾壓機的基本功能，適用環(huán)件尺寸范圍大和不同輾壓比或外形復雜的環(huán)件， 且設(shè)備操作、調(diào)整簡便。多功能輾環(huán)機保留了普通立式輾環(huán)機(擴孔機)的床身、主輾壓輪和芯輥等主 要結(jié)構(gòu)，但將推力輪和信號輪(我們稱它們?yōu)樽蟆⒂覂蓚€小輾壓輪)的安裝、調(diào)整 和操控方法作了較大的變化。它在芯輥6的兩倒設(shè)有基本對稱布置的杠桿12, 杠桿的叉口上安放著兩個結(jié)構(gòu)相同的小輾壓輪13,杠桿的一端與闔定在床身上 的杠桿鉸軸7相連,另一端和能與主油缸相抗衡的耳環(huán)式油缸14的活塞桿相連， 油缸14的缸體尾部的耳環(huán)則與床身上鉸軸15相連，油缸14推動杠桿12皆同安 裝在其上的小輾壓輪13繞杠桿鉸軸7轉(zhuǎn)動，以大弧線的軌跡(接近合理的角度) 進入或離開工作位置，小輾壓輪13的工作位置借助杠桿12上的凸塊10及凸塊 10兩側(cè)的固定在床身上的調(diào)整螺母9和上、下調(diào)整螺桿8、 ll來設(shè)定或調(diào)整。
操控油缸14運動的三位四通換向閥18的一個出口iiJi液控單向閥17與油缸 14的大腔相通，另一個出口通到油缸14的小腔并與液控單向閥17的控制口相 連。操控換向闔18，壓力油正向頂開液控單向閥17進入油缸14的大腔，活塞 桿將小輾壓輪13推到杠桿的凸塊IO觸到下調(diào)整螺桿11時為止(進入設(shè)定的工作 位置)，換向閥18換向后，壓力油通到油缸14的小腔及液控單向閥17的控制口 ， 反向打開液控單向閥17使油缸大腔的油回流，油缸14的活塞桿帶動小輾壓輪 13后退，直至凸塊10觸到上調(diào)整螺桿8為止。換向閥18處于中位則鎖定之。
多功能輾環(huán)機工作機理如下
(1) 當作普通輾環(huán)機時，用兩惻的油缸14推動兩側(cè)的杠桿12將左、右兩個 小輾壓輪13(即信號輪和推力輪)調(diào)整到工作位置后，再分別用兩邊的上、下調(diào)整 嫘桿8和11將兩倒的杠桿12的凸塊10夾住，使兩倒的杠桿12連同安裝在其叉 口上的小輾壓輪13定位，此后兩側(cè)的油缸14不再參與工作。將熾熱環(huán)件毛坯5 套在芯輥6上，操控換向閥16，安裝在滑塊3和導軌2上的由電機"M速箱-傳動 軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主輾壓輪4在主油缸1的推動下行施壓時，主輾壓輪帶動環(huán)件毛坯 5轉(zhuǎn)動并和芯輥6組成一對軋輥對環(huán)件5進行周而復始的連續(xù)軋制，環(huán)件5在右 側(cè)的推力輪的協(xié)同下，平穩(wěn)地擴徑直到環(huán)件外徑觸到左側(cè)的信號輪時，換向閥 16換向，主輾壓輪退回到原位，卸下工件，完成輾環(huán)工序。
(2) 當環(huán)件的擴孔比(即輾壓后與輾壓前環(huán)件內(nèi)徑之比灘大時，推力輥的較佳 的工作位置應(yīng)隨環(huán)件直徑的擴大而后退，目前的立式輾環(huán)機因推力輥需停機后才 能調(diào)整，只好對環(huán)件進行再次或多次加熱上機輾制，成本增加、效率低o使用多 功能輾環(huán)機其工作過程如下:用右倒小油缸14將推力輪13調(diào)至環(huán)件較小直徑的位置，并借助右側(cè)下調(diào)整螺桿11'將杠桿12及其上的推力輪定位；再將推力輪調(diào)
至成品直徑位置，并借助右側(cè)上調(diào)整螺桿8將杠桿12及其上的推力輪13定位。 左側(cè)信號輪則定位在鍛成品位置上。開始工作時，小油缸14將推力輥13推至較 小直徑位置后，將換向閥18置于閉鎖的中位，小油缸14大腔油路上的液控單向 閥17封住了回路，因油液體積不可壓縮可頂住推力輪不使其后退，擴孔到一定 程度后，操控換向閥18使小油缸14小腔進油并頂開液控單向閥17使推力輪13 后退到新位置，再行輾壓(或在回油路徑中設(shè)置自動調(diào)節(jié)的阻尼，邊壓邊擴邊退)， 直至退到成品環(huán)件尺寸設(shè)定的位置(杠桿凸頭IO觸到上調(diào)整螺桿8)，完成輾環(huán)工 序為止，這樣，擴孔比大的普通環(huán)件不需停機調(diào)整，可望一火一次完成。
