CN102615222B - 无缝薄壁环件轧制成形的设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于环形零件的塑性加工技术领域，具体地指一种无缝薄壁环件轧制成形的设备，包括主动电机、传动机构、驱动机构、进给机构及由轧制驱动辊和进给轧制的芯辊构成的成形机构，其特征在于：所述驱动辊的心轴通过可伸缩万向联轴器与传动机构连接，在机架上沿圆周间隔设有驱动辊滑道，驱动辊滑道沿径向设置，驱动辊滑道上设有驱动辊滑块，驱动辊滑块连接有背压装置，所述驱动辊的心轴固定在滑块上；进给机构包括在机架上沿圆周间隔的进给滑块和进给滑道，进给滑道沿径向设置，进给滑块设置在进给滑道上，芯辊的心轴固定设置在进给滑块上。本发明结构简单紧凑，操作方便，可生产不同截面形状的无缝薄壁环件，具有多品种、批量性生产的特点。

Description

无缝薄壁环件轧制成形的设备

技术领域

本发明属于环形零件的塑性加工技术领域，具体地指一种无缝薄壁环件轧制成形的设备。

背景技术

薄壁环件是指环件的壁厚和它的径向尺寸比较，相差悬殊的环形零件。一般认为，环件壁厚与内径曲率半径之比小于1：20的环件称作为薄壁环件。随着工业技术的发展，当前在机电、航空、汽车、工程机械和采矿机械等产品的生产中，经常需要一些壁厚薄、柔性好、精度要求高且具有一定截面形状的薄壁环件，其中多数为产品中的关键零件，如汽车金属带式无级变速器金属带组件中的薄壁钢带环，其径厚比小于1:1000。

但是这些薄壁环件在加工过程中对各种因素影响十分敏感，极易产生变形，很难满足精度要求，严重影响产品质量，因而成为机械制造中的一大难点。我国目前对此类零件一般采用切削加工，但工艺复杂、工序周期长、工装夹具和设备的精度要求高，使得整个生产成本高。尤其是当薄壁环件的生产批量不大时，高昂的工装夹具费会使零件的单件成本更高。而传统的环件轧制方法不能直接用于薄壁环件轧制，因为薄壁环件轧制有别于传统环件轧制的重要之处在于薄壁环件的刚度不能满足轧制时的刚度条件，使环件在轧辊间发生了折叠现象，使轧制不能进行。

目前，薄壁环件截面轧制成形设备的驱动辊位置是固定的，在轧制时不会使环件壁厚变薄、直径变大，仅能成形环件截面，而且环件毛坯为焊接毛坯，不能成形无缝薄壁环件。

发明内容

本发明的目的就是解决上述背景技术存在的不足，提供一种无缝薄壁环件轧制成形的设备，一次性轧制成无缝薄壁环件。

本发明的技术方案为：一种无缝薄壁环件轧制成形的设备，包括设置在机架底部的主动电机、与主动电机连接的传动机构、驱动机构、进给电机、与进给电机连接的进给机构及由轧制驱动辊和进给轧制芯辊构成的成形机构，所述驱动辊的心轴通过可伸缩万向联轴器与传动机构连接，在机架上沿圆周间隔设有驱动辊滑道，驱动辊滑道沿径向设置，驱动辊滑道上设有驱动辊滑块，驱动辊滑块连接有背压装置；所述驱动辊的心轴固定设置在驱动辊滑块上；所述的进给机构包括进给滑块和进给滑道，进给滑道沿径向设置，并间隔设置在机架的圆周上，进给滑块设置在进给滑道上，芯辊的心轴固定设置在进给滑块上。

进一步地，所述的传动机构包括主动齿轮、与主动齿轮相啮合的多个从动齿轮，主动齿轮与主动电机的传动轴连接，从动齿轮的传动轴与可伸缩万向联轴器连接。

进一步地，所述的驱动机构包括设置在机架顶部的从动电机、从动螺杆、从动圆锥，从动螺杆与从动电机连接，从动圆锥套设在从动螺杆上，从动圆锥与进给滑块连接。

进一步地，所述的背压装置包括设在驱动辊滑道上的支座，支座上设有导向孔，导向孔内设有导向杆，导向杆的一端与驱动辊滑块连接，支座和驱动辊滑块之间设有弹簧。

优选地，所述弹簧套在导向杆上。

优选地，所述的驱动辊滑块与驱动辊滑道通过燕尾槽的结构连接。

优选地，所述的进给滑道与进给滑块通过燕尾槽的机构连接。

本发明的工作原理为：驱动辊为与环件截面形状配合的轧制主动辊模，芯辊为与环件截面形状配合的轧制从动辊模。将环件毛坯在常温下放入驱动辊与芯辊之间，在传动机构的带动下，驱动辊会作主动旋转运动，使环件毛坯产生旋转运动，在进给机构的带动下，芯辊作径向向外的直线进给运动。当芯辊与环件毛坯接触后，设计恰当的进给量可使环件毛坯被不断地轧制，其厚度不断地变薄，直径不断地增大，同时，驱动辊会在背压装置的作用下，跟随环件毛坯直径的增长而作径向直线运动。环件毛坯的截面形状也会逐渐成形为驱动辊和芯辊所构成的孔型截面形状。当环件毛坯轧制到指定的直径后，停止进给，但环件仍然在轧制设备中旋转2-3圈，以进行整圆。

本发明结构简单紧凑，操作方便，可生产不同截面形状的无缝薄壁环件，具有多品种、批量性生产的特点。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明的结构俯视图。

