CN105013999B - 一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置 - Google Patents

Abstract

一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，包括机体和与之连接的固定板，液压缸与机体连接固定，液压缸的冲头和拉环左端连接，拉环两侧在拉环支撑上滑动，拉环右端通过柔性接头与芯轴一端连接，芯轴上套有工件，工件通过工件支撑架定位，工件左端顶住端部挡料板，工件右端连接油腔，在工件中部旁边设有激振器，激振器连接在滑块上，滑块和导轨配合，端部挡料板、工件支撑架、导轨固定在固定板上，激振器使工件共振，工件与芯轴接触面发生松动，便于芯轴抽出，高压油作用使得抽芯更加容易，液压缸能够提供足够大的拉力，即便芯轴被抱得很死也能够抽出，抽芯过程对工件和芯轴的损伤小。

Description

一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置

技术领域

本发明属于带芯轴锻造技术领域，具体涉及一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置。

背景技术

锻造中为了高精密的制造内孔型面，通常使用芯轴来辅助成形。在锻造过程中，金属剧烈向径向流动，从而将芯轴紧紧抱住，所以经常出现锻造后难以抽出芯轴的情况。

传统抽出芯轴的办法是简单的机械撞击抽出，但是，这样的办法有四个明显的缺陷：第一，如果金属将芯轴抱得太死，将无法抽出；第二，机械撞击抽出容易对工件内表面造成损伤；第三，效率低下；第四，为了避免无法抽出芯轴的情况，设计锻打量必须很小，这在很大程度上也限制了旋转锻造工艺的使用范围。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种内孔型面锻造成型用芯轴抽出装置，能够高效抽出锻造后的芯轴，对工件本身损伤小，而且在锻打量较大的情况下也能够适用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，包括机体5和与之连接的固定板16，液压缸1与机体5连接固定，液压缸1的冲头和拉环3左端连接，拉环3两侧在拉环支撑4上滑动，拉环3右端通过柔性接头6与芯轴7一端连接，芯轴7上套有工件9，工件9通过工件支撑架10定位，工件9左端顶住端部挡料板8，工件9右端连接油腔15，在工件9中部旁边设有激振器12，激振器12连接在滑块11上，滑块11和导轨14配合，端部挡料板8、工件支撑架10、导轨14固定在固定板16上，固定板16上设置有油槽16a。

所述的芯轴7左端设置有排气孔7a，左端螺纹7b与柔性接头6连接，芯轴7上排布着直径为50微米，深度小于20毫米的出油微孔7d，L0为芯轴7的有效长度，L1为排布有出油微孔7d的长度，其中L1＝0.6*L0，出油微孔7d按照直线螺旋上升的方式排布在芯轴7表面，螺旋升角为120°，每半个周期排布5个出油微孔7d，芯轴7内部设置盲孔7c，厚度为t，t小于20毫米，出油微孔7d与盲孔7c连通。

所述的端部挡料板8包括挡油盖8a，橡胶密封圈8c内嵌在挡油盖8a中，挡油盖8a通过螺纹与端部挡料板主体8b连接。

所述工件支撑架10包括工件支撑架上半环10a和工件支撑架下半环10d，工件支撑架上半环10a和工件支撑架下半环10d通过螺栓连接，工件支撑架10上设置有三个120°均布的定位头，其中，顶部的定位头10b可调，下部2个定位头10c固定，工件9被这三个定位头定位。

所述柔性接头6包括左连接头6a，左连接头6a通过钢丝绳6b和右连接头6c连接，其中左连接头6a的直径等于右连接头6c的直径的1.5倍。

所述油腔15包括油腔本体15a和接头15b，接头15b通过螺纹连接插在油腔本体15a上，其中油腔本体15a的内孔直径与工件9内孔直径相等。

本发明具有以下优点：

1、激振器12使工件9共振，工件9与芯轴7接触面发生松动，便于芯轴9抽出。

2、高压油具有三个作用，首先，高压给芯轴7提供了推力；其次，高压油能够通过芯轴7上的出油微孔7d流入芯轴7与工件9内孔之间的缝隙中，形成油膜润滑；第三，出油微孔7d附近形成局部高压，可以将工件9内孔撑开。这三个方面共同作用使得抽芯更加容易。

3、液压缸1能够提供足够大的拉力，即便芯轴7被抱得很死也能够抽出，适用于大打击量锻造场合。

4、抽芯过程对工件9和芯轴7的损伤小。

附图说明

图1是本发明的设备总体布局图。

图2是本发明的轴测图。

图3是图1沿着工件中轴线的剖视图。

图4是芯轴结构示意图。

图5是端部挡板结构示意图。

图6是工件支撑架结构示意图。

图7是柔性连接头结构示意图。

图8是油腔结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1、图2、图3所示，一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，包括机体5和与之连接的固定板16，液压缸1通过液压缸固定架2与机体5连接固定，液压缸1的冲头和拉环3左端连接，拉环3两侧在拉环支撑4上滑动，拉环3右端通过柔性接头6与芯轴7一端连接，芯轴7上套有工件9，工件9通过工件支撑架10定位，工件9左端顶住端部挡料板8，工件9右端连接油腔15，在工件9中部旁边设有激振器12，激振器12通过激振器固定圈13用螺栓连接在滑块11上，滑块11和导轨14配合，滑块11可以在导轨14上滑动，端部挡料板8、工件支撑架10、导轨14通过螺栓固定在固定板16上，固定板16上设置有油槽16a。

