專利名稱：立式輾環(huán)機(jī)的軸向輾壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明立式輾環(huán)機(jī)的軸向輾壓裝置，是普通立式輾環(huán)機(jī)的附加裝置，它解決了立 式輾環(huán)中常出現(xiàn)的側(cè)面毛刺和端面凹陷的鍛造缺陷，提高了鍛件質(zhì)量。屬機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
輾環(huán)機(jī)已問世幾十年，被廣泛應(yīng)用在各類軸承內(nèi)外環(huán)、法蘭、齒圈和火車輪箍等數(shù) 千萬噸的各種環(huán)件的大批量生產(chǎn)中。在環(huán)件的擴(kuò)孔過程中，環(huán)件兩側(cè)面的毛刺和端面凹陷， 是常見又難免的缺陷。這是由于在輾環(huán)過程中，受壓和形變僅發(fā)生在環(huán)件內(nèi)外徑的表面層， 在主輾壓輪的切向摩擦力的作用下，環(huán)件內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力所致。尤其是輾擴(kuò)比(環(huán)件擴(kuò)后 內(nèi)徑與擴(kuò)前毛坯內(nèi)徑之比)大的環(huán)件，其端面凹陷深度常達(dá)幾毫米。這就需要加大環(huán)件毛 坯的軸向高度和后續(xù)的機(jī)加工費(fèi)用，從而降低了材料利用率并提高了制造成本。輾環(huán)機(jī)主要有立式輾環(huán)機(jī)和臥式輾環(huán)機(jī)兩大類。前者常用于直徑小于400毫米的 中小型環(huán)件的生產(chǎn)；后者用于大型環(huán)件，現(xiàn)今的臥式輾環(huán)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜并已實(shí)現(xiàn)數(shù)控，它安置 了體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的的軸向輾壓部件，它的上下兩個(gè)錐形軋輥分別由調(diào)速電機(jī)經(jīng)變速 箱驅(qū)動，上軋輥用油缸拖動對環(huán)件端面施壓，整個(gè)部件又借助液壓伺服系統(tǒng)隨環(huán)件直徑擴(kuò) 大而沿徑向?qū)к壸鞲欉\(yùn)動。它雖較好地解決了環(huán)件端面凹陷和毛刺之類的缺陷，但結(jié)構(gòu) 復(fù)雜龐大、造價(jià)高昂，一臺臥式輾環(huán)機(jī)的售價(jià)常為普通立式輾環(huán)機(jī)的十幾倍、甚至數(shù)十倍。 僅其軸向輾壓部件的造價(jià)就超過了幾臺立式輾環(huán)機(jī)的總價(jià)。昔日的各種規(guī)格的立式輾環(huán)機(jī)加工的環(huán)件直徑一般都不超過400毫米，隨著技術(shù) 的發(fā)展和環(huán)件需求量的增長，現(xiàn)在設(shè)計(jì)制造的立式輾環(huán)機(jī)已能軋制直徑達(dá)1200毫米的環(huán) 件，由于其售價(jià)僅是臥式輾環(huán)機(jī)售價(jià)的零頭，而受到大多數(shù)中小企業(yè)的歡迎。目前國內(nèi)外的 立式輾環(huán)機(jī)由于多種原因都沒有設(shè)置軸向輾壓裝置，因此無法解決立式輾環(huán)機(jī)的環(huán)件的側(cè) 面毛刺和端面凹陷的慣性質(zhì)量問題，對輾擴(kuò)比大于5或直徑大于500毫米的環(huán)件，為克服上 述缺陷，常需采取多火加熱、火間鍛平端面的措施。