图3为本发明的驱动辊滑道结构示意图。

图4为本发明的芯辊的进给滑道结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1、图2所示，本实施例的主动电机1设置在机架2的底部，主动电机1通过传动轴与传动机构的主动齿轮5连接，主动齿轮5连接有6个与主动齿轮5相啮合的从动齿轮4，从动齿轮4的传动轴通过轴承3设置在机架2上，其传动轴与可伸缩万向联轴器6的一端铰接连接，可伸缩万向联轴器6的另一端与驱动辊11的心轴7连接，可伸缩万向联轴器6不仅可以传递扭矩，还可以伸长或缩短，以便带动驱动辊11能够顺利地进行径向直线运动。可伸缩万向联轴器6是现有的产品。

在机架2上沿圆周间隔设有驱动辊滑道9，驱动辊滑道9径向设置，在驱动辊滑道9上设有驱动辊滑块8，每个驱动辊滑道9与驱动辊滑块8通过燕尾槽的结构连接，驱动辊11的心轴7固定设置在驱动辊滑块8上（如图3所示）；驱动辊滑块8还连接背压装置10。

背压装置10的支座23固定设置在驱动辊滑道9上，并在支座23上设有导向孔24，导向孔24与驱动辊滑块8通过导向杆25连接，在支座23和驱动辊滑块8之间设有弹簧26，弹簧26套在导向杆25上；背压装置10提供背压力，使驱动辊11能够保持相对于芯辊12的作用力，在驱动辊滑道9上平稳运动，能有效保证轧制时驱动辊11和芯辊12之间的轧制力。

在机架2的顶部设有从动电机14，从动电机14通过联轴器与从动螺杆15连接，从动螺杆15下端通过螺钉18设置在机架2的托板22上，从动圆锥13通过螺纹套设在从动螺杆15上，在从动螺杆15下部设有止动销21，用以控制从动圆锥13的行程；从动圆锥13与进给滑块19连接，两者之间通过锥面配合接触；芯辊12通过轴承16和芯辊心轴17固定设置在进给滑块19上，进给滑块19设置在机架2圆周上间隔设置的进给滑道20上，进给滑道20径向设置，每个进给滑道20与进给滑块19通过燕尾槽的结构连接（如图4所示）。从动螺杆15在从动电机14的带动下转动，套设在从动螺杆15上的从动圆锥13向下运动，进而推动进给滑块19在进给滑道20上径向向外运动，形成轧制过程中的进给；由于芯辊12与进给滑块19的运动方向相同，芯辊12也径向向外运动。

轧制设备的驱动辊11的轮廓为与环件截面形状一致的凹型，芯辊12轮廓为与截面形状一致的凸型。将环件毛坯在常温下放入轧制设备的驱动辊11与芯辊12之间。同时启动主电机1和从动电机14，在传动机构的带动下，驱动辊11会作主动旋转运动，使环件毛坯产生旋转运动。在进给机构的带动下，6个芯辊12同时向外作进给直线运动。当芯辊12与环件毛坯接触后，设计恰当的进给量可使环件毛坯被不断地轧制，其厚度不断地变薄，直径不断地增大。同时，驱动辊11会在背压装置10的作用下，跟随环件毛坯直径的增长而作直线运动。环件毛坯的截面形状也会逐渐成形为驱动辊11和芯辊12所构成的孔型截面形状。当环件毛坯轧制到指定的直径后，停止进给，但环件毛坯仍然在轧制设备中旋转2-3圈，以进行整圆。

本发明可通过调整环件毛坯尺寸和进给运动来轧制一定外径范围的环件，通过改变成套驱动辊和芯辊的形状，可构成不同的轧制孔型来生产不同截面形状的无缝薄壁环件。

通过本发明所设计的无缝薄壁环件轧制成形的设备，得到的产品与毛坯相比，其环件壁厚变薄、外径变大、截面形状成形。

Claims (4)

1.一种无缝薄壁环件轧制成形的设备，包括设置在机架底部的主动电机、与主动电机连接的传动机构、驱动机构、进给机构及由轧制驱动辊和进给轧制芯辊构成的成形机构，其特征在于：所述驱动辊的心轴通过可伸缩万向联轴器与传动机构连接，在机架上沿圆周间隔设有驱动辊滑道，驱动辊滑道沿径向设置，驱动辊滑道上设有驱动辊滑块，驱动辊滑块连接有背压装置，所述驱动辊的心轴固定在驱动辊滑块上；所述的进给机构包括在机架上沿圆周间隔的进给滑块和进给滑道，进给滑道沿径向设置，进给滑块设置在进给滑道上，芯辊的心轴固定设置在进给滑块上；所述的背压装置包括设在驱动辊滑道上的支座，支座上设有导向孔，导向孔内设有导向杆，导向杆的一端与驱动辊滑块连接，支座和驱动辊滑块之间设有弹簧，所述的传动机构包括主动齿轮、与主动齿轮相啮合的多个从动齿轮，主动齿轮与主动电机的传动轴连接，从动齿轮的传动轴与可伸缩万向联轴器连接；所述的驱动机构包括设置在机架顶部的从动电机、从动螺杆、从动圆锥，从动螺杆与从动电机连接，从动圆锥套设在从动螺杆上，从动圆锥与进给滑块连接。

2.根据权利要求1所述的无缝薄壁环件轧制成形的设备，其特征在于：所述弹簧套在导向杆上。

3.根据权利要求1所述的无缝薄壁环件轧制成形的设备，其特征在于：所述的驱动辊滑块与驱动辊滑道通过燕尾槽的结构连接。

4.根据权利要求1所述的无缝薄壁环件轧制成形的设备，其特征在于：所述的进给滑道与进给滑块通过燕尾槽的机构连接。

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