(3)當加工擴孔比很小且外形復雜憤別是有深凹銜的環(huán)件，普通輾環(huán)工藝和 設(shè)備對此無能為力，此時，多功能輾環(huán)機因其兼?zhèn)淞硕帱c徑向輾壓機的功能，能 方便地成形。其工作過程如下用兩側(cè)小油缸14將左、右兩個小輾壓輪13送至 成品尺寸的工作位置，調(diào)整兩側(cè)的下調(diào)整螺桿11使其與兩側(cè)杠桿12的凸頭10 分別接觸而定位，將兩側(cè)的上調(diào)整螺桿8松開遠離杠桿凸頭10。操作時先操控 兩換向閥，將兩個小輾壓輪13后退離開工作位置后，將熾熱環(huán)坯5套入芯輥6 后，再推動杠桿12使兩個小輾壓輪13進入工作位置，并將兩個換向閥18置于 中位使油路閉鎖，此后再降下主輾壓輪4對環(huán)坯施壓，環(huán)坯變形有兩個階段，首 先是普通的擴孔過程(此過程可形成較淺的中凹槽)，當外徑擴大到與左側(cè)小輾壓 輪(在普通輾環(huán)機上為信號輪)接觸后，繼續(xù)施壓，此時環(huán)件外周三處分別與三個 輾壓輪接觸，形成多點徑向輾壓，此時芯輥基本不受力，環(huán)件內(nèi)孔基本不再擴大 (實際生產(chǎn)過程中因切向摩擦力的存在，環(huán)件內(nèi)徑稍有擴大而脫離芯輥)，當環(huán)件 壁厚較厚徑向剛度較大時，環(huán)件可保持園度，三個輾壓輪在限制環(huán)件內(nèi)徑擴大的 同時，對環(huán)件外周的金屬進行旋轉(zhuǎn)反擠壓，使其環(huán)件外周金屬發(fā)生軸向流動，直 至充滿型腔、外周凹槽成形和外徑符合要求為止。然后再操控換向閥使三個輾壓 輪都退回而離開工作位置并取下工件。這類環(huán)件多因槽深孔小，若不使三個輾壓 輪離開工作位置，套在芯輥上的工件被兩側(cè)的小輾壓輪的突出部擋住而無法取 出。在多點徑向輾壓階段，三個輾壓輪徑向受力相近(因相互夾角不同而有所異)， 兩側(cè)小油缸14的大腔內(nèi)的油液因被閉鎖，腔內(nèi)被動形成壓力，使之與主油缸的 施壓力平衡。應(yīng)根據(jù)主油缸的最大施壓力來選取小油缸的缸徑，使小油缸大腔內(nèi) 的油壓不會超過常用液壓件的額定工作壓力(31.5Mp)，當主油缸的最大施壓力為500KN時，小油缸缸徑可選取為140亳米。
(4諾帶槽環(huán)件內(nèi)孔很小(如雙聯(lián)齒輪等)或無孔的帶槽盤形件，則可取走芯 輥，將坯件架放在進入工作位置的兩個小輾壓輪上面，主輾壓輪下降帶轉(zhuǎn)工件并 施壓，也能完成無孔(或小孔)的深凹槽盤形(或環(huán)形)零件的成形。
四

圖l、多功能輾環(huán)機結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2、履帶式推土機220雙邊支重輪輾鍛件。 圖3、履帶式推土機320雙邊支重輪輾鍛件。 圖4、 20"高壓球閥連接體輾鍛件。
五、 實施方案
多功能輾環(huán)機保留了普通立式輾環(huán)機(擴孔機)的床身、主輾壓輪和芯輥等主 要結(jié)構(gòu)，但將推力輪和信號輪(我們稱它們?yōu)樽?、右兩個小輾壓輪)的安裝、調(diào)整 和操控方法作了3^大的變化。它在芯輥6的兩倒設(shè)有基本對稱布置的杠桿12, 杠桿的叉口上安放著兩個結(jié)構(gòu)相同的小輾壓輪13,杠桿的一端與固定^身上 的杠桿鉸軸7相連，另 一端和能與主油缸相抗衡的耳環(huán)式油缸14的活塞桿相連， 油fe 14的te體尾部的耳環(huán)則與床身上鉸軸15相連，油缸14推動杠桿12皆同安 裝在其上的小輾壓輪13繞杠桿鉸軸7轉(zhuǎn)動，以大弧線的軌跡(^^近合理的角度) 進入或離開工作位置，小輾壓輪13的工作位置借助杠桿12上的凸塊10及凸塊 10兩側(cè)的固定，身上的調(diào)整螺母9和上、下調(diào)整螺桿8、 ll來設(shè)定或調(diào)整。