如图4所示，所述的芯轴7左端设置有排气孔7a，左端螺纹7b与柔性接头6连接，芯轴7上排布着直径为50微米，深度小于20毫米的出油微孔7d，L0为芯轴7的有效长度，L1为排布有出油微孔7d的长度，其中L1＝0.6*L0，出油微孔7d按照直线螺旋上升的方式排布在芯轴7表面，螺旋升角为120°，每半个周期排布5个出油微孔7d，芯轴7内部设置盲孔7c，直径为d，厚度为t，t小于20毫米，出油微孔7d与盲孔7c连通。

如图5所示，所述的端部挡料板8，包括挡油盖8a，橡胶密封圈8c内嵌在挡油盖8a中，挡油盖8a通过螺纹与端部挡料板主体8b连接。

如图6所示，所述工件支撑架10包括工件支撑架上半环10a和工件支撑架下半环10d，工件支撑架上半环10a和工件支撑架下半环10d通过螺栓连接，工件支撑架10上设置有三个120°均布的定位头，其中，顶部的定位头10b可调，下部2个定位头10c固定，工件9被这三个定位头定位。

如图7所示，所述柔性接头6包括左连接头6a，左连接头6a通过钢丝绳6b和右连接头6c连接，其中左连接头6a的直径等于右连接头6c的直径的1.5倍。

如图8所示，所述油腔15包括油腔本体15a和接头15b，接头15b通过螺纹连接插在油腔本体15a上，其中油腔本体15a的内孔直径与工件9内孔直径相等。

本装置工作原理为：

将带芯轴7和工件9固定在工件支撑架10上，参照图1和图2，工件9左端顶住端部挡料板8，工件9右端连接油腔15，用柔性接头6将芯轴7与拉环3连在一起。

通过有限元分析软件分析得出工件9的一阶共振频率，调激振器12至该频率，并将激振器12移至工件9的大致中间位置，启动激振器12，接着向油腔15中注入高压油，高压油的压强P

其中P是注入油腔15的高压油压强；

σ_s是芯轴7所用材料的屈服强度；

t是芯轴7的壁厚；

d是芯轴7的内孔直径。

调整激振器12的位置，使得工件9获得最大的振幅，随着工件9的振动，芯轴7与工件9之间的接触面将出现松动，此时，芯轴7内部的高压油通过出油微孔7d进入接触面缝隙，一方面形成油膜润滑，另一方面在出油微孔7d附近形成局部高压，将工件9内孔撑大，使得芯轴7容易抽出。高压油还能够从芯轴7的右端提供推力，将芯轴7向左推动。

控制液压缸1向左运动，在拉力作用下逐渐将芯轴7抽出。

抽出长度达到50毫米后，关闭高压油，关闭激振器9，芯轴7在液压缸1单独作用下抽出，最后停止液压缸1，并取下工件9和芯轴7。

Claims (6)

1.一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，包括机体(5)和与之连接的固定板(16)，其特征在于：液压缸(1)与机体(5)连接固定，液压缸(1)的冲头和拉环(3)左端连接，拉环(3)两侧在拉环支撑(4)上滑动，拉环(3)右端通过柔性接头(6)与芯轴(7)一端连接，芯轴(7)上套有工件(9)，工件(9)通过工件支撑架(10)定位，工件(9)左端顶住端部挡料板(8)，工件(9)右端连接油腔(15)，在工件(9)中部旁边设有激振器(12)，激振器(12)连接在滑块(11)上，滑块(11)和导轨(14)配合，端部挡料板(8)、工件支撑架(10)、导轨(14)固定在固定板(16)上，固定板(16)上设置有油槽(16a)。

2.根据权利要求1所述的一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，其特征在于：所述的芯轴(7)左端设置有排气孔(7a)，左端螺纹(7b)与柔性接头(6)连接，芯轴(7)上排布着直径为50微米，深度小于20毫米的出油微孔(7d)，L0为芯轴(7)的有效长度，L1为排布有出油微孔(7d)的长度，其中L1＝0.6*L0，出油微孔(7d)按照直线螺旋上升的方式排布在芯轴(7)表面，螺旋升角为120°，每半个周期排布5个出油微孔(7d)，芯轴(7)内部设置盲孔(7c)，盲孔(7c)处的芯轴(7)的壁厚t小于20毫米，出油微孔(7d)与盲孔(7c)连通。

3.根据权利要求1所述的一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，其特征在于：所述的端部挡料板(8)，包括挡油盖(8a)，橡胶密封圈(8c)内嵌在挡油盖(8a)中，挡油盖(8a)通过螺纹与端部挡料板主体(8b)连接。

4.根据权利要求1所述的一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，其特征在于：所述工件支撑架(10)包括工件支撑架上半环(10a)和工件支撑架下半环(10d)，工件支撑架上半环(10a)和工件支撑架下半环(10d)通过螺栓连接，工件支撑架(10)上设置有三个120°均布的定位头，其中，顶部的定位头(10b)可调，下部2个定位头(10c)固定，工件(9)被这三个定位头定位。

5.根据权利要求1所述的一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，其特征在于：所述柔性接头(6)包括左连接头(6a)，左连接头(6a)通过钢丝绳(6b)和右连接头(6c)连接，其中左连接头(6a)的直径等于右连接头(6c)的直径的1.5倍。

6.根据权利要求1所述的一种内孔型面锻造成形用芯轴抽出装置，其特征在于：所述油腔(15)包括油腔本体(15a)和接头(15b)，接头(15b)通过螺纹连接插在油腔本体(15a)上，其中油腔本体(15a)的内孔直径与工件(9)内孔直径相等。