顯然，這不僅影響了環(huán)件質(zhì)量、提高了成 本，而且降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對立式輾環(huán)機(jī)的上述不足，設(shè)計(jì)一種適合于立式輾環(huán)機(jī)的新型軸向 輾壓裝置，它不同于臥式輾環(huán)機(jī)軸向輾壓裝置的龐大和復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、便于安裝、 且調(diào)整操作方便。在環(huán)件徑向輾壓(擴(kuò)孔)過程中，同時(shí)對環(huán)件的軸向兩端面進(jìn)行輾壓，以 達(dá)到消除環(huán)件側(cè)面毛刺和端面凹陷的缺陷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本裝置的構(gòu)架的下部安裝著一個(gè)由油馬達(dá)驅(qū)動的、在原地旋轉(zhuǎn)的下托軋輥，下托 軋輥的上表面(上母線)略高于機(jī)器原有的托住環(huán)件下端面的擋板，參與托住環(huán)件并協(xié)助 環(huán)件轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于一個(gè)能主動轉(zhuǎn)動的滾動擋板。構(gòu)架的上部斜置著一個(gè)錐形上壓軋輥，其下表面(下母線)與環(huán)件上端面接觸，上壓軋輥由與其同軸的油缸體(活塞不動)拖動，沿一 定角度O0-30度)作伸縮運(yùn)動，以壓向或離開環(huán)件的上端面。上壓軋輥和油缸整體可沿構(gòu) 架導(dǎo)軌作上下調(diào)整運(yùn)動(手動或機(jī)動)，以調(diào)整上壓軋輥的工作位置，適應(yīng)軋制不同高度的 環(huán)件，調(diào)好后用活塞桿端的螺母緊固之。上壓軋輥與不轉(zhuǎn)的油缸體間有軸承，在軋制過程中 隨環(huán)件旋轉(zhuǎn)而被帶轉(zhuǎn)。由油缸推動的并被環(huán)件帶轉(zhuǎn)的上壓軋輥和原處主動轉(zhuǎn)動的下托軋輥 組成一對軋輥，夾住環(huán)件的兩側(cè)，在主機(jī)輾環(huán)的同時(shí)，對環(huán)件兩端面實(shí)施周而復(fù)始的連續(xù)地 滾動輾壓，以消除側(cè)面毛刺和端面凹陷。因本裝置是用螺釘安裝在機(jī)器床面上，不能隨環(huán)件直徑擴(kuò)大而跟隨運(yùn)動，應(yīng)布置 在床面芯輥右上方的芯輥與推力輥之間的區(qū)域或左上方的芯輥與信號輥之間的區(qū)域，因該 區(qū)域環(huán)件在擴(kuò)孔過程中端面位移較小，從而能保持該裝置的一對軋輥與環(huán)件端面的接觸。本裝置是立式輾環(huán)機(jī)的獨(dú)立附設(shè)機(jī)構(gòu)，新造機(jī)器設(shè)置或舊機(jī)改造添置均可，它可 與主機(jī)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，隨著環(huán)軋(擴(kuò)孔)工序的開始或結(jié)束，本裝置自動進(jìn)入或退出工 作狀態(tài)，不僅操作簡便且便于工件的上料或取下。本發(fā)明立式輾環(huán)機(jī)軸向輾壓裝置的有益效果1、解決了立式輾環(huán)機(jī)生產(chǎn)中的環(huán)件側(cè)面毛刺和端面凹陷的老大難缺陷，改善了環(huán) 件質(zhì)量。2、節(jié)約了原材料，提高了生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了普通立式輾環(huán)機(jī)的工作范圍。3、結(jié)構(gòu)簡單、可靠實(shí)用、安裝調(diào)整方便、造價(jià)低。4、無須復(fù)雜控制系統(tǒng)就可與主機(jī)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行。


