CN102172657A - 一种半挂车轴管增厚设备及轴管增厚方法 - Google Patents

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Abstract

一种半挂车轴管增厚设备，包括机床、液压系统和中频加热炉，所述机床两端分别设有第一模套和第二模套，所述第一模套与液压系统的第一油缸联接，所述第二模套与液压系统的第二油缸联接，所述第一模套、第二模套上均安装有增厚模，所述机床上还设有轴管的夹紧装置。本发明的增厚轴管有效保证了车轴的承载能力，轴管的加工设备具有生产效率高，生产成本低的优点，轴管增厚方法操作简便。

Description

一种半挂车轴管增厚设备及轴管增厚方法
技术领域
本发明涉及半挂车配件加工领域，更具体地说，涉及一种半挂车轴管的增厚设备及轴管增厚方法。
背景技术
半挂车车轴属于薄壁壳形零件，该零件中间部分呈矩形状或圆筒状，等壁厚而且长度较长；两端部是形状相同的变直径变壁厚圆管段，且长度较短；端部与中间矩形段之间通过一段方圆过渡段连接。由于整个零件具有细长、中空、外形有缩径等特征，由于端部(常称为轴头)需装配轴承、油封、焊接底板等部件，轴头需按实际需要加工成变直径变壁厚的轴管段，通常，在轴头由无缝钢管坯料变直径成型的过程中，金属因其塑性变形的性质会伴随轴管壁厚的变化，但往往在焊接底板位等关键部位还需增加相当的壁厚，才能保证整个车轴的承载能力，目前采用毛坯单头端部加热后使用两个半边圆模进行单头端部增厚，然后再对另一头轴头进行加工，两边轴头分别加工且单独进行，该技术不但生产效率低，而且经过增厚的毛坯外表面容易出现局部鼓起的现象，对下道热加工的工序产生不良影响。用于增厚加工的两个半圆模上还需设计合模和起模机构，使轴管增厚设备更加复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对上述已有技术存在的不足，提供一种半挂车轴增厚设备、以及使用该设备的轴管增厚方法。
本发明采用的技术方案是，提供一种半挂车轴管增厚设备，包括机床、液压系统和中频加热炉，所述机床两端分别设有第一模套和第二模套，所述第一模套与液压系统的第一油缸联接，所述第二模套与液压系统的第二油缸联接，所述第一模套、第二模套上均安装有增厚模，所述机床上还设有轴管的夹紧装置。
上述的半挂车轴管增厚设备，所述夹紧装置包括第三油缸和夹紧块，所述第三油缸的活塞杆连接夹紧块。
上述的半挂车轴管增厚设备，所述机床与中频加热炉间设有输送轴管用的步进横移装置。
上述的半挂车轴管增厚设备，包括一对在轴管两侧对称设置的中频加热炉，所述中频加热炉可沿轴管轴向移动。
上述的半挂车轴管增厚设备，还包括换模转盘，两个或两个以上的增厚模以可拆卸方式安装在所述换模转盘的同一圆周上，所述换模转盘分别固定在第一模套和第二模套上。
上述半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，包括以下步骤：
1)在轴管两侧的中频加热炉相向移动，使轴管两端套入中频加热炉的炉腔内，增厚部位分别在两中频加热炉内加热。加热结束后中频加热炉复位。
2)步进横移装置将轴管输送至机床上。
3)第三油缸驱动夹紧块下行将轴管夹紧，第一、第二油缸驱动第一、第二模套相向移动，使轴管两端的增厚部位分别进入第一、第二模套上的增厚模内。
4)液压系统向轴管施加轴向挤压力，使轴管的增厚部位的壁厚增加。
上述半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，所述中频加热炉的加热温度范围是950～1050℃。
上述半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，由第一油缸和第二油缸向轴管施加轴向挤压力，使轴管的增厚部位的壁厚增加。
上述半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，由第一油缸或第二油缸向轴管施加轴向挤压力，使轴管的增厚部位的壁厚增加。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的增厚轴管有效保证了车轴的承载能力，轴管的加工设备具有生产效率高，生产成本低的优点，轴管增厚方法操作简便，具体表现如下：
1.本发明的增厚轴管是在钢管毛坯上增厚加工的，整体轴管增厚后通过热轧或挤压方式直接在两端轴头成形，杜绝了分段成形所存在的各种焊接缺陷，同时，由于在车轴轴头的油封位、轴承位、底板位等关键的部位壁厚得到有效保证，从而使车轴的承载能力大大提高，并使得整体轴管的重量得到减轻，符合汽车减重节能的发展趋势。
2.在生产需时方面：毛坯两端同时加热，并且同时进入增厚模腔内加工，加快了生产节拍，降低生产成本。
3.本发明的轴管增厚设备控制精确，轴管增厚采用PLC控制，有效控制生产过程的进出料、加热温度等加工过程，实现全自动，改善操作环境。
附图说明
图1是本发明半挂车轴管增厚设备的机床结构示意图；
图2是本发明的步进横移装置布局结构示意图；
图3是本发明的轴管增厚工作状态剖视图；
图4是本发明的换模转盘结构示意图。
其中附图中各标号表示的部件如下：
机床1          第一油缸11    第二油缸12  第三油缸13    夹紧块2
第一模套31     第二套模32    轴管4       中频加热炉5
步进横移装置6  增厚模7
具体实施方式
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的增厚设备包括机床1、液压系统、中频加热炉5、增厚模7、步进横移装置6组成。液压系统由油缸、油路、油路控制系统组成，液压系统使轴管两侧的增厚模向轴管移动，轴管受挤压，加热部位塑性变形。中频加热炉和机床挤压同步进行，步进横移装置将已经加热的轴管输送到机床上，实现同一生产线上连续加工，提高生产效率。整个生产过程由PLC程序控制，有效控制生产过程的进出料、加热温度、轴体坯料的长度控制等问题，使整个生产过程能在高效、精准的控制下完成。如图1所示，在机床两侧分别设有第一油缸和第二油缸，在机床的顶部设置轴管的夹紧装置，该夹紧装置由第三油缸13和夹紧块2，第三油缸13的活塞杆连接夹紧块2，使第三油缸可控制夹紧块在垂直方向上下行走。机床两侧的第一油缸11和第二油缸12的活塞杆各联接第一模套31和第二模套32，两侧油缸的活塞杆可推动两侧的模套相向移动。在机床上设有轴管4加工支承台，当轴管4由步进横移装置6送至机床1上的支承台后，机床顶部的第三油缸13动作，活塞杆推动夹紧块2下行，将轴管4夹紧，第一、第二油缸的活塞杆推动两侧增厚模7把轴管4两端紧套，液压系统通过增厚模继续向增厚位加热后的轴管施加轴向挤压力，进行两端增厚的工序。增厚模7分别安装在第一模套31和第二模套32上，增厚模7是凹模，增厚模7的轴线与位于机床支承台上的轴管坯料同轴线。
见图2，轴管的增厚分加热和墩粗两步完成，在中频加热炉5与机床1间设置步进横移装置6，轴管4两端的增厚部位先在中频加热炉5中加热，再由步进横移装置6输送到机床上，在机床上完成轴管加热区的增厚。
轴管坯料使用无缝钢管，无缝钢管通过定尺锯断后，水平放进受料架，受料架两侧的中频加热炉5向轴管4靠拢，使轴管4两端伸入中频加热炉5的炉腔内，PLC控制中频加热炉5工作，中频加热炉内的感应圈使轴管金属材料中产生很大的涡流，自由电子流动产生热量使轴管感应圈内的管段温度升高(参见图3，图3中A表示该段轴管是加热管段)。无缝钢管两端升温后，中频加热炉5向两侧外移，步进横移装置6将轴管4输送到机床的支承台上。机床顶部的第三油缸13垂直往下降，夹紧块2与支承台配合将轴管夹持，左右两端的第一油缸11和第二油缸12分别推动增厚模7将无缝钢管两端套住，油缸继续向轴管4施压，轴管4两端的A段塑性变形(图3中另一端的加热管段没示出)，在增厚模7的夹紧下，受压的A段轴管金属向轴管内堆挤，使该部位的轴管壁厚增加。
为了减少换模时间、简化工序，本发明的增厚设备上还设有换模转盘，参见图4，换模转盘上安装有三个不同规格的增厚模7，三个模具均布在该盘的同一圆周上，换模转盘以该圆周的圆心安装在模套3上，圆心与轴管中心线的距离是该圆周的半径，使各个模具的中心线都能旋转至与轴管中心线重合，通过转动换模转盘快速切换不同规格的增厚模具。