操控油缸14運動的三位四通換向閥18的一個出口通過液控單向閥17與油缸 14的大腔相通，另一個出口通到油缸14的小腔并與液控單向閥17的控制口相 連。操控換向閥18，壓力袖正向頂開液控單向閥V7進入油缸14的大腔，活塞 桿將小輾壓輪13推到杠桿12的凸塊10觸到下調(diào)整嫘桿11時為止(進入設(shè)定的 工作位置)，換向閥18換向后，壓力油通到油缸14的小腔且同時到達液控單向 閥17的控制口，反向打開液控單向閥17使油缸大腔的油回流，油缸14的活塞 桿帶動小輾壓輪13后退，直至凸塊10觸到上調(diào)整螺桿8為止。換向閥化處于 中位則鎖定之。油箱22、油泵21、溢流閥19和壓力表20等構(gòu)成液壓泵站。
本發(fā)明多功能輾環(huán)機兼有普通輾環(huán)機和多點徑向輾壓機的基本功能，適用于 不同輾壓比且外形復雜的環(huán)件，可用于小到外徑不足100亳米且有深槽的雙聯(lián)齒輪，大到外徑為930毫米、單側(cè)槽深160亳來通徑為500亳米、重達750公斤 的高壓球閥的連接體及履帶式工程機械雙邊支重輪等帶有深槽環(huán)件的精鍛成形 (見圖2、圖3、圖4)，不僅顯著地降低了原材料和能源的耗損(達20%至40%)、 節(jié)省了機加工費用，而且還因鍛造纖維流線呈仿形性而提高了零件的機械性能。 此外，該機不僅設(shè)備調(diào)整簡便迅速，且可在輾壓過程中快速(或自動)調(diào)整推力輪 位置，使擴孔比大的環(huán)件可以一火成形-該機可一機多用且環(huán)件尺寸范圍變化大， 從而擴大了輾環(huán)機的適用范圍，提高了輾環(huán)機的工作效率。多功能輾環(huán)機結(jié)構(gòu)簡 單、制造成本低、性能可靠壽命長。這種新機型有可能成為當前廣泛使用的各種 規(guī)格、型號的立式輾環(huán)機的換代產(chǎn)品。
本發(fā)明多功能輾環(huán)機的三個輾壓輪是液壓操控的，采用電動閥并配以相應(yīng)的 尺寸、位置和壓力等檢測傳感器，實現(xiàn)計算機控制的自動化生產(chǎn)(已是成熟技術(shù))， 也比現(xiàn)今人工手動調(diào)整的立式輾環(huán)機來得容易。
權(quán)利要求
1、本發(fā)明多功能輾環(huán)機，是在立式輾環(huán)軌芯輥(6)的兩側(cè)設(shè)有基本對稱布置的杠桿(12)，杠桿的叉口上安放著兩個結(jié)構(gòu)相同的小輾壓輪(13)，杠桿的一端與固定在床身上的杠桿鉸軸(7)相連，其特征是杠桿的另一端和能與主油缸相抗衡的耳環(huán)式油缸(14)的活塞桿相連，油缸(14)的缸體尾部的耳環(huán)則與床身上的鉸軸(15)相連，油缸(14)推動杠桿(12)皆同安裝在其上的小輾壓輪(13)繞杠桿鉸軸(7)轉(zhuǎn)動，小輾壓輪(13)的工作位置借助杠桿(12)上的凸塊(10)及凸塊(10)兩側(cè)的固定在床身上的調(diào)整螺母(9)和上、下調(diào)整螺桿(8)、(11)來設(shè)定或調(diào)整，操控油缸(14)運動的三位四通換向閥(18)的一個出口通過液控單向閥(17)與油缸(14)的大腔相通，另一個出口通到油缸(14)的小腔并與液控單向閥(17)的控制口相連，以推動兩個小輾壓輪進、退或?qū)⑺鼈冩i定。
全文摘要
本發(fā)明多功能輾環(huán)機，是在普通立式輾環(huán)機的芯輥兩側(cè)徑向布置兩個結(jié)構(gòu)相同的小輾壓輪部件，用油缸拖動它們在一定的軌跡上沿工件的徑向運動，其位置可用液壓閥鎖住，設(shè)備調(diào)整簡便迅速，且可不停機調(diào)整推力輪的位置，適用于生產(chǎn)輾擴比大小不同且外形復雜的環(huán)件，兼有普通輾環(huán)機和多點徑向輾壓機的基本功能，擴大了輾環(huán)機的應(yīng)用范圍，而且提高了輾環(huán)機的效率。
文檔編號B21H1/06GK101417310SQ20081020382
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者江紹成 申請人:江紹成