圖1、軸向輾壓裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、軸向輾壓裝置的液壓原理圖。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但非限制其范圍。見附圖1和附圖2，底板11焊接在機(jī)器的床面上，本裝置的構(gòu)架14借助螺釘12安 裝在底板11上，構(gòu)架14的下部安裝著用軸承組18支承的下托軋輥19，下托軋輥其上表面 略高于機(jī)床上原有的環(huán)件擋板，與環(huán)件20的下端面接觸，下托軋輥19的右端用鍵17與油 馬達(dá)15的輸出軸相連，油馬達(dá)15借助油馬達(dá)支架16固定在底板11上。構(gòu)架14的上部是 傾鈄a角的垂直導(dǎo)軌13，上部敞開的導(dǎo)軌13用螺釘7借助上蓋板6將其封閉，滑塊4內(nèi)裝 有可軸向運(yùn)動的油缸體3，油缸體3的左端借助軸承組2支承著夾角為加的錐形上壓軋輥 1，油缸體1的右端有油缸蓋8，活塞9的活塞桿其端部穿過構(gòu)架14的端板上的長孔并用螺 母10固定。當(dāng)壓力油經(jīng)活塞桿內(nèi)的油路進(jìn)入油缸體3的大腔時(shí)，油缸體3帶著可自由轉(zhuǎn)動 的上壓軋輥1伸出(行程為幻并壓在環(huán)件20的上端面上，與下托軋輥構(gòu)成一對軋輥?；?塊4連同安裝在其上的油缸體3、活塞9及上壓軋輥1，借助帶手柄的提升螺桿5 (也可借 助液壓油缸拖動)，在構(gòu)架14的導(dǎo)軌13上作調(diào)整高度H的升降運(yùn)動，以適應(yīng)不同高度的環(huán) 件，高度調(diào)整好之后，用螺母10將其固定。電動機(jī)32帶動油泵四將油箱31內(nèi)的油，經(jīng)濾 油器30抽至壓力油路，溢流閥沈調(diào)定最大壓力并顯示在壓力表28上，兩位二通電磁換向閥27連通溢流閥沈的控制口，斷電時(shí)油泵四卸荷。油泵出口分兩路，一路經(jīng)兩位二通電 磁換向閥21通向油馬達(dá)15的進(jìn)油口，帶動下托軋輥19轉(zhuǎn)動；另一路經(jīng)減壓閥22減壓后 (調(diào)定壓力顯示于壓力表23上)，經(jīng)兩位四通電磁換向閥M和活塞9內(nèi)的通道到油缸體3 的大、小腔，在小腔的通道上設(shè)有壓力繼電器25 (PJ2)。與主機(jī)聯(lián)動后的自動運(yùn)行過程如下當(dāng)立式輾環(huán)機(jī)的主油缸33帶動旋轉(zhuǎn)的主輾壓輪下壓至環(huán)件表面時(shí)，輾環(huán)過程開 始，環(huán)件開始轉(zhuǎn)動，主油缸33施壓腔升至調(diào)定的工作油壓，主油缸33油路上的壓力繼電器 PJl動作，1DT、2DT、3DT通電，電磁換向閥21、24、27換向，油泵四輸出的壓力油一路經(jīng)電磁 換向閥21，驅(qū)動油馬達(dá)15帶動下托軋輥19轉(zhuǎn)動，空轉(zhuǎn)時(shí)其表面線速度必需大于環(huán)件外園的 線速度；另一路經(jīng)減壓后通過電磁換向閥M到油缸體3的大腔，油缸體3帶動可自由轉(zhuǎn)動 的上壓軋輥1伸出并壓在環(huán)件20的上端面上。主動轉(zhuǎn)動的下托軌輥與自由轉(zhuǎn)動的上壓軋 輥構(gòu)成一對軋輥，在主機(jī)輾環(huán)的同時(shí)，對環(huán)件兩端面進(jìn)行周而復(fù)始的連續(xù)地滾動輾壓。因油 馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于主輾壓輪的轉(zhuǎn)矩，環(huán)件的線速度將取決于主輾壓輪的線速度，此時(shí)下托 軋輥(油馬達(dá))的轉(zhuǎn)速將跟隨環(huán)件端面的速度，下托軋輥還起著協(xié)助環(huán)件轉(zhuǎn)動的滾動擋板 的作用。