Claims (9)

1.一种半挂车轴管增厚设备，包括机床(1)、液压系统和中频加热炉(5)，其特征在于：所述机床两端分别设有第一模套(31)和第二模套(32)，所述第一模套(31)与液压系统的第一油缸(11)联接，所述第二模套(32)与液压系统的第二油缸(12)联接，所述第一模套(31)、第二模套(32)上均安装有增厚模(7)，所述机床上还设有轴管的夹紧装置。
2.根据权利要求1所述的半挂车轴管增厚设备，其特征在于：所述夹紧装置包括第三油缸(13)和夹紧块(2)，所述第三油缸(13)的活塞杆连接夹紧块(2)。
3.根据权利要求2所述的半挂车轴管增厚设备，其特征在于：所述机床(1)与中频加热炉(5)间设有输送轴管用的步进横移装置(6)。
4.根据权利要求3所述的半挂车轴管增厚设备，其特征在于：包括一对在轴管两侧对称设置的中频加热炉(5)，所述中频加热炉(5)可沿轴管轴向移动。
5.根据权利要求4述的半挂车轴管增厚设备，其特征在于：还包括换模转盘，两个或两个以上的增厚模(7)以可拆卸方式安装在所述换模转盘的同一圆周上，所述换模转盘分别固定在第一模套(31)和第二模套(32)上。
6.根据权利要求1所述的半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在轴管两侧的中频加热炉(5)相向移动，使轴管(4)两端套入中频加热炉(5)的炉腔内，增厚部位分别在两中频加热炉(5)内加热。加热结束后中频加热炉(5)复位。
2)步进横移装置(6)将轴管(4)输送至机床上。
3)第三油缸(13)驱动夹紧块(2)下行将轴管(4)夹紧，第一、第二油缸驱动第一、第二模套相向移动，使轴管(4)两端的增厚部位分别进入第一、第二模套上的增厚模(7)内。
4)液压系统向轴管(4)施加轴向挤压力，使轴管(4)的增厚部位的壁厚增加。
7.根据权利要求6所述的半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，其特征在于：所述中频加热炉的加热温度范围是950～1050℃。
8.根据权利要求6所述的半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，其特征在于：由第一油缸(11)和第二油缸(12)向轴管(4)施加轴向挤压力，使轴管(4)的增厚部位的壁厚增加。
9.根据权利要求7所述的半挂车轴管增厚设备的轴管增厚方法，其特征在于：由第一油缸(11)或第二油缸(12)向轴管(4)施加轴向挤压力，使轴管(4)的增厚部位的壁厚增加。
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