當(dāng)環(huán)件外徑與信號輥一接觸，表明環(huán)件已擴(kuò)孔到尺寸，環(huán)輾過程結(jié)束。此時(shí)主輾壓 輪回程上升離開環(huán)件，主油缸33施壓腔變成低壓回油，壓力繼電器PJl復(fù)位斷開，1DT、2DT 斷電，電磁換向閥21、M復(fù)位，油馬達(dá)15 (下托軋輥19)停轉(zhuǎn)，油缸體3小腔進(jìn)油，帶動上壓 軋輥斜向后退離開環(huán)件，當(dāng)油缸體縮回到位后，小腔壓力升高，壓力繼電器PJ2動作使3DT 斷電，油泵回到卸荷狀態(tài)，軸向輾壓裝置的一個(gè)工作循環(huán)過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明立式輾環(huán)機(jī)的軸向輾壓裝置，是一個(gè)獨(dú)立的附加裝置，在主機(jī)環(huán)輾的同時(shí)，對 環(huán)件兩端面實(shí)施周而復(fù)始的連續(xù)地滾動輾壓，其特征是在裝置的構(gòu)架的下部安裝著一個(gè) 由油馬達(dá)驅(qū)動的、在原地旋轉(zhuǎn)的下托軋輥，構(gòu)架的上部斜置著一個(gè)錐形上壓軋輥，上壓軋輥 由與其同軸的油缸體拖動，沿一定角度作伸縮運(yùn)動，上壓軋輥和油缸整體可沿構(gòu)架導(dǎo)軌作 上下調(diào)整運(yùn)動，上壓軋輥與不轉(zhuǎn)的油缸體間有軸承，在軋制過程中隨環(huán)件旋轉(zhuǎn)而被帶轉(zhuǎn)，由 油缸推動的并由環(huán)件帶轉(zhuǎn)的上壓軋輥和原處主動轉(zhuǎn)動的下托軋輥組成一對軋輥，夾壓環(huán)件 的兩側(cè)端面。
2.由權(quán)利要求1所述的立式輾環(huán)機(jī)的軸向輾壓裝置，它與主機(jī)聯(lián)動后能實(shí)現(xiàn)自動運(yùn) 行，隨著環(huán)軋工序的開始或結(jié)束，本裝置自動進(jìn)入或退出工作狀態(tài)，其特征是立式輾環(huán)機(jī) 的主油缸(33)油路上設(shè)有壓力繼電器PJ1，油泵09)輸出的壓力油一路經(jīng)電磁換向閥 (21)，驅(qū)動油馬達(dá)(15)；另一路經(jīng)減壓后通過電磁換向閥04)到油缸體(3)的大、小腔，小 腔油路上設(shè)有壓力繼電器PJ2。
全文摘要
本發(fā)明立式輾環(huán)機(jī)的軸向輾壓裝置，是普通立式輾環(huán)機(jī)的獨(dú)立附加裝置。由油缸推動的并由環(huán)件帶轉(zhuǎn)的上壓軋輥和由油馬達(dá)驅(qū)動的下托軋輥組成一對軋輥，在主機(jī)輾環(huán)的同時(shí)，夾住環(huán)件的兩側(cè)，對環(huán)件兩端面實(shí)施周而復(fù)始的連續(xù)地滾動輾壓。以消除環(huán)件側(cè)面毛刺和端面凹陷的鍛造缺陷，降低了材料消耗，提高了鍛件質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便、造價(jià)低。與主機(jī)聯(lián)動后能實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，隨著環(huán)軋工序的開始或結(jié)束，本裝置自動進(jìn)入或退出工作狀態(tài)，操作和調(diào)整十分簡便。既可用于新造機(jī)器配套，也可用于舊機(jī)改進(jìn)添置。
文檔編號B21H1/06GK102091749SQ200910200139
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者李培興, 江紹成 申請人:李培興, 江紹成